Ballbot - Präzision auf den Punkt gebracht

Studentische Projektleitung:

• Max Diekmann, Elektrotechnik (M.Sc.)

Projektmitglieder:

• Kevin Bode, Elektrotechnik (M.Sc.)
• Marius Helmich, Elektrotechnik (M.Sc.)
• Christian Hillbrand, Elektrotechnik (M.Sc.)

Betreuer:

• Prof. Dr. Ansgar Rehm
   

Der Ballbot ist ein innovativer Roboter, der vollständig aus Lego-Technik-Komponenten aufgebaut ist und auf einem einzigen Ball balanciert. Dieses Projekt zeigt die Leistungsfähigkeit von MATLAB Simulink in Verbindung mit Lego-Technik und bietet eine praktische Plattform für Anwendungen in Mechatronik und Regelungstechnik. Es lädt dazu ein, die Fortschritte zu verfolgen und von den entwickelten Regelmodellen zu lernen.

Als Steuerungseinheit dient der Lego EV3-Controller, der mit MATLAB Simulink für die Regelung des Systems verwendet wird. Kern des Projekts ist der Einsatz eines Zustandsreglers, welcher eine präzise Bewegungskontrolle ermöglicht.

Der Roboter steht auf einem kugelförmigen Ball und wird durch Lego-Technik Servomotoren bewegt. Die Regelung basiert auf Sensordaten, die von zwei Winkelgeschwindigkeitssensoren über den EV3 erfasst werden. Diese Daten werden in MATLAB Simulink verarbeitet, wo der Zustandsregler (Linear-Quadratic Regulator bzw. Linear-Quadratic-Gaussian Regulator) implementiert ist.

Die Modelle werden in Simulink erstellt, simuliert und direkt auf den Lego EV3-Controller übertragen, um die Steuerung in Echtzeit auszuführen. Ziel ist es, ein dynamisch stabiles System zu entwickeln, das flexibel manövrieren und äußere Störungen ausgleichen kann.