Ostfalia大学学生使用Simulink和Raspberry 金宝appPI硬件进行快速控制原型

本课程的实验作业以设计装载机的控制系统为高潮，装载机就像那些用来将集装箱移到船上或飞机上的装载机。控制器必须使容器(模型为倒立摆)在由直流电机驱动的小车上移动时的振荡最小化。

博士。Meyer需要一个经济的原型制作系统，用于该介绍性控制实验室。该系统需要为该项目拥有足够的计算能力，并且可以轻松学习学习和使用。

van der Kamp使用了Sim金宝appulink和Raspberry Pi的Si金宝appmulink支持包，开发了一种快速控制的原型系统，使学生能够在Raspberry PI硬件上进行测试和改进他们的控制设计。

灵活的支持包系统允许van金宝app der Kamp快速添加模拟-数字和数字-模拟接口板，与直流电机和倒立摆传感器进行通信，包括测量小车和摆的位置的编码器。他为这些板编写了定制驱动程序，并将它们打包为C MEX s -函数，以在Simulink模型中使用。金宝app

在下载并安装了树莓派的Simulink支持包之后，van der Kamp金宝app通过加载金宝app桥的Simulink控制器模型测试它来验证设置。基于树莓派的快速控制原型在接下来的学期的课程中使用。

在课程中注册的学生已经熟悉Matlab和Simulink。金宝appOstfalia大学已获得校园范围许可证，为学生提供校园广泛的Matlab和Simulink软件，并且该工具广泛集成到电气工程课程中。金宝app

在Simulink中，金宝app学生们基于微分方程开发了一个加载桥的植物模型。

然后，他们开发了一个状态控制器模型，并在Simulink中运行闭环仿真，以检查他们的设计的稳定性。金宝app他们将模拟接口驱动程序的C MEX s功能块合并到这个模型中，以实现与工厂的通信。

使用Simu金宝applink外部模式，它们在Raspberry PI硬件上运行了它们的控制器模型，步长大约一毫秒。在此模式下，它们可以在模型运行时实时检查和可视化传感器信号并调整控制器参数值。

在载入桥模型上测试控制器后，学生将从传感器捕获的数据捕获的数据和Matlab中的绘图进行实验室报告。

Ostfalia计划将Simulink与树莓派快速控制原型系统的使用扩展金宝app到其他课程，其中包括学生将使用该系统开发磁悬浮控制器的课程。

• 实验室设置成本降低了数千欧元。van der Kamp说:“装载桥项目的控制器设计不是特别复杂，因此，不需要所有商业硬件的处理能力和能力。“金宝appSimulink和树莓派的Simu金宝applink支持包使我们能够为这个项目创建一个替代的原型实验室设置，成本减少了数千欧元。”
• 启用交互式控制器调整和可视化。“通过Sim金宝appulink外部模式，学生可以观看他们的控制器的输入和输出数据，因为它在Raspberry PI上运行并在飞行时调整控制器参数，”van der Kamp Notes。“之前不可能的相互作用水平是不可能的。”
• 学生释放到实验室外面完成工作。“通过校园范围的许可证，我们的学生可以使用Matlab，而不是在实验室中使用，而是在家里或校园的任何地方使用自己的笔记本电脑，”Van d金宝apper Kamp说。“这种灵活性会使他们对完成课程项目的动力。”