Zustandsregelung an schwach gedämpften mechanischen Systemen

ISBN-13: 9783838613192 / Niemiecki / Miękka / 1999 / 128 str.

Hanno Starker

Opis

Inhaltsangabe: Zusammenfassung: In der antriebstechnischen Praxis ergeben sich haufig raumlich ausgedehnte mechanische Konstruktionen, die niedrige Resonanzfrequenzen und kleine Damp-fungen aufweisen, wie z.B. Teleskope, Industrieroboter, Linearachsen oder Verlade-brucken. Die Moglichkeiten konventioneller Lageregelungen, meist Kaskadenregler, sind aufgrund der vergleichsweise einfachen Reglerstruktur beschrankt. Dies betrifft sowohl die erreichbare Dampfung der mechanischen Eigenfrequenzen als auch die Einstellzeit und Regelgenauigkeit. Die Diplomarbeit beschaftigt sich mit der Anwendung des Zustandsregelungs-konzepts auf die Lageregelung von mechanischen Systemen mit extrem kritischen dynamischen Eigenschaften. Die Arbeit umfat die theoretischen Grundlagen des Reglerentwurfs im Zustandsraum, die Herleitung des mathematischen Algorithmus zur Reglersynthese, die Systemanalyse, die Programmierung des Zustandsreglers in der Hochsprache "C" und die praktische Erprobung. Die Ergebnisse und der Auf-wand zur Reglersynthese werden bewertet und einer konventionellen Lageregelung gegenubergestellt. Die durchgefuhrten Untersuchungen belegen, da eine optimal dimensionierte Zu-standsregelung in der Lage ist, schwach gedampfte schwingungsfahige mechanische Systeme extrem schnell, exakt und uberschwingungsfrei zu positionieren. Die Dampfung eines mechanischen Systems kann gema der Theorie (Methode der Pol-vorgabe) im Extremfall so erhoht werden, da ein nahezu ungedampft schwin-gungsfahiges System seine Schwingungsfahigkeit verliert. Eine konventionelle Kaskadenregelung lost das Problem nur unzureichend, insbe-sondere bei Systemen mit extrem niedrigen Dampfungen und Eigenfrequenzen, auch wenn ein spezieller Kaskadenregler zum Einsatz kommt. Die Vorteile der Zustandsregelung gegenuber der Kaskadenregelung sind bei mechanischen Systemen mit extremen dynamischen Eigenschaften besonders signifikant. Demgegenuber steht der vergleichsweise hohe mathematische Aufwand zur Synthese