Labor für Regelungstechnik

Was ist es?

Die Labore für Regelungstechnik sind Lehrveranstaltungen der Studiengänge Fahrzeugtechnologie und Mechatronik.

Wo ist es?

Fakultät für Maschinenbau und Mechatronik, Gebäude F, Raum U08.

Was lernt man dort?

Die Laborveranstaltung ergänzt die Vorlesungsveranstaltung. Durch die Verbindung von Simulation und Messung wird der Studierende sensibilisiert für die Unterschiede zwischen Theorie und Praxis. Durch das selbständige Arbeiten beherrscht der Studierende den sicheren Umgang mit den Laborgeräten, wie Oszilloskop, Signalgenerator, Digitalmultimeter und Labornetzteil. Die Versuchsauswertung erfolgt stets mit Unterstützung von MATLAB/Simulink.

Nach einem erfolgreichen Abschluss ist der Studierende in der Lage:

  • Systemparameter messtechnisch zu erfassen,
  • Regelsysteme zu modellieren,
  • Regelsysteme mit MATLAB/Simulink zu simulieren,
  • Regler zu entwerfen und aufbauen,
  • Regler in Betrieb zu nehmen und zu optimieren.

Was gibt es dort?

Das Labor ist mit 15 hochwertigen Arbeitsplätzen ausgestattet.
Jeder Arbeitsplatz verfügt über:

  • PC mit Messdatenerfassungskarte NI 6024E,
  • Software: MATLAB mit verschiedenenToolboxen, Office, PSpice,
  • Netzteil,
  • 4-Kanal-Oszilloskop,
  • Signalgenerator,
  • Digitalmultimeter,
  • Zähler.

Spezielle Regelungstechnik-Ausbildung

Neben der allgemeinen Ausstattung im Regelungstechnik Labor gibt es noch eine spezielle Austattung für die Regelungstechnik-Ausbildung. Dazu gehören 20 PID-Reglerplatinen.

Diese Platinen wurden hier in der Fakultät entwickelt und gebaut. Der große Vorteil ist, dass durch die Verwendung von IC-Sockeln normale Bauteile für die Dimensionierung des Reglers verwendet werden können. Die Platine hat einen integrierten Leistungsverstärker, mit dem der DC-Motor direkt angesteuert werden kann.

Das Leitplastikpotentiometer kann über eine Kupplung an der Welle befestigt werden und dient der Drehwinkelmessung (siehe Bild unten rechts).

Versuche

Folgende Versuche werden von den Studierenden selbst durchgeführt:

  • Messung der Systemparameter eines DC-Motors,
  • Frequenzgangmessung,
  • Simulation und Messung des Drehzahlverhaltens,
  • Reglerentwurf,
  • Regelkreissimulation mit Simulink,
  • Aufbau der Drehzahlregelung mit der Realtime-Windows-Target-Toolbox,
  • Simulation einer Winkelpositionsregelung,
  • Experimenteller Winkelpositionsreglerentwurf,
  • Aufbau der Winkelpositionsregelung mit PID-Reglerplatine.

Die Ergebnisse werden in einem Laborbericht zusammengefasst.

Weitere Versuche

Schwebender Tischtennisball in einer von Luft durchströmten Röhre (Bild links)

  • Regelgröße: Höhe,
  • Messglied: Ultraschallsensor,
  • Stellglied: Gebläse mit DC-Motor.

Dieser Versuch wird ausführlich beschrieben in Scherf, H.: Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 2007, 3. Auflage



Balancieren eines Balles auf einer Felge
(Bild Mitte)

  • Regelgröße: Ballposition,
  • Messglied: Solarzelle,
  • Stellglied: DC-Motor.

 

Füllstandsreglung mit JUMO-Kompaktregler (Bild rechts)

  • Regelgröße: Füllstand,
  • Messglied: Drucksensor,
  • Stellglied: Pumpe mit DC-Motor,
  • Störgröße: Stellung Kugelhahn.


Dieser Versuch wird ausführlich beschrieben in
Scherf, H.: Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 2007, 3. Auflage.

Kontakt

MMT-HsKA-Logo

Prof. Dipl.-Ing. Helmut Scherf

Gebäude F, Zimmer 112
Moltkestr. 30, 76133 Karlsruhe
Tel. +49(0)721 925-1750
Fax. +49(0)721 925-1707
E-Mail helmut.scherfspam prevention@hs-karlsruhe.de

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