Reglerentwurf für ein thermoelastisches Strukturexperiment
Hintergrund:
Im Rahmen des ehrgeizigen Forschungsprojekts DTEC - SeRANIS wird an der UniBw ein Satellit für In-Orbit-Verifikationsexperimente entwickelt, der 2025 ins All geschossen werden soll. Ein Experiment wird sich mit hochpräzisen Strukturen (z.B. optische Bänke zur Aufnahme von Spektrometerspiegeln) befassen, die am Institut für Leichtbau entwickelt werden. Eine der Hauptaufgaben besteht darin, einen Kontrollalgorithmus für die thermoelastische Struktur zu entwerfen und zu optimieren. Ein Raumfahrzeug ist in der Regel Umwelteinflüssen ausgesetzt (Sonne, tiefer Weltraum, Albedo...). Dies führt dazu, dass die Struktur während des Orbits enorme Temperaturunterschiede aufweist, was zu Strukturversagen und/oder unerwünschtem Strukturverhalten führt. Der Zweck des Reglers ist es, die Verschiebungen der kritischen Punkte zu kontrollieren und sie innerhalb bestimmter Grenzen zu halten.
Aufgaben:
During previous work, the structure architecture has been designed. Starting from this, the design and the optimization of the control algorithm will begin:
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Ausgehend vom nichtlinearen Modell voller Ordnung besteht die erste Aufgabe darin, das Modell zu linearisieren und einen geeigneten Weg zur Reduzierung der Ordnung zu finden (mit FEM und Matlab/Python).
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Testen Sie das Modell mit reduzierter Ordnung, um zu prüfen, ob die Ergebnisse mit denen des Modells mit voller Ordnung vergleichbar sind.
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Erstellen Sie das Open-Loop-Modell und analysieren Sie die Dynamik.
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Entwerfen Sie verschiedene Arten von Reglern, wie PID, LQR und auch unter Verwendung des Kalman-Filters (Matlab/Python).
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Optimieren Sie den Prozess unter Berücksichtigung von Entwurfsvariablen wie Regelungsparametern und Randbedingungen des Gesamtproblems (Matlab/Python).
Wenn Sie weitere Informationen wünschen oder Fragen haben, wenden Sie sich bitte persönlich an uns.
