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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 13.02.2004 Sebastian Brust Jürgen Luther Marko Feldić Delphine Mengus Michael Ortlechner Sascha Meffert Christophe Brenner Balance Akt

2 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 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 213.02.2004 Funktionsprinzip

4 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 Teilaufgaben Mechanik – Mechanischer Aufbau Kamera- Sensorik & Datenverarbeitung Regelung & Regelungselektronik Motorenansteuerung & Leistungselektronik Projekt – Dokumentation

5 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 Kamera- Sensorik Übersicht FireWire – Kamera mit Software NEUROCHECK µ - Controller ADDA - Wandlerkarte

6 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 80585-Karte PC1 1394-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 213.02.2004 Struktogramm NEUROCHECK

8 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 NEUROCHECK Systemprotokoll Ergebnisausgabe Prüfprogramm Kamerabild x y 0 255

9 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 Datenpaket Beispiel: STX+2 ETX 4321.13 STX+ETX8765.15EOT

10 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 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 213.02.2004 Haupt- Struktogramm

12 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 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 213.02.2004 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 213.02.2004 Reglerdimensionierung Sollwert einstellen vorgeben TsTs Ziel: Istwert

15 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 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 213.02.2004 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 213.02.2004 Struktogramm Regler

18 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 Motorenansteuerung Übersicht Entwicklung und Umsetzung der D\A Wandlung Verstärkung der Steuersignale des Reglers

19 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 Struktugramm DA Wandlung

20 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 Verstärker

21 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 Platinenlayout

22 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 Platine

23 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 Produktpräsentation

24 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 Dokumentation Projekt – Dokumentation vom Prinzip bis zur Ausarbeitung nach VDI 2222. Recherchen zum Stand der Technik sowie zu den Bauteilen WEB-Dokumentation für Mikrocomputertechnik- Labor: http://193.196.117.123/projekte/BalanceAkt

25 Labor Mikrocontroller Projekt – Balance Akt Gruppe 213.02.2004 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 213.02.2004 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!


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