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Studierendenprojekte

Mit MATLAB durch die Regelungstechnik

Optimierung der Regelungstechnik-Laboreinheiten mit MATLAB und Simulink

Hast du dich schonmal darüber gewundert, wie ein Thermostat eigentlich funktioniert? Die schnelle Antwort: ein Temperaturregler steckt dahinter! Mit einem Thermostat ist es möglich, eine gewünschte Temperatur vorzugeben und das Thermostat kümmert sich dann darum, dass der Raum genau diese Temperatur annimmt. Das ist sogar dann möglich, wenn du ein Fenster geöffnet hast!

Für einen Regler brauchst du meistens ein mathematisches Modell davon, wie der Heizkörper die Raumtemperatur beeinflusst. Man spricht von einer sogenannten Übertragungsfunktion der Regelstrecke. Dahinter steckt ganz viel mathematische Hexerei im komplexen Zahlenraum. Für die Steuerung des Heizkörpers wird noch Programmcode benötigt, der die Theorie zur Praxis macht.
Wenn du dich für die Mechatronik-Spezialisierung entscheidest, wirst du genau das in den Laboreinheiten von Regelungs- und Antriebstechnik machen.
Wir überlegten uns, wie man einige Abläufe mit Hilfe der Rechen- und Simulationssoftware MATLAB automatisieren kann. Dabei betrachteten wir einerseits die Modellbildung, also die Erzeugung der Übertragungsfunktion. Andererseits befassten wir uns mit der automatischen Generierung des notwenigen Programmcodes.
In den Laboreinheiten wird bislang das Meiste von den Studierenden manuell erledigt. Unser Ziel war es, herauszufinden, welche automatisierten Methoden jeweils am besten für die Verwendung in den Laboreinheiten geeignet ist. Wir verwendeten die System-Identification-Toolbox und die Curve-Fitting-App für die Modellbildung und den Simulink PLC Coder sowie das B&R Automation Studio Target for Simulink für die Codegenerierung. Dafür überlegten wir uns vier qualitative Kriterien, mit denen wir die Methoden verglichen.
Als empfehlenswert für die Modellbildung stellte sich die Curve-Fitting-Toolbox und die System-Identification-Toolbox heraus. Für die Codegenerierung können wir den Simulink PLC Coder empfehlen. Hierbei ermöglicht MATLAB noch die Erstellung von Skripts zur weiteren Optimierung.

Facts:
Projekt-Team: Jonas Harb, Dominik Vereno
Projekt-Betreuer: DI Dr.-Ing. Simon Hoher
Typ: Bachelorprojekt
Studiengang: Bachelor Informationstechnik & System-Management

MATLAB

Foto: FH-Salzburg