ASIM 4 - Aktorik und Sensorik mit intelligenten Materialsysteme 4

Modulbeschreibung

Dieser Kurs vermittelt den Teilnehmern die technischen Werkzeuge, die für die Entwicklung von Regelungssystemen und Self-Sensing Architekturen für Aktoren aus intelligenten Materialien erforderlich sind. Es werden zwei spezifische Arten von intelligenten Materialien behandelt, nämlich Formgedächtnislegierungen (SMA) und dielektrische Elastomere (DE). Zunächst werden die wichtigsten Regelungsprobleme von Aktuatoren aus intelligenten Materialien erörtert und die Vorteile von Feedback-Regelungsarchitekturen hervorgehoben. Anschließend wird eine regelungstechnische Modelldarstellung für solche Aktoren entwickelt, die auf der zuvor in ASIM 2 untersuchten Theorie basiert. Nach einer kurzen Zusammenfassung grundlegender theoretischer Ergebnisse aus der Regelungstheorie wird eine Reihe von Positionsregelungsarchitekturen diskutiert, die von einfachen Proportional-Integral-Derivativ (PID)-Reglern bis hin zu fortschrittlicheren nichtlinearen Strategien zur Bahnverfolgung und Kompensation von Nichtlinearitäten reichen. Aspekte, die mit der digitalen Implementierung der Regelsysteme zusammenhängen, werden ebenfalls diskutiert. Abschließend werden Self-Sensing Architekturen für verschiedene Arten von intelligenten Materialien diskutiert. Auf die theoretischen Vorlesungen folgen Tutorien, in denen den Studierenden beigebracht wird, wie man die untersuchten Regelungsstrategien in Matlab/Simulink implementiert. Am Ende des Kurses wird erwartet, dass die Studierenden ein tiefes Verständnis der wichtigsten regelungstechnischen Probleme von Aktoren aus intelligenten Materialien erlangt haben und in der Lage sind, Bewegungssteuerungsarchitekturen und selbstsensitive Algorithmen effektiv zu entwerfen, zu simulieren und zu implementieren.

Das Lehrmaterial wird während des Semesters durch den Dozenten verteilt.