TU Darmstadt / ULB / TUbiblio

Entwicklung eines mobilen Controllerboards für eine aktive Orthese

Müller, Roman :
Entwicklung eines mobilen Controllerboards für eine aktive Orthese.
TU Darmstadt
[Masterarbeit], (2012)

Kurzbeschreibung (Abstract)

Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wird ein mobiles Rechnersystem zur Ausführung der Regelalgorithmen für eine aktive Kniegelenksorthese entwickelt. Das mobile Gesamtsystem, bestehend aus dem Rechnersystem, der aktiven Orthese und einer Energiequelle, soll eine kabellos eingesetzt werden können, um auch in der Experimentalphase einen großen Aktionsradius zu ermöglichen. Die entwickelten Regelalgorithmen müssen kabellos auf das mobile Rechnersystem übertragen und dort ausgeführt werden. Hierzu wird eine Softwareentwicklungskette (Toolchain) aufgebaut, die zur automatisierten Implementierung des Algorithmus auf dem Zielsystem genutzt wird. Die Regelalgorithmen werden in der Matlab/Simulink-Umgebung des Herstellers MathWorks implementiert. Matlab/Simulink ist ein beliebtes Werkzeug zur Modellierung technischer Systeme und Vorgänge und wird bei der aktiven Orthese zum modellbasierten Reglerentwurf der Antriebe genutzt. Der Simulink-Orthesenregelung werden Hardwareschnittstellen zum Lesen und Schreiben der Sensor- und Aktordaten zur Verfügung gestellt. Zu den für die Orthesenregelung benötigten Schnittstellen gehören zwei RS-485-Bussysteme zur Realisierung eines Sensorbusses für das linke und rechte Bein, Analog-Digital-Wandler, Digital-Analog-Wandler und eine WLAN-Schnittstelle zur kabellosen Übertragung der Regelalgorithmen vom Entwicklungssystem (Host) zum mobilen Rechnersystem (Target). Darüber hinaus hat das Rechnersystem weitere Schnittstellen, die eine flexible Nutzung des Systems ermöglicht. Die Software-Toolchain zur Ausführung der Regelalgorithmen auf dem Target setzt sich aus der Eclipse-Entwicklungsumgebung und einem targetspezifischen Cross-Compiler zusammen. Die kabellose Übertragung wird durch eine WLAN-Schnittstelle des Targets sichergestellt. Durch eine großzügige Auslegung der Hardwareschnittstellen kann das Rechnersystem auch für weitere mobile Anwendungen am Institut EMK genutzt werden. Es konnte eine funktionierende Software-Toolchain aufgebaut und die Codeübertragung auf das Zielsystem nachgewiesen werden.

Typ des Eintrags: Masterarbeit
Erschienen: 2012
Autor(en): Müller, Roman
Titel: Entwicklung eines mobilen Controllerboards für eine aktive Orthese
Sprache: Deutsch
Kurzbeschreibung (Abstract):

Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wird ein mobiles Rechnersystem zur Ausführung der Regelalgorithmen für eine aktive Kniegelenksorthese entwickelt. Das mobile Gesamtsystem, bestehend aus dem Rechnersystem, der aktiven Orthese und einer Energiequelle, soll eine kabellos eingesetzt werden können, um auch in der Experimentalphase einen großen Aktionsradius zu ermöglichen. Die entwickelten Regelalgorithmen müssen kabellos auf das mobile Rechnersystem übertragen und dort ausgeführt werden. Hierzu wird eine Softwareentwicklungskette (Toolchain) aufgebaut, die zur automatisierten Implementierung des Algorithmus auf dem Zielsystem genutzt wird. Die Regelalgorithmen werden in der Matlab/Simulink-Umgebung des Herstellers MathWorks implementiert. Matlab/Simulink ist ein beliebtes Werkzeug zur Modellierung technischer Systeme und Vorgänge und wird bei der aktiven Orthese zum modellbasierten Reglerentwurf der Antriebe genutzt. Der Simulink-Orthesenregelung werden Hardwareschnittstellen zum Lesen und Schreiben der Sensor- und Aktordaten zur Verfügung gestellt. Zu den für die Orthesenregelung benötigten Schnittstellen gehören zwei RS-485-Bussysteme zur Realisierung eines Sensorbusses für das linke und rechte Bein, Analog-Digital-Wandler, Digital-Analog-Wandler und eine WLAN-Schnittstelle zur kabellosen Übertragung der Regelalgorithmen vom Entwicklungssystem (Host) zum mobilen Rechnersystem (Target). Darüber hinaus hat das Rechnersystem weitere Schnittstellen, die eine flexible Nutzung des Systems ermöglicht. Die Software-Toolchain zur Ausführung der Regelalgorithmen auf dem Target setzt sich aus der Eclipse-Entwicklungsumgebung und einem targetspezifischen Cross-Compiler zusammen. Die kabellose Übertragung wird durch eine WLAN-Schnittstelle des Targets sichergestellt. Durch eine großzügige Auslegung der Hardwareschnittstellen kann das Rechnersystem auch für weitere mobile Anwendungen am Institut EMK genutzt werden. Es konnte eine funktionierende Software-Toolchain aufgebaut und die Codeübertragung auf das Zielsystem nachgewiesen werden.

Freie Schlagworte: Mikro- und Feinwerktechnik Elektromechanische Konstruktionen
Fachbereich(e)/-gebiet(e): Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen > Mikrotechnik und Elektromechanische Systeme
Hinterlegungsdatum: 13 Jul 2012 07:20
Zusätzliche Informationen:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate

Bibliotheks-Siegel: 17/24 EMKM1793

Art der Arbeit: Masterarbeit

Beginn Datum: 01-11-2012

Ende Datum: 30-04-2012

ID-Nummer: 17/24 EMKM1793
Gutachter / Prüfer: Schlaak, Prof. Dr. Helmut F.
Export:

Optionen (nur für Redakteure)

Eintrag anzeigen Eintrag anzeigen