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Studentische Projektarbeit Gruppe 2 – Balance Akt Methodisches Konstruieren – µ-Computer Studentische Projektarbeit Gruppe 2 – Balance Akt Ziel dieser.

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Präsentation zum Thema: "Studentische Projektarbeit Gruppe 2 – Balance Akt Methodisches Konstruieren – µ-Computer Studentische Projektarbeit Gruppe 2 – Balance Akt Ziel dieser."—  Präsentation transkript:

1 Studentische Projektarbeit Gruppe 2 – Balance Akt Methodisches Konstruieren – µ-Computer Studentische Projektarbeit Gruppe 2 – Balance Akt Ziel dieser Projektarbeit ist die Lösung eines mechatronischen Problems durch teamorientiertes und ingenieurmäßiges Vorgehen. Produkt - Präsentation Sebastian Brust Jürgen Luther Marko Feldić Delphine Mengus Michael Ortlechner Sascha Meffert Christophe Brenner Balance Akt

2 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Mit Hilfe eines mechatronischen Systems soll eine Kugel auf einer ebenen Platte balanciert werden. Anfangs ist die Platte geneigt und die Position der Kugel auf der Platte beliebig. Die Platte wird über Stellantriebe so geneigt, dass die Kugel in einen fest definierten Endbereich rollt und dort balanciert wird. Dieser Endbereich kann vom Endbenutzer nicht variiert werden. Aufgabenstellung

3 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Funktionsprinzip

4 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Teilaufgaben Mechanik – Mechanischer Aufbau Kamera- Sensorik & Datenverarbeitung Regelung & Regelungselektronik Motorenansteuerung & Leistungselektronik Projekt – Dokumentation

5 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Kamera- Sensorik Übersicht FireWire – Kamera mit Software NEUROCHECK µ - Controller ADDA - Wandlerkarte

6 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Karte PC Video Kamera FireWire Kabel Serielles Kabel Serielle Schnittstelle PC2 Serielle Schnittstelle Serielles Kabel ADDA-Karte Istwert Lageregler (Spannungsbereich 0 – 2.55V) Sollwert Winkelregler Y (Spannungsbereich 0 – 2.55V) Steckerleiste Blockschaltbild

7 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Struktogramm NEUROCHECK

8 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe NEUROCHECK Systemprotokoll Ergebnisausgabe Prüfprogramm Kamerabild x y 0 255

9 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Datenpaket Beispiel: STX+2 ETX STX+ETX EOT

10 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Programmabläufe Serielle Schnittstelle auslesen Daten in internen Speicher schieben Auslesen des Speichers und Integer wandeln ascii2hex – Wandlung Einzelne Zehnerpotenzen zusammenfügen Im internen Speicher für die Regelung ablegen

11 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Haupt- Struktogramm

12 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Regelung Übersicht PD-Regler Kaskadenregelung: –Innerer Regelkreis: Winkelregelung der Platte –Äußerer Regelkreis: Lageregelung der Kugel Ersetzen einer Reglerplatine : Programmierung des Lagereglers in y- Richtung

13 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Blockschaltbild LR٭WR ٭ Verstär- ker Stell- glied Strecke Kamera system DA- Wandler Poti u x Istwert ٭Lageregelung ٭Winkelregelung Mikrocontroller

14 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Reglerdimensionierung Sollwert einstellen vorgeben TsTs Ziel: Istwert

15 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Regleralgorithmus Reglerübertragungsfunktion: G PD (s) = K*(1 + T V *s/(T F *s+1)) Diskretisierung: u k = T F /(T F +T S )*u k-1 + K*(T S +T F +T V )/(T S +T F )*e k – K*(T F +T V )/(T F +T S )*e k-1 mit a 1 = T F /(T F +T S ), b 0 = K*(T S +T F +T V ) und b 1 = K*(T F +T V )/(T F +T S ) u k = a 1 *u k-1 + b 0 *e k - b 1 *e k-1

16 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Die Programmierung Programmiersprache: C oder Assembler ? Assembler, da Einbindung eines C-Programms sehr kompliziert 8-Bit oder 16-Bit Werte ? 16-Bit Werte, da große Werte auftauchen können Programmierung entsprechender Arithmetik

17 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Struktogramm Regler

18 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Motorenansteuerung Übersicht Entwicklung und Umsetzung der D\A Wandlung Verstärkung der Steuersignale des Reglers

19 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Struktugramm DA Wandlung

20 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Verstärker

21 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Platinenlayout

22 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Platine

23 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Produktpräsentation

24 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Dokumentation Projekt – Dokumentation vom Prinzip bis zur Ausarbeitung nach VDI Recherchen zum Stand der Technik sowie zu den Bauteilen WEB-Dokumentation für Mikrocomputertechnik- Labor:

25 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Unser Dank gilt allen Professoren und Mitarbeitern die uns bei dem Projekt unterstützt haben Desweiteren danken wir der Firma ZF Sachs AG und der Firma Weber- Feinmechanik

26 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!


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