Ziel der Entwicklungsarbeit sollte es sein, einen Antriebscontroller zu designen. Dieser sollte als Basis für einen Praktikumsversuch zum Thema „Fuzzy-Regelung“ dienen. Die Studenten sollten dabei die Möglichkeit haben, eigene Regelungen zu erstellen und in einer realen Hardware-Plattform auszutesten. Eine (Echtzeit-)Visualisierung sollte weiterhin ermöglichen, direkte Rückschlüsse auf die Qualität der erstellten Regelung zu ziehen.
Als zusätzliche Forderungen standen:
= Zusammenarbeit mit den vorhandenen CAN [1]-Komponenten,
= Nutzung von fuzzyTech® zur Implementierung veränderlicher Fuzzy-Regeln,
= Ansteuerung der vorhandenen Linearachse unter Beibehaltung des Servoverstärkers und
= effiziente Nutzung der gerätetechnischen Ressourcen beim Entwurf der Platine.
Inhaltsverzeichnis
- Aufgabenstellung
- Eingrenzung des Aufgabenumfanges
- Voruntersuchungen
- Linearachse
- Servoverstärker
- Feldbussystem
- Mikrocontroller
- Software
- Konzept des Antriebscontrollers
- Hardware
- Software
- Hardwareumsetzung
- Entwurf
- Vorüberlegungen
- Platine
- Bauteile
- Schnittstellen
- Baugruppen
- Netzteil
- 5V-Versorgung
- 12V-Versorgung
- Mikrocontroller
- Blockschaltbild
- Takterzeugung
- RESET-Logik
- Programmier-Spannung
- BDM-Interface
- Digitale Ein-/ Ausgänge
- CAN-Interface
- RS232
- Analogausgang
- Externe Logik
- Hardware
- Software im EPLD
- Netzteil
- Vorüberlegungen
- Realisierung
- Bauteilbeschaffung
- Platine
- Bestückung
- Durchkontaktierungen
- SMD-Bauelemente
- Konventionelle Bauelemente
- Elektrische Prüfung
- Funktionsprüfung
- Entwurf
- Softwareumsetzung
- Architektur des Mikrocontrollers
- CPU12
- Digitale Portpins
- Registerblock
- Betriebsarten
- Flash EEPROM
- EEPROM
- RAM
- Interrupt- und RESET-Logik
- Timer
- PWM
- Serielles Interface
- CAN-Controller
- A/D-Wandler
- Software im Mikrocontroller
- Protokolldefinition
- Befehlsvorgabe
- Deklarationen
- Beschreibung der Unterprogramme
- Unterprogramm ‘Absolut_Pos'
- Unterprogramm ‘Regelung'
- Unterprogramm ‘send0'
- Unterprogramm ‘Start_Ini'
- Unterprogramm 'Abstand'
- Unterprogramm ‘Test_CAN'
- Unterprogramm ‘initall'
- Unterprogramm ‘_hc12'/ Quelltext „hc12.s”
- Unterprogramm ‘_inithc12'/ Quelltext „hc12.s”
- Hauptprogramm
- Protokolldefinition
- Software im EPLD
- Richtungs-Diskriminator
- 24Bit-Zähler
- Register bzw. Adreẞdekoder
- Zusammenwirken der Teilkomponenten
- Architektur des Mikrocontrollers
- Umsetzung in Praktikumsversuch
- Konzept
- Hardware
- Software
- Visualisierungssoftware
- fuzzyTech®
- Compiler
- Batch-Datei
- Link-Definition-File
- Initialisierungsroutine „crts.s”
- Debugger/ Downloader
- Kurzbeschreibung des Praktikumsversuches
- Versuchsvorbereitung
- Generierung der Regeln
- Übertragen des Regelwerkes
- Evaluierung der Regelung
- Konzept
- Ergebnis
- Nebenentwicklung
- Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Antriebscontrollers mit CAN-Interface. Das Ziel der Arbeit ist die Realisierung eines robusten und flexiblen Controllers, der sich für den Einsatz in verschiedenen Antriebssystemen eignet. Der Controller soll über eine CAN-Schnittstelle mit anderen Geräten kommunizieren können, um eine einfache Integration in bestehende Systeme zu ermöglichen.
- Entwurf und Implementierung eines Antriebscontrollers mit CAN-Interface
- Entwicklung und Optimierung von Software für den Mikrocontroller
- Integration des Controllers in ein Antriebssystem und Durchführung von Praxistests
- Analyse der Ergebnisse und Ableitung von Handlungsempfehlungen für zukünftige Projekte
Zusammenfassung der Kapitel
- Kapitel 1: Aufgabenstellung: Dieses Kapitel definiert die Aufgabenstellung der Diplomarbeit und beschreibt die Anforderungen an den zu entwickelnden Antriebscontroller. Es wird eine Eingrenzung des Aufgabenumfanges vorgenommen, um den Fokus der Arbeit zu bestimmen.
- Kapitel 2: Voruntersuchungen: In diesem Kapitel werden verschiedene Komponenten, die für den Aufbau des Antriebscontrollers relevant sind, untersucht. Dies umfasst Linearachse, Servoverstärker, Feldbussystem, Mikrocontroller und Software.
- Kapitel 3: Konzept des Antriebscontrollers: Dieses Kapitel beschreibt das Gesamtkonzept des Antriebscontrollers. Es werden die Hardware- und Softwarearchitektur sowie die Funktionsweise des Controllers erläutert.
- Kapitel 4: Hardwareumsetzung: In diesem Kapitel wird die Hardware des Antriebscontrollers detailliert beschrieben. Es werden die verschiedenen Baugruppen und Schnittstellen vorgestellt und die Realisierung des Designs erläutert.
- Kapitel 5: Softwareumsetzung: Dieses Kapitel behandelt die Software des Antriebscontrollers. Es wird die Architektur des Mikrocontrollers, die Software im Mikrocontroller sowie die Software im EPLD erläutert.
- Kapitel 6: Umsetzung in Praktikumsversuch: Dieses Kapitel beschreibt die praktische Umsetzung des Antriebscontrollers in einem Praktikumsversuch. Es werden das Konzept des Versuches sowie die einzelnen Schritte der Implementierung dargestellt.
Schlüsselwörter
Die Arbeit beschäftigt sich mit den Themen Antriebscontroller, CAN-Interface, Mikrocontroller, Softwareentwicklung, Hardwareentwicklung, Praktikumsversuch, Regelungstechnik und Feldbussysteme. Die Arbeit bietet einen detaillierten Einblick in die Entwicklung und Implementierung eines Antriebscontrollers, der mit verschiedenen Geräten über ein CAN-Interface kommunizieren kann. Darüber hinaus werden die Herausforderungen der Software- und Hardwareentwicklung sowie die praktische Umsetzung in einem Praktikumsversuch beleuchtet.
- Arbeit zitieren
- Jörg Böttge (Autor:in), 2000, Antriebscontroller mit CAN-Interface, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/8754
