Der Studiengang Mechatronik untersucht und vermittelt zentrale Regelungs- und Automatisierungskonzepte. Das Beispiel der Gleichlaufregelung, vorgestellt von Prof. Dr. Tobias Loose, zeigt, wie Studierende im Labor praxisnahe Anwendungen analysieren, erproben und in Studienarbeiten weiterentwickeln – von synchronisierten Antriebssystemen bis hin zu industriellen Einsatzszenarien wie Hebebühnen, Pressen oder Krananlagen.

Die Gleichlaufregelung ist eine typische industriepraktische Anwendung. Dabei sollen zwei oder mehr Antriebe synchron das Gleiche ausführen. Das kann die gleiche Geschwindigkeit oder die gleiche Position sein. Oftmals sind die Antriebe baugleich. Auch wenn die Antriebe exakt identisch betrieben und angesteuert werden, so arbeiten sie in der Realität doch etwas unterschiedlich, z.B. aufgrund kleiner Schwankungen bei der Reibung oder kleiner fertigungsbedingter Unterschiede. Im Labor der Automatisierungstechnik an der DHBW Karlsruhe können solche Anwendungen untersucht werden, u.a. auch im Rahmen von Studienarbeiten.

Ein Beispiel ist eine Hebebühne oder eine Plattform, die über zwei Elektromotoren MA und MB angetrieben wird, siehe Prinzipskizze in folgender Abbildung. Die Hebebühne soll waagrecht nach oben oder unten gefahren werden, sodass also stets die Position x und y gleich sind. Die technische Aufgabe ist nun, beide Motoren synchron zu betreiben. In der Industrie gibt es viele weitere Beispiele solcher Gleichlaufregelungen, z.B. bei einer Presse oder einer Laufkatze eines Kranes.

Wie funktioniert nun solche eine Gleichlaufregelung? Hierzu gibt es einige Lösungsmöglichkeiten, eine davon ist die sogenannte Master-Slave-Regelung. Hierbei wird die Position des einen Motors geregelt. Beispielsweise erhält der Motor MA ein Signal, um eine bestimmte Position anzufahren. Der andere Motor MB hat nun die Aufgabe, exakt das Verhalten des ersten Motors zu kopieren. Dabei muss darauf geachtet werden, dass der erste Motor MA nicht zu schnell betrieben wird. Er wird dann „künstlich“ etwas langsamer verfahren, damit der zweite Motor die Chance hat, nachzukommen und die Kopie exakt auszuführen. Solche und weitere Beispiele werden im Labor Automatisierungstechnik an der DHBW Karlsruhe untersucht oder auch als Studienarbeiten ausgegeben, siehe nachfolgende Abbildung als kleinen Einblick in das Labor. Weitere Beispiele und wie sie funktionieren sind in den Literaturquellen [1,2] dargestellt.

[1] T. Loose: Angewandte Regelungs- und Automatisierungstechnik, Springer 2025
[2] T. Loose: Regelungstechnik: kompakt mit technischer Allgemeinbildung und Beispielen aus dem Leben, Springer 2026

Text, Foto u. Grafik: LO