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Echtzeitsimulation mit Hardware-in-the-Loop Praktikum

Dozent und Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Karl-Peter Jäker


Inhalt und Lernziele:

Komponenten eines HIL-Prüfstandes

  • Echtzeitsysteme (dSpace, Testrig), Aktorik, Messtechnik etc.

Komponenten eines Echtzeitsystems

  • Schnittstellen zum Prüfstand: A/D-, D/A-Wandler, Digital-I/O, PWM, digitale und analoge Filter
  • Regel-/Steueralgorithmus: Diskretisierung, numerische Integrationsverfahren

Aktoren für einen HIL-Prüfstand 

  • Anforderungen an die Aktorik: Bandbreite, Leistung, Ankopplung an Echtzeitsystem etc.
  • Elektrische und hydraulische Aktoren

Analoge und diskrete Signalverarbeitung

  • Aliasing, Bandbreite, Phase, Stabilität, phasenfreie Messung

Hardware-in-the-Loop Praktikum

  • Messungen typischer Effekte digitaler Systeme
  • optimale Realisierung von digitalen Reglern und Filtern
  • Modellierung und Realisierung eines Hardware-in-the-Loop (HiL) Prüfstandes

Vorlesung:

Aufbauend auf den Inhalten der Vorlesung "Regelungstechnik" und "Digitale Steuerungen und Regelungen" sollen die Aspekte der Simulation unter Echtzeitbedingungen behandelt werden. Die Besonderheiten einer Echtzeitsimulation werden anhand realer HIL-Prüfstände analysiert. Da moderne HIL-Prüfstände am Lehrstuhl für Regelungstechnik und Mechatronik auch zur Erprobung neuer Aktoren eingesetzt werden, werden neben den spezifischen Besonderheiten und Effekten digitaler Echtzeitsysteme (z.B. Aliasing, Quantisierung und optimale Diskretisierung) auch die Modellierung und Auslegung der für einen HIL-Prüfstand notwendigen Belastungsaktoren (E-Motoren, Hydraulikzylinder etc.) behandelt.

Praktikum:

Aufbauend auf den Inhalten der Vorlesung "Regelungstechnik", "Digitale Steuerungen und Regelungen" und "Echtzeitsimulation" sollen die Aspekte der Simulation unter Echtzeitbedingungen erprobt bzw. demonstriert werden; ein spezieller HIL-Prüfstand steht zur Verfügung. Da moderne HIL-Prüfstände am Lehrstuhl für Regelungstechnik und Mechatronik auch zur Erprobung neuer Aktoren eingesetzt werden, sind neben den spezifischen Besonderheiten und Effekten digitaler Echtzeitsysteme, wie z.B. Aliasing, Quantisierung und optimale Diskretisierung, auch die Anforderungen an Aktoren (E-Motoren, Hydraulikzylinder etc.), die das auf einem HIL-Prüfstand zu testende System belasten, Gegenstand des Praktikums.


Hinweis für Studierende

Weitere Details zum Inhalt sowie zur Organisation der Lehrveranstaltungen erhalten Sie auf der zentralen e-Learning Plattform PAUL.