学生使用Simulink和树莓派硬件进行快速控制原型金宝app

本课程的实验作业以设计装载桥的控制系统为高潮，例如那些用于将集装箱移动到船上或飞机上的装载桥。控制器必须最小化容器的振荡——建模为倒立摆——当它在由直流电机驱动的推车上移动时。

Dr.-Ing。迈耶需要一个经济的原型系统为这个介绍控制实验室。该系统需要有足够的计算能力，便于学生学习和使用。

Van der Kamp使用Simu金宝applink和Simulink支持包为树莓派开金宝app发了一个快速控制原型系统，使学生能够在树莓派硬件上测试和改进他们的控制设计。

灵活的支撑包系统允许范德坎金宝app普快速添加模拟-数字和数字-模拟接口板，以与直流电机和倒立摆传感器通信，包括测量推车和钟摆位置的编码器。他为这些电路板编写了自定义驱动程序，并将其打包为C MEX s -function，以便在Simulink模型中使用。金宝app

在下载并安装了树莓派的Simulink支持包后，van der Kamp通金宝app过使用加金宝app载桥的Simulink控制器模型测试来验证设置。在接下来的学期中，我们使用了基于Raspberry pi的快速控制原型。

参加课程的学生已经熟悉MATLAB和Simulink。金宝app奥斯特法利亚大学已经获得了校园许可证，为学生提供校园范围内的MATLAB和Simulink软件的访问，这些工具被广泛集成到电气工程课程中。金宝app

在Simulink中，金宝app学生们建立了基于微分方程的加载桥装置模型。

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功能模块集成到该模型中，以实现与工厂的通信。

使用Simu金宝applink外部模式，他们在树莓派硬件上运行了他们的控制器模型，步长约为1毫秒。在这种模式下，他们可以实时检查和可视化传感器信号，并在模型运行时调整控制器参数值。

在负载桥模型上测试控制器后，学生们对从传感器捕获的数据进行后处理，并在MATLAB中为他们的实验报告生成图。

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。

• 实验室设置成本降低了数千欧元。van der Kamp表示:“加载桥项目的控制器设计并不特别复杂，因此不需要商业硬件的所有处理能力和功能。”“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。”
• 支持交互式控制器调优和可视化。范德坎普指出金宝app:“通过Simulink外部模式，学生们可以实时观看控制器在树莓派上运行时的输入和输出数据，并实时调整控制器参数。”“这种程度的互动在以前是不可能的。”
• 学生们可以在实验室之外完成工作。范德坎普说:“有了校园范围的许可证，我们的学生不仅可以在实验室使用MATLAB和Simulink，而且可以在家里或校园的任何地方使用他们自金宝app己的笔记本电脑。”“这种灵活性增加了他们完成课程项目的动力。”