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Air Levitated Ball

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Dieses Projektseminar beschäftigte sich mit der Anbindung eines Automatisierungssystems an das bestehende Labormodell Air Levitated Ball, welches in der ersten Abbildung zu sehen ist. Hierbei wird eine Kugel in einer Röhre durch eine Luftströmung angetrieben, welche durch einen Lüfter erzeugt wird. Das Ziel ist die vertikale Position der Kugel zu regeln. Einen Gesamtüberblick über das System bietet die zweite Abbildung.

 

Zuerst erfolgte die mathematische Modellbildung des Labormodells. Danach wurde auf den PC von National Instruments ein Linux Betriebssystem installiert und mit Hilfe des Pakets RTAI (Real Time Application Interface) um einen Echtzeitkernel erweitert. Der RTAI-Kernel übernimmt die Interruptverwaltung des Prozessors und weist den Echtzeittasks, in denen die Regelung und Steuerung der Strecke abläuft, oberste Priorität beim Abarbeiten ihrer Operationen zu.

Anschließend erfolgte die Ermittlung der Parameter der Strecke mit Hilfe von Echtzeitprogrammen, welche direkt aus dem Paket Scilab/Scicos erzeugt wurden. Die Erfassung der Signale erfolgte mit dem Visualisierungsprogramm Xrtailab, wobei die Auswertung der Daten wiederum in Scilab durchgeführt wurde. Zum Schluss wurden Regelalgorithmen für das Labormodell erprobt. Zu Beginn erfolgt eine Reduktion um das elektrische Teilsystem und eine Eingangs/Zustandslinearisierung des Teilsystems Kugel. Überlagert wurden lineare Regelkonzepte entworfen. Nach der Simulation der Regler in Scilab/Scicos wurden diese am realen Modell getestet.

 

 

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Praesentation

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