Details zur Studienarbeit

Titel der Studienarbeit:

Weiterentwicklung einer aktiven Finnensteuerung für das Raketenprojekt SeeRoc

BetreuerIn:

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Voraussetzungen:

- Grundlagen der Elektrotechnik
- Elektronik und Schaltungsdimensionierung
- Kenntnisse der Mikrocontroller-Programmierung in C/C++
- Kenntnisse in Matlab
- Verständnis von Regelungstechnik
- Grundwissen Aerodynamik

Geeignet für die folgenden Studiengänge:

	TEA
	TEU
	TEN
	TEK
	TSA
	TSL
	TLE

Themenbeschreibung:

Ziel des Projektes „SeeRoc“ ist es, eine Experimentalrakete zu entwickeln und damit an unterschiedlichen Raketen-Wettbewerben teilzunehmen, u.a. am Wettbewerb „EuRoC“ im Jahr 2027. Die Technik der bestehenden Raketenversion (KW-1) soll weiter verbessert werden, was auch Ziel dieser Arbeit ist.

Die aktuelle Version der Rakete ist darauf ausgelegt, dass sich die Flugbahn der Rakete allein passiv regelt, durch das Verändern des Schwerpunkts und das Einstellen der Finnen vor dem Flug. In einer zukünftigen Version der Rakete soll auch eine aktive Steuerung der Reakte mithilfe der Veränderung der Finnenlage während des Fluges erfolgen.

Durch drei Studenten des Jahrgangs 2023 wurde bereits ein Prototyp für eine Finnensteuerung entwickelt. Dieser Prototyp besteht aus drei Modulen: einem Regelalgorithmus in Form eines Matlab-Modells, um die entsprechenden Ansteuerwinkel der Finnen zu berechnen und so eine möglichst optimale Flugbahn zu erreichen. Der Mechanik, welche die Bewegung eines Servos in eine Bewegung der Finne umwandelt und der Elektronik bestehend aus Servo, Sensoren und einer Sicherheitsschaltung, um den Servo stromlos schalten zu können.

Ziel dieser Studienarbeit ist es, den aktuellen Prototypen zu Evaluieren und Verbesserungspotential herauszuarbeiten. Dies kann z.B. durch die Verwendung eines anderen Koordinatensystems erfolgen, was das Reglerdesign vereinfacht. Die Optimierung der Mechanik und Aerodynamik oder die weitere Verbesserung der Elektronik kann ebenfalls angegangen werden. 

Die Arbeit ist als T3101 vorgesehen, aber grundsätzlich teilbar zur Bearbeitung als getrennte
Studienarbeiten T3100 & T3200.

Aufgaben:
- Verstehen und Beurteilen der aktuellen Version der Finnensteuerung
- Überarbeitung des Regelalgorithmus (mit Änderung des Koordinatensystems)
- Anpassung der Software und Hardware
- Dokumentation der technischen Erkenntnisse und Ergebnisse

Optionale Aufgaben:
- Aufbau der Hardware für die Steuerung von vier Finnen