MEIK 2 Projekte WS 2010 / A-01 Simulationsmodell Fahrrad

Transkript

1 A-01 Simulationsmodell Fahrrad

2 Zielsetzung Entwicklung eines Simulationsmodells für ein Fahrrad unter SIMULINK

3 Teilaufgaben Mathematisch-Physikalische Beschreibung ( vom Einfachen zum Schweren ) Parameterermittlung an konventionellem Fahrrad Modellerstellung und erprobung Bedienoberfläche mittels MATLAB GUIDE Anforderungsschwerpunkte Literaturstudium Technische Mechanik / Mathematik Anwendung von SIMULINK Gruppengröße: 3-4

4 Unterlagen Ausgangs Literatur zur Modellierung von Fahrrädern

5 A-02 Simulationsmodell Fahrradantriebsstrang

6 Zielsetzung Entwicklung eines Simulationsmodells für den Antriebsstrang eines E- Motor - unterstützten Fahrrads unter SIMULINK

7 Teilaufgaben Mathematisch-Physikalische Beschreibung ( vom Einfachen zum Schweren ) Parameterermittlung an konventionellem Fahrrad Modellerstellung und erprobung Bedienoberfläche mittels MATLAB GUIDE Anforderungsschwerpunkte Anwendung von SIMULINK Technische Mechanik Mathematik Gruppengröße: 3-4

8 Unterlagen Literatur zur Fahrradtechnik und zu E Bikes

9 A-03 Fahrrad - Prüfstand

10 Zielsetzung Konzeptionierung und Entwurf eines Prüfstands für Komplettfahrräder

11 Teilaufgaben Entwurf und Konstruktion eines Rollenprüfstands für Komplettfahrräder Rollenkonzept / Oberfläche Bremskonzept (Magnetpulverbremse) Definition von Meßgrößen Geschwindigkeit Drehmoment Fahrer Drehmoment E-Motor Schnittstelle zur Meßwertaufnahme entwickeln Meßdatenverarbeitung unter MATLAB entwickeln

12 Anforderungsschwerpunkte Technische Mechanik / Konstruktion Sensorik / Aktorik Elektrische Schnittstellen / PC-Anbindung Anwendung von MATLAB Gruppengröße: 4 5 Unterlagen Literatur zur Fahrradtechnik und zu E Bikes Flyer zu einem bestehenden System

13 A-04 Einspurmodell für ein autonomes Fahrzeug

14 Zielsetzung Entwicklung von Einspurmodellen für das autonome Elektrofahrzeug IMSE AC 2

15 Teilaufgaben Literaturstudium Anpassung eines vorhandenen linearen Modells Anpassung eines vorhandenen nichtlinearen Modells Modelle unter SIMULINK aufbauen und vergleichen Erzeugung von S-functions mit dem RTW von SIMULINK Anforderungsschwerpunkte Technische Mechanik / Mathematik Anwendung von SIMULINK Gruppengröße: 2 3

16 Unterlagen Literatur zu Einspurmodellen Konstruktionsunterlagen des Zielfahrzeugs IMSE-AC 2

17 A-05 Robotergreifer

18 Zielsetzung Entwicklung eines elektrisch betätigten Greifers für eine Roboterhand

19 Zielsetzung Entwicklung eines elektrisch betätigten Greifers für eine Roboterhand

20 Teilaufgaben Literaturstudium / Marktrecherche Entwurf von Lösungskonzepten / Konzeptentscheidung Mechanische Konstruktion Entwicklung eines elektrischen Antriebs (Modellbau-Servo o.a.) Anforderungsschwerpunkte Technische Mechanik / Konstruktion Elektrische Aktorik Elektrische Schnittstellen / PC-Anbindung Gruppengröße: 3-4

21 Unterlagen MEIK 2 Projekte WS 2010 / 2011

22 A-06 GPS-geführte Solarpanel - Nachführung

23 Zielsetzung Entwicklung einer zweiachsigen, elektrisch betriebenen Nachführvorrichtung für Solarpanel, die sich via GPS automatisch an ihren Standort anpaßt

24 Teilaufgaben Marktrecherche und Komponentenbeschaffung Entwurf von Lösungskonzepten / Konzeptentscheidung Mechanische Konstruktion Entwicklung des Verstellantriebs Systemaufbau und -erprobung Anforderungsschwerpunkte Technische Mechanik / Konstruktion Elektrische Aktorik Elektrische Schnittstellen / PC-Anbindung Gruppengröße: 3-4

25 Unterlagen MEIK 2 Projekte WS 2010 / 2011

26 A-07 Applikationsbeispiel für einen igus -Schwenkarm

27 Zielsetzung Entwurf und Realiserung einer Applikation für einen Schwenkarm igus Robolink Motorischer Antrieb des mit Seilzügen betätigten Arms (2 Freiheitsgrade)

28 Teilaufgaben Ideenentwicklung / Entscheidung Mechanische Konstruktion / Antriebsauslegung Entwicklung einer Bedienschnittstelle Systemaufbau und -erprobung Anforderungsschwerpunkte Technische Mechanik / Konstruktion Elektrische Antriebstechnik Elektrische Schnittstellen / evtl. PC - Anbindung Gruppengröße: 3-4

29 Unterlagen Informationsmaterial der Fa. igus Diverse Applikations Videos auf bzw. unter

30 A-08 Inverses Pendel - Demonstrator

31 Zielsetzung Entwicklung eines Demonstrators für ein geregeltes inverses Pendel. Modularer Aufbau, so daß auch Doppelpendel etc. eingesetzt werden können.

32 Teilaufgaben Realisierungskonzept erarbeiten / Dimensionierung Realisierung mit Hilfe von SIMULINK überprüfen (inkl. Regelung) Reglerentwurf unter SIMULINK Bedienoberfläche für Reglerabgleich mittels MATLAB GUI Anforderungsschwerpunkte Konstruktion / Antriebstechnik Anwendung von MATLAB / SIMULINK Regelungstechnik Gruppengröße: 3-4

33 Unterlagen Dokumentationen und Modelle aus MEIK 1 Projektarbeiten Literatur zur Reglerauslegung

34 A-09 Laborversuch Induktionsgesetz

35 Zielsetzung Entwicklung und Aufbau eines Laborversuchs zur Demonstration des Induktionsgesetzes nach FARADAY Motor zieht Schlitten über Spule o.ä.

36 Teilaufgaben Entwurf von Lösungskonzepten / Konzeptentscheidung Mechanische Konstruktion / Elektrische Auslegung Anbindung der Meßtechnik Systemaufbau und -erprobung Anforderungsschwerpunkte Technische Mechanik / Konstruktion Elektrische Antriebstechnik Elektrische Meßtechnik / Meßelektronik / Schaltungstechnik Gruppengröße: 3-4

37 Unterlagen Beispiel für eine Realisierung

38 A-10 Laborversuch Magnetfeldmessung

39 Zielsetzung Aufbau eines Laborversuchs zur örtlichen Vermessung des Magnetfeldes in und an Spulen

40 Teilaufgaben Entwurf von Lösungskonzepten / Konzeptentscheidung Mechanische Konstruktion / Elektrische Auslegung Entwicklung einer HALL-Sensor basierten Meßschaltung Anbindung der Meßtechnik Systemaufbau und -erprobung Anforderungsschwerpunkte Technische Mechanik / Konstruktion Elektrische Meßtechnik / Meßelektronik / Schaltungstechnik Gruppengröße: 3-4

41 Unterlagen Beispiel für eine Realisierung

42 A-11 Labormodell - Abstandsmessung

43 Zielsetzung Labormodell, an dem verschiedene Abstandssensoren untersucht und verglichen werden können (Modellaufbau bereits vorhanden) Anbindung des Labormodells an MATLAB / SIMULINK Lineares Positioniersystem Personal Computer Meßadapter MATLAB Sensoren Ansteuerelektronik Bedien - oberfläche Lineareinheit mit Antrieb USB Schnittstelle Anwender

44 Teilaufgaben Konzeptentwicklung für Sensorauswertung und Positionsregelung (Bedienkonzept) Realisierung der PC Anbindung Reglerentwurf Realisierung der Experimentsteuerung unter MATLAB / SIMULINK Entwicklung und Realisierung einer Bedienoberfläche zur Experimentsteuerung und -auswertung Anforderungsschwerpunkte Anwendung von MATLAB / SIMULINK Regelungstechnik Elektrische Schnittstellen / evtl. PC - Anbindung Gruppengröße: 3-4

45 Unterlagen Projektarbeiten zur Lineareinheit Datenblätter der Sensoren und der anderen Komponenten

46 A-12 WLAN - Meßmodul

47 Zielsetzung Meßmodul, das eine Sensordatenaufnahme über eine WLAN Verbindung erlaubt und von einer Bodenstation aus konfiguriert und gesteuert werden kann Bedienoberfläche zur Konfiguration, Steuerung und Meßwertaufnahme Weiterverarbeitung der Meßdaten unter MATLAB Programm Download des Meßmoduls via WLAN - Verbindung

48 WLAN - Meßmodul Mikro Controller + Erweiterungskarte Personal Computer MATLAB Sensoren Anzeigeelemente Bedien - oberfläche WLAN - Verbindung Anwender

49 Teilaufgaben Mikro Controller Erweiterungskarte entwerfen und aufbauen Standardschnittstellen zwischen Aktoren, Sensoren und Mikro - Controller - Board Demonstrations Stand entwerfen und aufbauen diverse Sensoren und Anzeigeelemente Mikro Controller Programm entwickeln WLAN Entwicklungskarte in Betrieb nehmen Bedienoberfläche unter MATLAB entwerfen und umsetzen Gruppengröße: 3-4

50 Unterlagen Kurzeinführungskurs zur Mikro Controller Programmierung Datenblätter zu allen Komponenten MEIK 2 Vorläuferprojektarbeit Informationen zu vergleichbaren Systemen am Markt

51 A-13 EMLS * - Prüfplatz * Electro Magnetic Levitation System

52 Zielsetzung Test- und Entwicklungsplatz für regelungstechnische Untersuchungen an einem Demonstrator für elektromagnetisches Schweben (EMLS) unter Nutzung eines dspace - Echtzeitsystems

53 dspace - System Schnittstelle zum PC Personal Computer MATLAB / SIMULINK PPC - Karte I/O - Karten Bedien - oberfläche Anschluß - Box Anwender

54 Teilaufgaben Reglermodell (SIMULINK ) auf dspace HW portieren Anbindung des dspace Systems an den Testaufbau Testläufe der HiL - Simulation Untersuchung und Bewertung des Sensorkonzepts zur Abstandsmessung Anforderungsschwerpunkte Anwendung von MATLAB / SIMULINK Umgang mit Echtzeit Hardware von dspace Regelungstechnik Gruppengröße: 3-4

55 Unterlagen Bachelor Arbeit zum EMLS Dokumentation zum EMLS - Prüfplatz dspace Handbücher und eigene Anleitungen

56 A-14 AD 5933 Netzwerk-Analysator - Simulation

57 Teilaufgaben Erarbeitung der Funktionsweise des AD 5933 Umsetzung der Funktion in ein SIMULINK - Modell Portierung des Modells auf ein Echtzeitsystem von dspace Realisierung eines Laboraufbaus zur Impedanzmessung Anforderungsschwerpunkte Frequenzganganalyse (s. MEIK 1) Anwendung von MATLAB / SIMULINK Umgang mit Echtzeit Hardware von dspace Meßtechnik Gruppengröße: 2-3

58 Unterlagen Datenblatt und Applikationsberichte zum AD 5933 dspace Handbücher und eigene Anleitungen

59 Allgemeine Informationen

60 Termine: 14 tägliche, 1/2 - stündige Projektsitzungen Mo., 13:30 Uhr 14:00 Uhr Mo., 14:00 Uhr 14:30 Uhr Mo., 14:30 Uhr 15:00 Uhr Mo., 15:15 Uhr 15:45 Uhr Mo., 15:45 Uhr 16:15 Uhr Mo., 16:15 Uhr 16:45 Uhr Gruppenzuordnung erfolgt nach Einteilung Sondersitzungen, Kursveranstaltungen, Spezialvorlesungen etc. immer mittwochs im 4. Block nach Vereinbarung Laborarbeiten nach eigener Planung in Abstimmung mit dem LfM

61 Projektmanagement: 1.) Projektleiter bestimmen / wählen 2.) Projekt unter AULIS anlegen. Namen bitte entsprechend folgender Konvention: A-XY-MEIK-2-WS Sinnvolle Ordnerstruktur anlegen! 3.) Einlesen und mit der Aufgabe vertraut machen 4.) Projektplan entwickeln Lastenheft erarbeiten zur genauen Aufgabenbeschreibung Teilaufgaben definieren und möglichst detailliert beschreiben Teilaufgaben in einen Zeitplan einbringen Teilaufgaben auf die Gruppenmitglieder verteilen

62 14 - tägliche Projektsitzungen Status und Fortschrittsbericht Klärung offener Punkte / Fragen Festlegung der nächsten Schritte diese Sitzungen sind zu protokollieren! Dokumentation: Aussagekräftiger Abschlußbericht (in Papierform und elektronisch) Regeln für wiss. Arbeiten beachten (s. MEIK 1) Abschlußpräsentation: Vorführung im Labor statt Powerpoint - Präsentation

63 Aufgabenzuordnung / - zulosung: Mittwoch, ab 13:30 Uhr im Raum M 209 Erster Termin für Projektsitzungen: Montag, ab 13:30 Uhr jew. 30 min im Raum M 204