Stehendes Pendel

Diplomarbeit 2006/2007

Konstruktiver Aufbau

Nicht im Bild: Energiekette, Stoßdämpfer, Endschalter, usw.;

Diplomanten

Erhard Manuel Ganahl Markus Maier Clemens

Betreuer

Nikolaus Peska Gerhard Bayer

Wichtigste Spezifikationen• Kenngrößen für die Dimensionierung des Systems durch

Berechnungen und Simulationen mittels Matlab vervollständigen.

• Erstellung und Realisierung eines Regelungs-konzeptes. Ziel ist, dass das Pendel in seinem instabilen, vertikalen Zustand bleibt, obwohl geringfügige Störungen darauf einwirken.

• Funktionsweise: Das Stehende Pendel ist drehbar auf einem bewegbaren Objekt befestigt. Die Bewegung des Pendels und des Objektes erfolgt ausschließlich in einer Ebene.

• Modularer Aufbau: Es sollen zukünftig verschiedene Antriebs-, Regelungs- und Messkonzepte verwirklicht werden können, sowohl analoge als auch digitale.

Bestimmung des dynamischen Modells

Klassische Eingrößenregelung

PID-Regler Regelstrecke

Messsystem

Führungs-größe

Regel-differenz

Stell-größe

Regel-größe

-

Mehrgrößenregelung

Fuzzy-Regler 1

Fuzzy-Regler 2

s

s

zF

MF

Fuzzy-System

Fuzzifizierung

InferenzRegelwerk

Defuzzifizierung

Prozessvariablen

Prozessvariablen

Fuzzyvariablen

phi

Fz

Wagen mit Pendel

Wagenbewegung

s

s:roter Bereich = Pblauer Bereich = Ngrüner Bereich = 0

s_dot:Die Wagengeschwindigkeitwird nicht grafisch dargestellt, Richtung ist die selbe wie bei s

FM

Regelwerk zur Bestimmung von FZ

phi phi_dot FzWenn N und N dann PWenn N und 0 dann PWenn N und P dann 0Wenn 0 und N dann PWenn 0 und 0 dann 0Wenn 0 und P dann NWenn P und N dann 0Wenn P und 0 dann NWenn P und P dann N

DefuzzifizierungZugehörigkeit µ

1

µA

µB

0

A B

z.B. Flächenschwerpunktsmethode

µ

Geschlossener Regelkreis in der Simulation

Ergebnis