Entwicklung und experimentelle Erprobung eines mikrocontroller-basierten Regelungssystems

Abstract

Die Regelung aktiver Strukturen (z. B. CFK mit Piezoaktuatoren) ist rechenintensiv und erfolgt z. Z. auf Rapid-Prototyping-Systemen (z. B. dSpace® ) oder auf PCs. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Mikrocontroller für diese Aufgabe ausgewählt und ein Regler in Form eines Zustandsraummodels implementiert. Benötigte Hardware, wie Tiefpassfilter und Pegelwandler, wurde angefertigt. Das System ist ausgelegt vier Kanäle mit einer Samplingfrequenz von 1 kHz und einer maximalen Auflösung von 12 dB geregelt werden. Durch die Verwendung des Sparse-Matrix-Types CRS konnte eine Reduktion der Rechenzeit erreicht werden. Die Identifikation einer Strecke und die Hinf-Reglerauslegung ist, durch die Anbindung an Matlab® über USB möglich. Die Strecke kann bei aktiver Regelung vermessen werden. Die Steuerung des Controllers erfolgt über USB durch ein Matlab® -Interface.