Positions- und Winkelregelstrecke, inverses Pendel

Die Positions- und Winkelregelstrecke ist ein Trainingssystem, an dem moderne Regelungstechnik sehr anschaulich angewendet werden kann. Die vermittelbaren Lerninhalte reichen von der klassischen Positionsregelung mit Standardreglern bis hin zur modellbasierten Mehrgrößenregelung im Zustandsraum. Das Aufschwingen und das Balancieren eines an einem Schlitten drehbar gelagerten Pendelstabs (inverses Pendel) durch rein horizontale Beschleunigungen des Schlittens stellt eine besondere Herausforderung dar. Das Prinzip lässt sich unter anderem auf die Regelung des Segway PT übertragen. Darüber hinaus wird dem Lernenden der grundsätzliche Umgang mit gekoppelten Mehrgrößensystemen praxisnah vermittelt.

• Linearachse mit Riemenantrieb und Kugelumlaufführung

• Verfahrweg von bis zu 400 mm

• Leistungsstarker Hybrid-Schrittmotor mit einer Leistung von bis zu 100W

• Maximale Geschwindigkeit von 0,5 m/s

• Beschleunigungen von bis zu 10 m/s2

• Integrierte Drehzahl- und Stromregelung

• Positionserfassung mit einem hochauflösenden Inkrementalgeber mit 4000 Impulsen pro Umdrehung

• Winkelerfassung mit einem hochauflösenden Inkrementalgeber mit 16000 Impulsen pro Umdrehung über eine CAN-Schnittstelle

• Pendelstab mit einem verschiebbaren Schwerpunkt

• Kippschalter zur automatischen Initialisierung einer Referenzfahrt

• Vorgabe der Sollgeschwindigkeit über ein analoges Signal ±10 V

• Freigabe des Antriebs optional über ein externes Signal

• Endschalterausgänge zur Verwendung mit überlagerter Steuerung

• Integriertes Weitbereichsnetzteil zur Spannungsversorgung

• Abmessungen: 741 x 297 x 125 mm

• Gewicht: 12 kg

Universeller digitaler Regler (DSP)

Robustes und kompaktes Schulungssystem eines DSP-gesteuerten digitalen Reglers. Durch eine übersichtliche Menüführung kann der Regler sehr einfach bedient werden. Über die USB-Schnittstelle ist eine PC-Anbindung möglich. Das System kann über eine MATLAB-Schnittstelle erweitert werden. So lassen sich eigene Applikationen erstellen und mit realen Hardwarekomponenten testen.

• Reglertopologie: Zweipunkt, Dreipunkt, P, I, D, PID, PII
• Zwei unabhängige Regler, einzeln oder kaskadiert einsetzbar
• Grafikfähiges, hintergrundbeleuchtetes Display
• Drei Softkeys und ein Funktionsrad zur Bedienung, Parametrierung und Inbetriebnahme
• PC-Anbindung über USB-Schnittstelle
• PC-Software zur Parametrierung und Visualisierung der Reglersignale mit folgenden virtuellen Instrumenten:
  • Zweipunkt-Regler
  • Dreipunkt-Regler
  • PID-Regler
  • Kaskaden-Regler
  • Sprungantwort-Plotter
  • Bode-Plotter
  • Strecken-Analysator
• Schnittstelle zur Anbindung an MATLAB (JTAG)
• 4 analoge Eingänge mit +/-10 V Messbereich
• 2 analoge Ausgänge bis maximal +/-10 V
• 2 digitale Eingänge und 2 digitale Ausgänge
• Alle Ein- und Ausgänge über 4 mm Sicherheitsbuchsen
• Eingang für Inkrementalgeber
• CAN Bus Schnittstelle zur Erweiterung des Reglers
• Potentiometer zum Einstellen der Referenzspannung
• integriertes Weitbereichsnetzteil zur Spannungsversorgung
• Abmessungen: 297 x 228 x 110 mm (BxHxT)
• Gewicht: 1 kg

USB-Adapter mit MATLAB-Toolbox für Leistungselektronik und Regelungstechnik

MATLAB ermöglicht das Rapid Prototyping von Embedded Steuerungs- und Regelungssystemen. Systementwürfe lassen sich zuerst auf dem PC untersuchen. Im nächsten Schritt lassen sich diese auf reale Hardware übertragen und testen.

Die MATLAB-Schnittstelle ermöglicht MATLAB Projekte auf das Leistungselektroniksystem oder den Digitalen Universalregler zu übertragen und auszutesten. Treiber und Toolboxen ermöglichen die Erstellung eigener Applikationen. 

Besonderheiten:

• Separate Hardwareschnittstelle zum Übertragen der in MATLAB erstellten Applikationen
• MATLAB unterstützte USB Schnittstelle für den Austausch von Parametern und Messdaten
• Beliebige Größen lassen sich in MATLAB aufzeichnen und aufbereiten
• Angepasste MATLAB Bibliothek erleichtert den Zugriff auf die Leistungselektronikhardware
• Software in the loop Unterstützung
• Prozessor in the loop Unterstützung
• Hardware in the loop Unterstützung 

Notwendige Systemvoraussetzungen:

• MATLAB Version R2022a
• Simulink Version 10.5
• Embedded Coder Version 7.8
• C2000 Microcontroller Blockset
• MATLAB Coder Version 5.4
• Simulink Coder Version 9.7
• Code Composer Studio v5  

Lieferumfang:

• Programmieradapter mit USB-Schnittstelle, galvanisch getrennt
• MATLAB-Toolbox für Leistungselektronik und Antriebsregelung
• Treiber
• Dokumentation (D, EN)