Prof. J. Walter - Informationstechnik, Mikrocomputertechnik, Digitale Medien Problemstellung
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Systenidentifikation eines manntragenden Multikopters mit Einbindung eines Joysticks
Wintersemester 2017/18
Fatih
Özdemir

Problemstellung

Die Zahl der zugelassenen Fahrzeuge weltweit steigt rasant. Besonders in den Großstädten ist das ein sehr großes Problem.
Die Staus nehmen zu und die Umwelt wird immer mehr und mehr durch die Emmisionen der Verbrennungsmotoren verschmutzt. Es gibt bereits umweltfreundliche alternativen wie Hybrid- oder Elektrofahrzeuge. Doch das ist noch lange keine Lösung für die miserablen Verkehrssituationen in Großstädten. Eine kreative Alternative ist die Idee eines bemannten Multikopters. An der Hochschule Karlsruhe werden Projekte in diesem Bereich entwickelt. Die Entwicklungen laufen gerade an einem 1:4-Modell. Es gibt noch viel Bedarf an Verbesserung. Diese Arbeit umfasst die Verbesserung des Systemverhaltens im Flugbetrieb und die Einbindung eines betriebssicheren Joysticks. Das Problem ist derzeit, dass der Multikopter mechanischen gesehen noch kein ausreichend stabiles Flugverhalten hat. Die Vibrationen am Multikopter treten aufgrund unterschiedlicher Faktoren auf. Mögliche Ursachen könnten zum Beispiel zu fest angezogene Rotorblatthalteschrauben oder unwuchtige Rotorblätter sein. Denn durch zu fest angezogene Rotorblatthalteschrauben wird das Geraderichten der Rotorblätter durch Fliehkräfte verhindert und bei Unwucht steigen die Schwingungen mit der Rotordrehzahl an. All diese Faktoren haben natürlich auch negative Auswirkungen.  Die unerwünschten Vibrationen können eine Dynamik entwickeln, die mit der Zeit auch andere Bauteile des Multikopter beschädigen kann. Mit anderen Bauteilen ist nicht nur die Mechanik gemeint, sonder auch elektronische Bauteile wie Sensoren, Regler und Mikrokontroller. Es ist daher sehr wichtig die Schwingungen im Flugbetrieb so stark wie möglich zu reduzieren. Für ein stabiles Flugverhalten gehört natürlich auch die Ansteuerung der Motoren. Derzeit wird der Multikopter mit einer Fernsteurung bedient. Da das Ziel ein bemannter Flug ist, muss die Steuerung an Board sein. Dazu muss ein betriebssicherer Joystick zum Einsatz kommen.

  Mit Unterstützung von Prof. J. Walter Wintersemester 2017/18