Digitale Lageregelung an numerisch gesteuerten Fertigungseinrichtungen

ISBN-13: 9783540106418 / Niemiecki / Miękka / 1981 / 114 str.

J. Hesselbach

Opis

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung di gitaler Lageregelsysteme an Ne-Maschinen. Es wird gezeigt, wie die Kaskadenstruktur - Lageregelkreis mit unterlagertem Geschwindigkeitsregelkreis -, die zum gro-. Ben Teil heute noch in Analogtechnik ausgefuhrt ist, in eine digitale Losung mit einem Rechner umgesetzt werden kann. Da zu wird sowohl auf geratetechnische Gesichtspunkte beim Auf bau derartiger Regelkreise, als auch auf die Reglergleichungen eingegangen. Fur die Lage- und Geschwindigkeitsregelalgorith men (parameteroptimierte Regler) werden optimale Einstellwer te abgeleitet. Ausserdem wird auf die Auswirkungen der Quan tisierungsungenauigkeiten bei der Ableitung des Geschwindig keitswertes aus dem Signal des Lagemesssystems auf das Ver halten des Geschwindigkeitsregelkreises hingewiesen. Zur Er ganzung und uberprufung der theoretischen uberlegungen wurden die Regelkreise mit einem Mikrorechner an einem Versuchsstand (Werkzeugmaschinenschlitten) aUfgebaut. Das Hauptgewicht der Arbeit liegt auf der Betrachtung zeit diskreter Zustandsregler (strukturoptimale Regler). Die theo retischen Ergebnisse machen deutlich, dass besonders bei An trieben mit - Totzeitverhalten oder - elastischem ubertragungssystem diese Regelstrategie einer konventionellen Losung uberlegen ist. Im Zusammenhang mit der praktischen Anwendung von Zustands reglern steht die Erfassung von nicht direkt oder nur schwer messbaren Zustands- und Storgrossen durch Beobachter. So werden Zustands- und Storgrossenbeobachter fur verschiedene Grund formen des Zeitverhaltens von Vorschubantrieben hergeleitet. Eine wichtige Rolle beim Beobachtereinsatz spielt die Frage der Empfindlichkeit des Algorithmus. Die Diskussion dieser Frage am Beispiel eines Beobachters zur Rekonstruktion der Motorbeschleunigung deutet auf eine geringe Empfindlichkeit 110 bezuglich Parameterschwankungen und Storungen des Messsignals hin."

Spis treści

1 Einführung und Aufgabenstellung.- 2 Der Aufbau digitaler Regelsysteme zur Lageeinstellung an NC-Maschinen.- 2.1 Stand der Technik.- 2.2 Digitalisierung der Signal Verarbeitung des Vorschubantriebs.- 3 Das Zeitverhalten der Regelstrecken von Lageregelkreisen an NC-Maschinen.- 4 Zeitdiskrete Regelungen.- 4.1 Allgemeine Gesichtspunkte.- 4.2 Parameteroptimierte zeitdiskrete Regler für Lage- und Geschwindigkeitsregelungen.- 4.2.1 Zeitdiskreter P-Lageregler.- 4.2.2 Zeitdiskreter PI-Geschwindigkeitsregler.- 4.3 Zeitdiskrete Zustandsregler für Lage-regelungen.- 4.3.1 Beschreibung des Regel Verfahrens.- 4.3.2 Theoretische Untersuchungen von Zustandsregelungen.- 5 Beobachter.- 5.1 Allgemeine Gesichtspunkte.- 5.2 Zustandsbeobachter.- 5.2.1 Zustandsbeobachter für die Motorbeschleunigung.- 5.2.2 Zustandsbeobachter für Antriebe mit elastischen mechanischen Übertragungsgliedern.- 5.3 Zustands- und Störgrößenbeobachter.- 5.4 Zusammenfassung.- 6 Die Wahl der Abtastzeit.- 7 Ausgeführte Regelungen.- 7.1 Lageregelung eines Werkzeugmaschinen-schlittens.- 7.1.1 Gerätetechnischer Aufbau.- 7.1.2 Digitale Lageregelung mit unterlagerter digitaler Geschwindigkeitsregelung.- 7.1.3 Digitale Zustandsregelung mit unterlagertem analogem Drehzahl regel kreis.- 7.1.4 Digitale Zustandsregelung mit Störgrößenaufschaltung.- 7.2 Lageregelung an einem Industrieroboter.- 7.2.1 Allgemeine Gesichtspunkte.- 7.2.2 Lageregelung der C-Achse.- 7.2.3 Lageregelung der Z-Achse.- 7.2.4 Auswirkung des Regel Verfahrens auf das Bahnverhalten und Bewertung der Ergebnisse.- 8 Zusammenfassung.