Positionierungmit Fuzzy-Regelung

Mitwirkende

• Betreuer:Dipl.-Ing. Dr. Michael Reiterer

• Beteiligte Schüler:Fasching, Kurz, Lueger, Mach, Müller, Prem, Reitterer, Sammer, Tschemernjak, Woller,

Projekt der 4HTA: FUZZY Regelung

Unser Beispiel

• Simulation eines invertierten Pendels

• Ziel war es ein senkrecht stehendes Pendel zu stabilisieren

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Aufgabenstellung

• Berechung des Bewegungsablaufes mittels Fuzzy-Regelung in Mathcad

• Aufbereitung der berechneten Daten für PRO-E

• Konstruktion und Simulation in PRO-E

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Fuzzy-Regelung

• Engl. fuzzy = unscharf: nicht nur an 0 und 1 gebunden

• Vorteile der Fuzzy-Regelung:– Nichtlineare Vorgänge können wesentlich einfacher

geregelt werden– Das Wissen aus Testreihen kann verwertet werden– Durch die Form der Regeln ist das Verhalten des Reglers

auch für Laien verständlich

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Fuzzyfizierung

• Bestimmung des Zugehörigkeitsgrades der scharfen Eingangsgröße zu den Fuzzy-Mengen (NN,N,ZZ,P,PP)

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Regeln

• Regeln für den Fuzzy-Regler lauten zB.:

wenn Prämisse1 und Prämisse2 erfüllt, dann gilt Folgerung A

wenn Winkel stark negativ und Winkelgeschwindigkeit stark negativ dann Beschleunigung stark negativ

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Defuzzifizierung

• Der Vorgang der Defuzzyfizierung ist die Bestimmung der scharfen Ausgangswerte.

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Gleichungen

• Der konkrete Wert der Beschleunigung xpp, bei gegebenen Winkel und Winkelgeschwindigkeit, wird aus einer Flächenschwerpunktsberechnung ermittelt

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Gelöste Differenzialgleichung

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Verhalten des Pendels

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Verhalten des Pendelschlittens

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Animation mitPRO-E

Vorgehensweise

• Erstellung der Baugruppe, Schlitten mit Pendel

• Einlesen der Mathcad-Werte

• Animation

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Zusammenstellung

• Erstellen einer Baugruppe, richtiges Platzieren und Verbinden der einzelnen Komponenten

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Animation• Anbringen der

„Motoren“ in den jeweiligen Gelenken und Schubstücken. Aufbereitung der Mathcad-Ergebnisse (Anzahl der Datenpunkte, Zeitschritte und Winkel).

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Ergebnis

Anfangsbedingung: 10° ausgelenktes Pendel

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Vergleich (TU Graz)

Unsere Simulation

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Mögliche Diplomarbeit

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Danke für Ihre

Aufmerksamkeit!

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