Ein Beitrag zur Verbesserung der Ausfallsicherheit quadruplex redundanter Systeme am Beispiel eines elektrohydraulischen Aktuators zur primären Flugsteuerung:
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ACHIM SCHOENHOFF, UND REGELUNGSTECHNIK MUENCHEN NR. 826 | EIN BEITRAG ZUR
VERBESSERUNG DER AUSFALLSICHERHEIT QUADRUPLEX REDUNDANTER SYSTEME AM
BEISPIEL EINES ELEKTROHYDRAULISCHEN AKTUATORS ZUR PRIMAEREN FLUGSTEUERUNG
V INHALTSVERZEICHNIS ABKUERZUNGSVERZEICHNIS IX VERZEICHNIS DER
FORMELZEICHEN X 1 EINLEITUNG 1 1.1 ZUR HISTORIE 1 1.2 MOTIVATION 2 1.3
ZUR VORLIEGENDEN ARBEIT 3 2 SYSTEMBESCHREIBUNG 5 2.1
ENTWICKLUNGSTENDENZEN 5 2.1.1 ENTWICKLUNG, DESIGN 6 2.1.2 FERTIGUNG,
HARDWAREKONZEPTE 6 2.1.3 SYSTEMINTEGRATION 9 2.1.4 BETRIEB 13 2.2
BEISPIEL-AKTUATOR 14 2.2.1 RDDV-ANTRIEB 15 2.2.2 HYDRAULISCHER
SYSTEMTEIL 16 2.2.3 REGELUNGSKONZEPT 17 2.2.4 DYNAMISCHES VERHALTEN DES
BEISPIEL-AKTUATORS 20 3 MODELLBILDUNG 23 3.1 METHODEN 23 3.1.1
PARAMETRIERUNG ANALYTISCHER MODELLE 23 3.1.2 ELEKTROMAGNETISCHE
FELDBERECHNUNG 28 3.2 EINZELMOTOR 31 3.2.1 ANALYTISCHES MODELL 31 VI
3.2.2 NUMERISCHES MODELL 37 3.2.3 VERIFIKATION 40 3.3 ANALYTISCHES
MODELL VIERERVERBUND 46 3.3.1 KUPPLUNGSMODELL 46 3.3.2 SYSTEMGLEICHUNG
48 3.3.3 PARAMETRIERUNG UND VERIFIKATION 48 3.4 HYDRAULISCHE
MODELLBILDUNG 49 3.4.1 DURCHFLUSSGLEICHUNGEN 49 3.4.2
BEWEGUNGSGLEICHUNGEN DES TANDEM-ZYLINDERS 51 3.4.3
HYDRAULISCH-MECHANISCHE KOPPLUNG 52 3.4.4 PARAMETRIERUNG 53 3.4.5
BLOCKSCHALTBILD 55 3.4.6 VERIFIKATION 56 3.5 REGLERMODELL 57 3.6
VERIFIKATION GESAMTSYSTEM 59 3.6.1 NOMINELLER AKTUATOR 60 3.6.2
VERHALTEN IM FEHLERFALL 61 4 SYSTEMOPTIMIERUNG 63 4.1 OPTIMIERUNG DES
EINZELMOTORS 63 4.1.1 OPTIMIERUNGSZIELE 64 4.1.2 OPTIMIERUNGSAUFGABE 65
4.1.3 FORMULIERUNG DES OPTIMIERUNGSPROBLEMS 68 4.1.4 LOESUNG DES
OPTIMIERUNGSPROBLEMS 69 4.1.5 OPTIMIERUNGSVERFAHREN 72 4.1.6
VORGEHENSWEISE 75 4.1.7 STATIONAERE ERGEBNISSE 78 VII 4.1.8
SENSITIVITAETSANALYSE 82 4.1.9 ABGELEITETE DYNAMISCHE ERGEBNISSE 84 4.2
REDUNDANZKONZEPT VIERERVERBUND 88 4.2.1 VIERERVERBUND MIT GEMEINSAMEM
EISENKREIS 88 4.2.2 VIERERVERBUND MIT EINZELMOTOREN 95 5 QUADRUPLEX
VOTING 104 5.1 EINFUEHRUNG 104 5.1.1 NOTWENDIGKEIT ZUM VOTING 104 5.1.2
FAULT CONTAINMENT 107 5.1.3 ANFORDERUNGEN 110 5.1.4 FEHLERARTEN 110
5.1.5 TESTSIGNALE 112 5.2 STAND DER TECHNIK 117 5.2.1 MITTELWERTVOTER
118 5.2.2 VOTING MIT GEWICHTUNGSFAKTOREN 119 5.2.3 MEHRHEITSVOTER 121
5.2.4 4 + 0-VOTER 124 5.2.5 FAZIT 126 5.3 ERWEITERTE VOTERKONZEPTE 127
5.3.1 KOMBINIERTES MITTELWERT-/MEHRHEITSVOTING 127 5.3.2 MODIFIZIERTES
VOTING MIT GEWICHTUNGSFAKTOREN 131 5.4 STATISTISCHES VOTING 133 5.4.1
POLYNOM-VERTEILUNG 134 5.4.2 VOTING MITTELS WEIBULL-VERTEILUNG 136 5.4.3
EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE 139 5.5 ZUSAMMENFASSUNG DER
VOTERUNTERSUCHUNGEN 141 VIII 6 ZUSAMMENFASSUNG 143 LITERATURVERZEICHNIS
145
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