Entwurf einer unterlagerten Regelung für einen Quadrocopter

Motivation

Quadrocopter halten seit längerer Zeit verstärkt Einzug in private und industrielle Anwendungsbereiche. Eine entscheidende Voraussetzung ist hierbei, eine stabile und präzise Flugbahn zu garantieren. Dies stellt sowohl methodisch als auch hardwaretechnisch eine große Herausforderung dar. Nichtlineare Strecken erfordern moderne Methoden der Regelungstechnik und hardwarebedingt stark verrauschte Messwerte setzen leistungsstarke Filter voraus.

Aufgabenstellung

Die Basis für eine präzise Positionsregelung ist eine hochwertige unterlagerte Kraft- und Geschwindigkeitsregelung. Daher soll im Rahmen der Arbeit eine unterlagerte Regelung für die Drehzahl der Rotoren sowie eine Geschwindigkeitsregelung für die Gesamtdrohne in Kaskadenstruktur entworfen und implementiert werden. Die Geschwindigkeit soll hierbei mithilfe von Inertialsensorik sowie absoluten Positionsdaten geschätzt werden. Zusätzliche Herausforderung ist hierbei, dass die Messungen auf dem Copter durch die Rotoren erheblich gestört werden, was durch geeignete Filtertechniken kompensiert werden muss.

Ein zentraler Bestandteil der Arbeit ist die Implementierung der entworfenen Regelung auf einem Quadrocopter. Ein vollständig funktionsfähiger Quadrocopter sowie ein Flugfeld zur Evaluierung der Ergebnisse ist vorhanden.

Anforderungen:

  • Umfassende Grundlagenkenntnisse im Bereich Regelungstechnik. Es ist für eine erfolgreiche Bearbeitung der Arbeit hilfreich „Regelung nichtlinearer Systeme“ sowie „Numerische Optimierung und modellprädiktive Regelung“ gehört zu haben.
  • Kenntnisse in der C-Programmierung sind Voraussetzung für eine erfolgreiche Bearbeitung.
  • Gutes technisches Verständnis, hohes Maß an Motivation und Selbstständigkeit
  • Es ist möglich, die Arbeit als Forschungspraktikum zu beginnen und darauf anschließend eine Masterarbeit aufzusetzen.

Sonstiges:

  • Die Arbeit erfolgt in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Regelungstechnik (LRT)
  • Ansprechpartner am LRT: M.Sc. Daniel Burk, daniel.burk@fau.de

 

 

Kategorien:

Forschungsbereich:

Biomechatronik

Art der Arbeit:

Masterarbeit

Studiengang:

Energietechnik, Informatik, IPEM, Maschinenbau, Mechatronik, Wirtschaftsingenieurwesen

Technologiefeld:

Software Engineering und Deployment

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