Training - IMK Engineering – Ingenieurbüro für Mechatronik und Kybernetik Dr. Bruns

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Unter dem Begriff „Training“ bieten wir die Durchführung von Seminaren, Schulungen oder Lehrveranstaltungen an, deren Ziel es ist, Kompetenzen im Bereich der Entwicklung und der Realisierung technischer Systeme zu erlangen. Die Inhalte der Seminare können Themen betreffen, die auf unserer Webpräsenz behandelt werden. Darüber hinaus bieten wir aber auch spezielle Schulungen für den Umgang mit wichtigen „Software-Werkzeugen“ („Tools“) an, wie bspw. Matlab (kommerziell; primär für numerische Berechnungen), Scilab (freie Alternative zu Matlab) oder Maple (Computeralgebrasystem). Große Bedeutung bei der Entwicklung technischer Systeme (mechatronisch oder kybernetisch) hat inzwischen auch die objektorientierte Modellierungssprache Modelica erlangt. Sie wird verwendet in „Tools“ wie bspw. Dymola (kommerziell) oder OpenModelica (freie Alternative zu Dymola). Sprechen Sie uns an, wenn Sie in Ihrem Hause Bedarf sehen. Wir prüfen umgehend, was wir für Sie tun können.

Im Folgenden finden Sie ein Beispiel dafür, wie eines unserer Seminare gestaltet ist, wenn die Vermittlung theoretischer regelungstechnischer Kenntnisse und deren praktische Anwendung mit entsprechenden „Tools“ erfolgreich kombiniert werden.

Training

Training is teaching, or developing in oneself or others, any skills and knowledge that relate to specific useful competencies. Training has specific goals of improving one's capability, capacity, productivity and performance. It forms the core of apprenticeships and provides the backbone of content at institutes of technology.

(Quelle: Wikipedia)

Beispiel: CAE-Seminar Mehrgrößenregelung

Dieses Seminar wurde in der weiter unten detailliert dargestellten Form von Dr. Bruns konzipiert und in den Jahren 2004 bis 2006 an der Universität Paderborn durchgeführt. Nicht zuletzt die starke Anlehnung an seinerzeit aktuelle Projekte und Forschungsarbeiten im Bereich der Fahrwerktechnik sorgten für eine äußerst positive Resonanz bei den Studenten.

Inhalt:

Rechnergestützter Entwurf am Beispiel eines aktiv gefederten Fahrzeugs

Art der Durchführung:

Blockseminar: 4 Tage (je 8 Std.)

Zielgruppe:

7./9. Semester Maschinenbau, Technomathematik, Ingenieurinformatik

Ziele:

Anwendung und Vertiefung des Stoffes aus der Vorlesung „Mehrgrößenregelungen“
Einblick in die moderne Entwicklung mechatronischer Systeme
Arbeiten mit Modellierungs- und Analysewerkzeugen

Voraussetzungen:

Regelungstechnik I / II
Mehrgrößenregelungen

Seminarergebnis, Video 1: Passives „Halbfahrzeug“

Seminarergebnis, Video 2: Aktives „Halbfahrzeug“

1. Termin:

Einführung in die CAE-Tools CAMeL-View (vergleichbar mit Dymola

bzw. Modelica) und Scilab (vergleichbar mit Matlab und Octave)

Modellierung des Einmassenschwingers ...

... als Starrkörpersystem mit Elementen (Mass, Spring,
Damper, Joint) von CAMeL-View
... als Differentialgleichungssystem (Scilab)

Simulation der beiden (äquivalenten) Systeme bei Sprunganregung
Berechnung und Analyse der Eigenwerte: Real- und Imaginärteil,
Eigenfrequenz und Dämpfung
Frequenzgänge des Systems plotten

Übertragungspfad Kraft $\rightarrow$ Position
Übertragungspfad Kraft $\rightarrow$ Geschwindigkeit

Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit (nach KALMAN) prüfen
Regler implementieren: $P$-, $PI$- und $PIDT_1$-Regler
Analyse im Zeitbereich (Sprunganregung) und Frequenzbereich
(Frequenzgang)
Regler auslegen bzw. Regler-Parameter modellbasiert bestimmen

2. Termin:

Modellierung eines passiven „Halbfahrzeugs“ und Analyse der Dynamik

Modellierung des Fahrzeugs als Starrkörper-/Mehrkörpersystem
(CAMeL-View)
Modellierung der Anregung durch Straße/Gelände (CAMeL-View)
Modellierung der Anregung durch den Antriebsstrang (CAMeL-View)
Linearisierung des Fahrzeugmodells und Export in
Zustandsraumdarstellung ($\dot x = Ax + Bu$, $y = Cx$) nach Scilab

$u$: Aktorkärfte vorne und hinten
$y$: Zustandsvektor