Bachelor/Master Arbeiten - Ball in einer Röhre
Aerodynamische Levitation eines Ball in einer Röhre (ALB) – mögliche Bachelor- und Master-ThesesSchlagwörter: Feedback-Stabilisierung, Mehrgrößenregelung, Nichtlineare Regelung, Sensor fusion/ Bildverarbeitung, Machine Learning, Digitaler Zwilling |
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Regelungstechnische Versuchsanlagen spielen eine zentrale Rolle in Forschung und Lehre. Im System zur aerodynamischen Levitation eines Balls (ALB) wird die Lage eines Tischtennisballs durch einen Luftstrom reguliert. Hierzu kommt ein Lüfter sowie eine Bypass-Ventil zum Einsatz. Der Prozess besitzet eine schnelle, granzstabile Dynamik sowie mehrere Eingangs- und Ausgangsvariablen. Die Regelung der Anlage erfolgt mittels eines MATLAB-Simulink-Modells, welches kompiliert und auf einem Raspberry-Pi Einplatinencomputer ausgeführt wird. Der Datenaustausch mit Sensoren und Aktoren erfolgt durch einen Arduino UNO Microcontroller, der mittels serieller Schnittstelle angebunden ist. |
Abb. 1: Fotoaufnahme der
ALB-Anlage (links),
Detailansicht des Ventils (rechts)
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Die folgende Tabelle beinhaltet mögliche Themenfelder für Abschlussarbeiten an der ALB-Anlage.
Themenfeld Regelungstechnik: | Kurzbeschreibung: | |
Feedback-Stabilisierung | BA/MA | Stabilisierung der Strecke mittels Reglerstrukturen mit mehreren Freiheitsgraden |
Mehrgrößenregelung | BA/MA | Gleichzeitige Nutzung von Lüfter und Ventil |
Sensor Fusion | MA | Beobachterauslegung; Modellierung des Rauschens |
Themenfeld Machine-learning: | Kurzbeschreibung: | |
Automatisiertes Testen | BA | Automatisierte Auswertung von Regler-Parametern |
Online Machine Learning | MA | Regelung der Anlage mittels (Reinforcement) Learning |
Weitere Themenfelder: | Kurzbeschreibung: | |
Digitaler Zwilling | MA | Erzeugen eines Digitalen Zwillings der Anlage |
Bildverarbeitung | BA/MA | Bestimmung der Ballposition und –geschwindigkeit mithilfe eines Kameramoduls am Raspberry Pi |
Hardwareerweiterungen | BA/MA |
Hardwareerweiterungen BA/MA Erweiterung der Sensorik; Verbindung mehrerer Anlagen
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