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Details

Anlage Inverses Pendel

Versuchsanlage Inverses Pendel

Versuchsanlage Inverses Pendel

Prinzip Inverses Pendel

Prinzip Inverses Pendel

Prinzip Inverses Pendel

Versuchsaufbau

Das Pendel ist an einer drehbar gelagerten Achse in der Mitte des Wagens befestigt und kann sich somit in einer Richtung frei rotatorisch bewegen. Die Bewegung des Wagens erfolgt translatorisch längs einer Schiene. Durch einen Motor kann über einen Zahnriemen eine Kraft in beide Richtungen längs der Schiene übertragen werden. Aufgabe der Regelung ist es, das Pendel durch eine geeignete Ansteuerung des Wagens in der aufrechten Position zu balancieren. Unter Einsatz einer geeigneten Regelung kann das sonst instabile System stabilisiert werden. Außerdem soll die Wagenposition vorgegeben werden. Die digitalen Regler wurden in der Echtzeitumgebung von Matlab/Simulink realisiert, so dass leistungsfähige Reglerstrukturen entworfen werden konnten.

Simulation

Im Rahmen einer Belegarbeit wurde von Studenten Studienganges Computersystemtechnik / Automatisierungstechnik eine internet - Simulation zu diesem Versuch entwickelt und als Java-Applet umgesetzt. Zur Stabilisierung des Pendels kommt ein Zustandsregler zum Einsatz. Die Parameter des Rückführvektors können direkt vorgegeben oder durch Vorgabe von Polstellen automatisch berechnet werden.

 

 

Die Position des Wagens wird durch einen überlagerten P-Regler geführt.

Das mathematische Modell , das der Simulation zugrunde liegt, wird ausgehend von der Kräfte- und Drehmomentbilanz am Drehgelenk des Pendels entwickelt.

 

Voraussetzung für den Entwurf der Regelung ist die Kenntnis des mathematischen Modells. Der Simulation liegt ein Differenzialgleichungssystem 5.Ordnung zugrunde.

Aktualisiert: 24.01.2019