Fraunhofer-Gesellschaft

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Regelkreisüberwachung mechatronischer Antriebssysteme

 
: Schönherr, Ruben

Zwickau: Verlag Wissenschaftliche Scripten, 2012, 177 pp.
Zugl.: Chemnitz, TU, Diss., 2012
Berichte aus dem IWU, 64
ISBN: 978-3-942267-56-4
German
Dissertation
Fraunhofer IWU ()
Antriebstechnik; Überwachung; Regelung; Prony-Analyse; Forsman & Stattin; Hägglund; Dämpfungsverhalten; Schwingungsdetektion; monitoring; drive control; monitoring Prony-analysis; damping; oscillation detection; performance monitoring; closed loop control

Abstract
Eine hohe Prozesssicherheit und somit die bestimmungsgemäße Funktion aller an der Produktion beteiligten Maschinen- und Anlagenkomponenten ist eine wesentliche Grundvoraussetzung für die Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens. Deshalb werden zunehmend kritische Komponenten mit geeigneten Sensoren überwacht, um Bauteilabnutzung und Fehler zeitnah zu detektieren. Die Überwachung der in den Antriebssystemen vorhandenen Regelkreise, insbesondere deren dynamisches Verhalten, spielt in Wissenschaft und Praxis bisher kaum eine Rolle. Jedoch führen nicht optimal arbeitende Antriebsregelkreise zu Einbußen bei der Antriebsdynamik und somit letztendlich zu geringerer Produktivität. Andererseits folgen beispielsweise aus einer durch den Regler hervorgerufenen Schwingungsneigung neben einem höheren Energiebedarf auch höhere Belastungen der mechanischen und elektrischen Komponenten. Das automatische Erkennen nicht adäquaten Reglerverhaltens kann somit wesentlich zur Steigerung der Maschineneffizienz und Prozesssicherheit beitragen. Der in der vorliegenden Arbeit verfolgte Ansatz ist die Übertragung von Überwachungsmethoden aus der Prozessindustrie in den Maschinenbau. Für die Überwachung von Antriebsregelkreisen werden diese angepasst und neue Lösungsansätze entwickelt. Vorgestellt werden jeweils zwei Methoden zur Schwingungsdetektion sowie zur Bewertung des Drehzahlregelkreises. Die theoretischen Erkenntnisse werden unter Zuhilfenahme von verschiedenen Versuchsständen validiert. Die Implementierung erfolgt auf Standardsteuerungshardware, was die schnelle Überführung der Forschungsergebnisse in die industrielle Praxis ermöglicht. Dies stellt einen wesentlichen Schritt zur durchgängigen Überwachung der gesamten elektromechnischen Achse dar.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-221261.html