Automatisierte Identifikation der Streckenparameter servohydraulischer Vorschubantriebe

ISBN-13: 9783540510796 / Niemiecki / Miękka / 1989 / 151 str.

Gerhard Keuper

Opis

Die systematische regelungstechnische Inbetriebnahme von Antrieben setzt ein detailliertes mathematisches Modell der Regelstrecke als Grundlage voraus. Fur die Automatisierung der Identifikation von servohydraulischen Vorschubantrieben mit ihren spezifischen nichtlinearen Eigenschaften auf Basis antriebs-zugeordneter Prozessrechner werden robuste Analyseverfahren und eine geeignete Ablaufstrategie benotigt. Unter dieser Zielsetzung werden statistische Identifikationsverfahren auf Eignung und Leistungsfahigkeit fur eine umfassende quantitative Modellierung servohydraulischer Vorschubantriebe untersucht und Regeln fur deren Anwendung aufgezeigt. Betrachtet werden Verfahren der Parameterschatzung fur lineare Modellansatze, die in Arbeitspunkten Gultigkeit besitzen sowie der Modellapproximation, die a-priori-Kenntnisse zu charakteristischen nichtlinearen Eigenschaften im statischen und dynamischen Verhalten ausnutzen."

Spis treści

1 Einleitung.- 1.1 Problemstellung.- 1.2 Stand der Technik.- 1.3 Aufgabenstellung.- 2 Aufbau und Modellierung servohydraulischer Vorschubantriebe.- 2.1 Modellierung des drosselgesteuerten Zylinders.- 2.1.1 Statisches Verhalten.- 2.1.2 Dynamisches Verhalten.- 2.2 Modellierung des Ventilschiebers.- 2.3 Modellierung der Strömungskräfte.- 2.4 Linearisiertes Antriebsmodell.- 2.5 Zeitdiskrete Behandlung der Systemmodelle.- 2.6 Zusammenfassung der a-priori-Kenntnisse.- 2.7 Aufbau und Daten des Versuchsantriebes.- 3 Rechnergestützte Analyse statischer Kennlinien und dynamischer Begrenzungen.- 3.1 Analyse von Übergangsvorgängen.- 3.2 Strategie zur Erfassung statischer Kennlinien.- 3.3 Auswertung der statischen Kennlinien.- 3.3.1 Quantitative Ermittlung von Kennlinien-Deskriptoren.- 3.3.2 Modellapproximation der statischen Kennlinie $$\dot x_{K,0} \left( {y_V ,0} \right)$$.- 3.4 Zusammenfassung.- 4 Leistungsvergleich von Parameterschätzverfahren zur Identifikation der dynamischen Prozeßmodelle.- 4.1 Vorauswahl von Schätzverfahren.- 4.2 Gütekriterien zur Bewertung der Parameterschätzung.- 4.2.1 Kriterien für die Güte des Schätzverlaufes.- 4.2.2 Kriterien für die Güte des Schätzergebnisses.- 4.2.3 Zusammenfassung.- 4.3 Prozeßanregung und Signalerfassung.- 4.3.1 Einstellung der Abtastzeit.- 4.3.2 Wahl und Dimensionierung des Testsignals zur Systemanregung.- 4.3.3 Zeitdiskrete digitale Filterung der Meßsignale.- 4.4 Schätzung von Teilprozessen bei nicht vernachlässigbarer Stellglieddynamik.- 4.4.1 Problemstellung und Auswirkung auf den Schätzverlauf.- 4.4.2 Modifizierte Modellansätze für Prozesse mit stetigem Eingangssignalverlauf.- 4.4.3 Zusammenfassung.- 4.5 Simulative Untersuchung der Schätzverfahren zur Optimierung und zum gegenseitigen Vergleich.- 4.5.1 Testprozesse und Randbedingungen.- 4.5.2 Schätzung des zeitinvarianten Prozesses TP1.- 4.5.3 Schätzung des parametervarianten Prozesses TP2.- 4.6 Zusammenfassung, Bewertung und Auswahl.- 5 Rechnergestützte Identifikation dynamischer Prozeßmodelle des servohydraulischen Antriebes.- 5.1 Ermittlung des Modells vom drosselgesteuerten Zylinder.- 5.1.1 Strategie zur Prozeßanregung und Meßwerterfassung.- 5.1.2 Dimensionierung des Anregungssignals.- 5.1.3 Arbeitspunktabhängige Parameterschätzung des drosselgesteuerten Zylinders.- 5.1.4 Auswertung der Arbeitspunktabhängigkeit dynamischer Kenngrößen.- 5.1.4.1 Modellapproximation der kolbenpositionsabhängigen Parametervarianz.- 5.1.4.2 Approximation der Ventilaussteuerungsgrad — abhängigen Parametervarianz.- 5.1.5 Explizite mathematische Darstellung dynamischer Parameter des linearen Schätzmodells im gesamten Arbeitsraum.- 5.2 Ermittlung des Ventilschiebermodells.- 5.2.1 Ermittlung des strömungskraftfreien Nominalmodells.- 5.2.2 Ermittlung der strömungskraftbehafteten Ventilmodells.- 5.3 Zusammenfassung zur Identifikation des dynamischen Antriebsmodells.- 6 Rechnergestützte Identifikation als Teil einer automatischen Antriebsinbetriebnahme.- 6.1 Ausgeführtes Analysesystem.- 6.1.1 Initialisierung des Analysesystems.- 6.1.2 Automatische Ablaufsteuerung.- 6.2 Varianten von Rechnerkonfigurationen für die industrielle Realisierung.- 7 Zusammenfassung.- Literatur.- A1 Schätzansätze.- A2 Entwicklung der Schätzgleichungen.- A2.1 Schätzgleichung der LS- und EM-Methoden.- A2.2 Schätzgleichung der IV-Methode.- A2.3 Einheitliche Darstellung der Schätzgleichungen.- A3 Numerische Berechnungsverfahren zur Lösung der Schätzgleichung.- A3.1 Rekursiver Schätzalgorithmus.- A.3.2 Lösung der Schätzgleichung mittels orthogonaler Transformation.