Hochdynamische Lageregelung mit elektrohydraulischen Antrieben

Author:   Manfred Egner
Publisher:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG
Volume:   74
ISBN:  

9783540191605


Pages:   152
Publication Date:   27 May 1988
Format:   Paperback
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Hochdynamische Lageregelung mit elektrohydraulischen Antrieben


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Overview

Elektrohydraulische Vorschubantriebe, die meist als Direktantrieb mit einem Servozylinder und einem stetig verstellbaren Ventil dargestellt werden, zeichnen sich durch ein sehr schlechtes Regelverhalten im konventionellen P-Lageregelkreis aus. Gründe hierfür sind die geringe Steifigkeit der Ölsäulen im Servozylinder und das stark nichtlineare Verhalten der dynamischen Kennwerte des Antriebes. In dieser Arbeit werden, ausgehend von linearen Regelstrukturen, die im Zustandsraum arbeiten und eine hohe Dynamik in linearisierten Arbeitspunkten ermöglichen, nichtlineare Verfahren untersucht und für die Anwendung an Vorschubantrieben weiterentwickelt. Die Schwerpunkte lagen dabei sowohl auf der Entwicklung eines nichtlinearen Zustandsreglers für große Parameterunsicherheiten als auch auf der Entwicklung adaptiver Zustandsregelungen für elektrohydraulische Vorschubantriebe. Mit Hilfe der erarbeiteten Regelalgorithmen konnte die Dynamik im Lageregelkreis elektrohydraulischer Vorschubantriebe um den Faktor 5 bis 10 gegenüber einer konventionellen Lageregelung erhöht werden.

Full Product Details

Author:   Manfred Egner
Publisher:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG
Imprint:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K
Volume:   74
Dimensions:   Width: 14.80cm , Height: 0.80cm , Length: 21.00cm
Weight:   0.209kg
ISBN:  

9783540191605


ISBN 10:   3540191607
Pages:   152
Publication Date:   27 May 1988
Audience:   Professional and scholarly ,  Professional & Vocational
Format:   Paperback
Publisher's Status:   Active
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Language:   German

Table of Contents

1 Einleitung.- 1.1 Vergleich und Anforderungen an Vorschubantriebe.- 1.2 Aufgabenstellung.- 2 Klassifizierung der Regelsysteme fur elektrohydraulische Vorschubantriebe.- 2.1 Stand der Entwicklung bei elektrohydraulischen Antrieben.- 2.2 Einteilung der Regelsysteme.- 2.3 Konzepte zur Realisierung diskreter Regelungen an e1ektrohydrau1i sehen Vorschubantrieben.- 3 Analyse und Moedellbildung der elektrohydraulischen Regelstrecken.- 3.1 Elektrohydraulische Stellglieder.- 3.2 Servozylinder.- 3.2.1 Das nichtlineare Verhalten des Servozylinders.- 3.2.2 Servozylinder als nichtlineares Modell 3. Ordnung.- 3.2.3 Experimentelle Analyse des Servozylinders.- 3.2.3.1 Dynamisches Verhalten.- 3.2.3.2 Statische Analyse.- 4 Auslegung diskreter linearer Zustandsregelungen.- 4.1 Allgemeine Betrachtungen.- 4.2 Auslegung uber die Matrix-Riccati-Differenzengleichung.- 4.2.1 Auslegung linearer Zustandsregelungen 3. Ordnung.- 4.2.2 Auslegung linearer Zustandsregelungen 5. Ordnung.- 4.3 Robuste Auslegung linearer Zustandsregelungen.- 4.3.1 Allgemeine Betrachtungen.- 4.3.2 Auslegung eines im Sinne eines Gutekriteriums optimalen Beobachters.- 4.3.3 Vergleich diskreter vollstandiger und reduzierter Beobachter.- 4.3.4 Bewertung der Beobachter.- 4.4 Aufbau der elektrohydraulischen Vorschubeinheit fur die experimentellen Untersuchungen.- 4.5 Experimentelle Ergebnisse beim Einsatz linearer Zustandsregler.- 4.5.1 Kaskadenstruktur der Zustandsregelung Servoventil-Servozylinder.- 4.5.2 Vollstandige Zustandsregelung 5. Ordnung.- 4.5.3 Bewertung und Vergleich.- 5 Robuste Auslegung linearer Zustandsregelungen.- 5.1 Allgemeine Betrachtungen.- 5.2 Robuste Zustandsregelungen fur Verzoegerungsglieder 2. Ordnung.- 5.3 Vergleich der Auslegungsverfahren auf Robustheit.- 5.4 Robuste Zustandsregelung 3. Ordnung.- 5.5 Robuste Zustandsregelung des Gesamtsystems 5. Ordnung.- 5.6 Bewertung und Vergleich.- 6 Nichtlineare Zustandsregelungen fur Regelstrecken mit Parameterunsicherheiten.- 6.1 Theorie zum parameterunempfindlichen Reglerentwurf nach Leitmann.- 6.1.1 Kontinuierlicher Zeitbereich.- 6.1.2 Diskreter Zeitbereich.- 6.2 Diskrete Regelung elektrohydraulischer Stellglieder.- 6.2.1 Servoventil.- 6.2.2 Proportionalventil.- 6.3 Diskrete Regelung elektrohydraulischer Vorschubantriebe.- 6.3.1 Diskrete Zustandsregelung 3. Ordnung.- 6.3.2 Diskrete Zustandsregelung 5. Ordnung.- 6.3.3 Experimentelle Erprobung des parameterunempfindlichen Zustandsreglers.- 6.3.4 Vergleich der robusten mit der parameterunempfindlichen Zustandsregelung.- 7 Regelungen fur elektrohydraulische Vorschubantriebe unter Berucksichtigung der nichtlinearen Veranderungen der dynamischen Kenngroessen durch gesteuerte Adaption.- 7.1 Allgemeine Betrachtungen.- 7.2 Bestimmung unbekannter Systemparameter aus Messdaten.- 7.2.1 Bestimmung der unbekannten Systemparameter aus Messwerten fur ?0H, DH.- 7.2.2 Bestimmung der unbekannten Systemparameter aus Messwerten fur ?0H.- 7.3 Diskrete nichtlineare Systementkopplung.- 7.3.1 Nichtlineares Streckenmodell zur diskreten Entkopplung.- 7.3.2 Nichtlineare Entkopplungsalgorithmen.- 7.3.3 Vergleich der Entkopplungsnetzwerke.- 7.3.4 Einfluss der Ventildynamik auf die Entkopplungsgute.- 7.3.5 Einfluss der Abtastzeit auf die Entkopplungsgute.- 7.3.6 Bewertung.- 7.4 Zustandsregelung mit Adaptionskennlinien.- 7.4.1 Lineare Parameteradaption in Abhangigkeit des Kolbenhubes.- 7.4.1.1 Wahl der Stutzpunkte.- 7.4.1.2 Adaption der Zustandsregelung 3. Ordnung.- 7.4.1.3 Adaption der kaskadierten Zustandsregelung 5. Ordnung.- 7.4.1.4 Einfluss der Abtastzeit.- 7.4.1.5 Einfluss der Rechengenauigkeit.- 7.4.2 Parameteradaption mit Hilfe von Polynomen.- 7.4.3 Lineare Anpassung der Kreisverstarkung in Abhangigkeit des Ventilaussteuerungsgrades.- 7.4.4 Richtungsabhangige Anpassung der Kreisverstarkung.- 7.4.5 Bewertung und Vergleich.- 8 Diskrete nichtlineare Regelungen unter Berucksichtigung nichtlinearer Kennlinien und Stoergroessen.- 8.1 Stoergroessenbeobachtung und -Kompensation.- 8.1.1 Einfluss von Stoergroessen auf den Zustandsbeobachter.- 8.1.2 Zustands- und Stoergroessenbeobachter fur den Servozylinder.- 8.1.3 Zustands- und Stoergroessenbeobachter fur das Servoventil.- 8.2 Kompensation der Stoereinflusse auf das Servoventil.- 8.3 Berucksichtigung der hydraulischen Nullpunktdrift von Ventilen.- 8.3.1 Kompensation der Drift uber die Stellgroesse.- 8.3.2 Beeinflussung des Lagesollwertes.- 8.3.3 Experimentelle Ergebnisse und Vergleich der Verfahren.- 8.4 Berucksichtigung der Totzone von Ventilen.- 8.4.1 Inverse Totzone im Regelkreis.- 8.4.2 Beeinflussung des Sollwertes fur die Ventilschieberposition.- 8.4.3 Betrachtung der Totzone als Stoergroesse.- 8.4.4 Bewertung und Vergleich.- 8.5 Einfluss der Haftreibung auf das Verhalten im geschlossenen Regelkreis.- 8.6 Diskrete Zustandsregelung unter Berucksichtigung von Begrenzungen.- 8.6.1 Begrenzung der Beschleunigung des Servozylinders.- 8.6.2 Begrenzung der Steuerschiebergeschwindigkeit des Servoventils.- 8.7 Bewertung.- 9 Zusammenfassung.- Schrifttum.

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