Modellierung und Regelung eines elastischen Fahrweges:
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| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1997
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| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 11]
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| adam_text | Titel: Modellierung und Regelung eines elastischen Fahrweges
Autor: Frischgesell, Thomas
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Thomas Frischgesell, Düsseldorf Modellierung und Regelung eines elastischen Fahrweges Reihe 11 : Schwingungstechnik Nr. 248
Inhaltsverzeichnis Formelzeichen und Begriffe VII 1 Einleitung 1 1.1 Problemstellung................................. 1 1.2 Stand des Wissens ............................... 3 1.3 Ziel dieser Arbeit................................ 9 2 Modellbildung für einen elastischen Fahrweg unter bewegter Last 10 2.1 Lösung des kontinuierliches Modells durch Fourierreihen .......... 12 2.2 Diskrete Modellierung mit Finiten Elementen................ 19 2.2.1 Aufstellen der Bewegungsgleichung.................. 19 2.2.2 Modale Reduktion........................... 22 2.2.3 Reduzierte Bewegungsgleichung und Beschreibung im Zustandsraum 24 2.3 Vergleich der Lastkurven für das kontinuierliche und diskrete Modell.... 27 2.4 Untersuchung des Systemverhaltens...................... 29 2.5 Kritische Geschwindigkeiten .............. 31 3 Modellierung des Fahrwegs mit Unterstützungsmechanismus 36 3.1 Modellierung des Gesamtsystems....................... 36 3.1.1 Mathematische Beschreibung des Gesamtsystems......... 38 3.1.2 Modellierung des vereinfachten Systems................41 3.1.3 Festlegung der Parameter.......................42 3.1.4 FE- Analyse des Gesamtsystems....................44 3.1.5 Vergleich der Modelle..........................45 3.1.6 Lastkurven für das passive und aktive Gesamtsystem........45 3.1.7 Restriktionen des Mechanismus....................49 3.2 Steuerbarkeit und Beobachtbaxkeit...................... 51 V
4 Entwurf von Steuerungen und Regelungen für den aktiven Fahrweg 55 4.1 Steuerungen...................................55 4.1.1 Optimale Vorspannungen........................ 55 4.1.2 Statische Vorsteuerungen........................- 58 4.2 Regelungen...................................64 4.2.1 PI - Regler ...............................64 4.2.2 Zustandsregler..............................67 5 Komponentenentwicklung und Durchführung von Experimenten 72 5.1 Zielsetzung der Versuche............................ 72 5.2 Versuchsaufbau................................. 72 5.2.1 Linearführungsystem und Stab-Seilzug-Mechanismus........ 73 5.2.2 Linearmotoren.............................. 76 5.2.3 Meßsystem zur Bestimmung des Lastweges.............. 81 5.3 Hard- und Software...............................83 5.4 Experimentelle Ergebnisse........................... 86 5.4.1 Ergebnisse für den Fahrweg ohne Mechanismus ........... 86 5.4.2 Ergebnisse für den Fahrweg mit passivem Mechanismus....... 87 5.4.3 Ergebnisse für die Steuerungen und Regelungen...........88 6 Zusammenfassung 92 Literatur 94 VI
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