Stabilisierung eines inversen Pendels

Das "inverses Pendel" ist ein klassisches Beispiel für eine instabile Stecke,

In diesem Versuch wird das inverses Pendel so stabilisiert, das der Pendelarm senkrecht stehen bleibt. Dazu wird der Pendelwagen durch einen Elektromotor hin- und hergefahren.

Zur Stabilisierung werden lineare Regler mit Zustandsrückopplung für das lineare Modell des inversen Pendels mit unterschiedlichen Polen ausgelegt.

Dieser Regler wird anschließend an der Strecke "PC60" von Amira erprobt.

Jede Gruppe besteht aus max. 5 Teilnehmern. Jeder Teilnehmer fertigt während des Praktikumsversuchs ein Versuchsprotokoll an, in dem alle vorgenommenen Schritte und Ergebnisse beschrieben werden.

Die Versuchsdauer beträgt jeweils 3 1/2 Stunden.

Versuchsschritte:

1. Lineariserung des Strecke "Inverses Pendel"
2. Zeichnen der Pol/Nullstellen--Diagramme für die linearisierten Strecke
3. Reglerauswahl und Wurzelorskurve
4. Auslegung einer Zustandsrückopplung vor dem Praktikumsversuch mit Octave
   (wird zur Verfügung gestellt) und Simulation mit linearisierter und nichtlinearer Strecke
5. Erprobung der Regler an der nichtlinearen Strecke  am Versuchsaufbau "Amira PC60"
6. Ausdruck der Ergebnisse von Simulationen und Experimenten
7. Vergleich von Simulation und Experiment
8. Vergleich der Ergebnisse für die linearisierte und die nichtlineare Strecke
9. Diskussion der Ergebnisse

Die zu regelnde Strecke des Versuchsaufbaus ist das Inverse Pendel der Firma Amira

Das System wird als lineares Mehrgrößensystem (SIMO-System) betrachtet:

Versuchsanleitung und Matlab-Skripte als ZIP.-Archiv zum Download:

https://mrt-pc1.mrt.maschinenbau.uni-kassel.de/MRT/Lehre/Praktika/Versuche/InvPendel

Der Benutzername und das Passwort für den Zugriff werden im entsprechenden Kurs bekannt gegeben.

J. ACKERMANN: Entwurf durch Polvorgabe,. Online: elib.dlr.de/96051/1/Ackermann_Entwurf%20durch%20Polvorgabe_Regelungstechnik_Sonderdruck_1977.pdf