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Institut für Systemtheorie und Regelungstechnik
Forschung
Gruppe von Frank Allgöwer
Fahrrad mit Hinterradlenkung

Fahrrad mit Hinterradlenkung

Wir demonstrieren die Stärken und Vorteile von Reglern im Vergleich zum Menschen anhand eines Fahrrads mit Hinterradlenkung.

01:17

Entwickelt am Institut für Systemtheorie und Regelungstechnik

Am IST dient das Projekt des hinterradgelenkten Fahrrads als eindrucksvolle Demonstration der Vorteile der Regelungstechnik. Diese unkonventionelle Konfiguration, bei dem das Hinterrad anstelle des Vorderrads gelenkt wird, stellt eine Herausforderung für die Standarddynamik dar und ermöglicht eine tiefere Erkundung wichtiger Regelungskonzepte wie Stabilität und Feedback. Anhand dieses Projekts können Studierende beobachten, wie mathematische Modelle und Regelungsalgorithmen zur Lösung komplexer technischer Probleme eingesetzt werden, um so die Relevanz der Regelungstheorie für reale dynamische Systeme praktisch zu veranschaulichen.

Autonomes Fahrrad

Das am IST entwickelte autonome Fahrrad mit Hinterradlenkung ist mit zwei Motoren ausgestattet, von denen einer für die Lenkung und der andere für den Antrieb zuständig ist. Ein inertiale Messeinheit (Inertial Measurement Unit, IMU) misst zusammen mit zwei Encodern wichtige Daten zur Bewegung und Ausrichtung des Fahrrads, die es dem Fahrrad ermöglichen, das Gleichgewicht zu halten und autonom zu fahren. Das System unterstützt die Implementierung mehrerer Regelungsalgorithmen und dient damit als Plattform zur Demonstration verschiedener Regelungsstrategien in einer Anwendung.

Manuelles Fahrrad

Das klassiche Fahrrad mit Hinterradlenkung wurde entwickelt, um Studierenden aus erster Hand zu zeigen, wie schwierig es sein kann, ein System mit nur geringen Änderungen zu einem gut bekannten System zu von Hand zu regeln. Im Gegensatz zur traditionellen Vorderradlenkung kehrt dieses System die intuitive Fahrdynamik um und macht es extrem schwierig, ohne umzufallen darauf zu sitzen und gleichzeitig in die gewünschte Richtung zu fahren. Die Studierenden stellen schnell fest, dass schon kleine Lenkbewegungen zu übertriebenen und oft unvorhersehbaren Reaktionen führen. Das verdeutlicht die Komplexität dynamischer Systeme und die häufig auftretende Notwendigkeit nach nicht-menschlichen Reglern.