Konzeption und Aufbau eines mechatronischen Versuchsmodells zur Lageregelung eines Satelliten

  • Forschungsthema:Regelungstechnik, Kreiselmechanik, Konstruktion
  • Typ:Studienarbeit
  • Datum:WS 2008/09
  • Betreuer:

    F. Fritz,
    Dr.-Ing H. Hetzler

  • Bearbeiter:

    Felix Hatz

  • Links:ähnliche Arbeit: Aufbau eines Versuchs zur Messung der Trägheitsmatrix
  • Am Institut für Technische Mechanik wird Studenten im schwingungstechnischen Praktikum die Möglichkeit gegeben, Experimente zu verschiedenen Mechanikthemen selbst durchzuführen, um so die zugehörige Theorie besser zu verstehen. Im Rahmen dieses Praktikums soll nun ein neuer Versuch entwickelt werden, der zeigt, wie der Einfluss des räumlichen Trägheitstensors sowie von Regelungen mechanische Systeme zu Schwingungen anregen können.
    In einem ersten Schritt soll daher im Rahmen dieser Arbeit ein mechatronisches Modell entwickelt werden, mit dessen Hilfe das Bewegungsverhalten eines Satelliten im Weltall nachgebildet wird. Um eine dem Satelliten vergleichbare Bewegung zu erzielen, soll das Modell möglichst reibungsfrei drehbar gelagert werden. Die Translation des Satelliten wird für den Versuch nicht benötigt.
    Um den Effekt der Kreiselstabilisation verwenden zu können, sollen in das Satellitenmodell drei Kreisel mit orthogonalen Achsen eingebaut werden, die mit variabler Drehzahl betrieben werden können. Darüber hinaus sind Sensoren vorzusehen, mit deren Hilfe die Orientierung und ggf. Geschwindigkeit des Satelliten im Raum bestimmt werden kann.
    Die Drehzahl der Scheiben soll in einer späteren Arbeit automatisch geregelt werden. Daher ist im Rahmen dieser Arbeit eine Funktionalität vorzusehen, die aktuelle Sensordaten des Modells an einen Regler übermittelt und von diesem Steuersignale für die Rotation der Kreisel übernimmt. Nach Möglichkeit sollte diese Regelung über einen externen Rechner mit Matlab/Simulink realisiert werden können.