Praktikum Reglerimplementierung auf Mikrocontrollern

Lehrbetrieb während der Corona-Krise

Derzeit sind wir zuversichtlich, dass das Praktikum im Sommersemester 2021 stattfinden kann. Informationen zur Platzvergabe und Organisation finden Sie am Ende dieser Seite.

 

Das Praktikum soll den Teilnehmern die Möglichkeiten der Programmierung und Regelung von Regelstrecken mithilfe von kostengünstigen 8bit-Mikrocontrollern aufzeigen. Durch den Besuch des Praktikums sollen die Teilnehmer anschließend in der Lage sein, selbständig regelungstechnische Projekte mit Mikrocontrollern umzusetzen.

Im ersten Teil des Praktikums werden die Teilnehmer vormittags im Rahmen von Vorträgen und Tutorials ("Live-Programmierung") mit den benötigten Grundlagen der Mikrocontrollerprogrammierung vertraut gemacht, wie z. B.:

  • der Nutzung von Entwicklungsumgebung, Compiler etc.
  • der Funktionsweise des Controllers und der Peripheriekomponenten (v. a. UART, I²C, SPI, ADC, TIMER, PWM)
  • die Modifikation von Registern und Durchführen von Rechenoperationen
  • Interrupts und Programmfluss

Nachmittags bearbeiten die Teilnehmer selbständig Übungsaufgaben zu den vorgestellten Themen an verschiedenen Versuchen, wie z. B. die Programmierung einer modellhaften Ampelanlage. Im zweiten Teil des Praktikums erarbeiten die Teilnehmer selbständig Lösungen zu verschiedenen Regelungsaufgaben für einen mobilen Roboter. Die zu bearbeitenden Aufgaben sind unter anderem

  • Entwurf, Implementierung und Test eines digitalen Filters zur Sensordatenfusion auf dem Mikrocontroller
  • Entwurf, Programmierung und Optimierung einer Reglerkaskade mit zeitdiskreten PID-Reglern zum Balancieren des Roboters
  • Implementierung einer Odometrie zur Bestimmung der Position und Orientierung des Roboters anhand von Sensordaten
  • Entwurf, Programmierung und Optimierung einer flachheitsbasierten Trajektorienfolgeregelung für den mobilen Roboter

Am Ende des Praktikums präsentieren die Teilnehmer ihre Ergebnisse im Rahmen eines kleinen Wettbewerbs. Die Teilnehmer werden durch die Praktikumsbetreuer bei der Bearbeitung der Übungsaufgaben während des gesamten Praktikums unterstützt, so dass bei auftretenden Schwierigkeiten immer ein Ansprechpartner zur Verfügung steht.

 

Für Interessierte gibt es hier zwei Videos als kleinen Vorgeschmack auf die zweite Woche:

Organisatorisches

Abhaltung

Das Praktikum wird gegen Ende der vorlesungsfreien Zeit sowohl im Winter- als auch im Sommersemester als zweiwöchiger Block angeboten und richtet sich an Studierende im Masterstudium (MW, RCI, ...) mit dem Studienschwerpunkt Regelungstechnik.

SS  2021:  Mo. 22.03.2021 - Do. 01.04.2021 [siehe TUMonline]
WS 2021/22:  Mo. 04.10.2021 - Do. 14.10.2021

Anmeldung

Über die zentrale Praktikumsplatzvergabe der Fakultät MW in TUMonline. Bitte bewerben Sie sich nur, wenn Sie solide Grundkenntnisse der C-Programmierung sowie ein möglichst breites regelungstechnisches Vorwissen, insbesondere PID-Regler, Kaskadenregelung, zeitdiskrete Systeme, Übertragungsfunktionen im Frequenzbereich (entspricht etwa den Vorlesungen Regelungstechnik, Systemtheorie, Moderne Methoden 1 und/oder Moderne Methoden 2) haben.

Bitte beachten Sie, dass für die Teilnahme die erfolgreiche Absolvierung eins Online-Testats erforderlich ist.

Interessierte Studierende, die keinen Platz erhalten haben, können sich bei uns melden. Sollten Plätze frei werden, werden wir diese entsprechend verteilen.