Effektive Nutzung des Leistungspotentials von Direktantrieben bei Werkzeugmaschinen (Projekt EffeNDi): Impulsentkopplung, Beschleunigungsregelung, achsübergreifende Regelung und gekoppelte Simulation
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| Weitere Verfasser: | |
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2006
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Fortschritt-Berichte VDI
Reihe 1, Konstruktionstechnik/Maschinenelemente ; 391 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | VIII, 188 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3183391015 |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
EINLEITUNG 1
DAS PROJEKT EFFENDI 2
1 IMPULSENTKOPPLUNG 8
1.1 Abkürzungen und Formelzeichen 8
1.2 Problemstellung 8
1.3 Zielstellung 9
1.4 Vorbetrachtungen und Voruntersuchungen 10
1.4.1 Grundlegende Untersuchungen eines impulsentkoppelten
Achsaufbaues, Modellbildung und Simulation 10
1.4.2 Festlegen der Rahmenbedingungen für die einzeln umzusetzenden
Anwendungsfälle 16
1.4.3 Kenngrößendefinition, Störgrößenbetrachtung 22
1.5 Entwurf, Konzeption und Konstruktion 23
1.6 Achsaufbau, Praxistest, Optimierung 36
1.7 Erzieltes Ergebnis 45
1.8 Zusammenfassung und Ausblick 47
2 ACHSÜBERGREIFENDE REGELUNG 49
2.1 Problemstellung 49
2.2 Zielsetzung 51
2.3 Entwicklung Feininterpolator 51
2.3.1 Aufbau des Master Slave Steuerung 51
2.3.2 Aufstellung des Anforderungsprofils 53
2.3.3 Entwicklung Feininterpolator 54
2.3.4 Implementierung 56
2.3.5 Test der Funktionalitäten 56
2.4 Entwicklung der achsübergreifenden Regelung 58
2.4.1 Aufstellung der dynamischen Gleichungen 58
2.4.2 Synthese des Regelalgorithmus 62
2.4.3 Simulation des Reglerverhaltens 66
2.5 Konzeption und Aufbau des Versuchstandes 68
2.5.1 Spezifikation der Anforderungen an Meßsystem, die Umrichter und
Antrieb 68
2.5.2 Konstruktion von parallelen Achsen auf Basis des ZFS Linearmotor
Prüfstandes 70
2.5.3 Konstruktion der variablen Maschinenelemente für die
Achs Kopplung 71
2.6 Implementierung und Untersuchung 72
2.6.1 Implementierung auf Steuerungs System 72
2.6.2 Anpassung des Referenzmodells an das reale System 72
2.6.3 Untersuchung der achsübergreifenden Regelung am realen System..72
2.7 Zusammenfassung und Ausblick 74
3 GEKOPPELTE SIMULATION 76
3.1 Problemstellung 76
3.2 Zielsetzung 77
v
3.3 Theoretische Grundlagen 78
3.3.1 Formulierung des gekoppelten Problems 79
3.3.2 Einbeziehung der Ze itdiskretisierung in Reglermodelle 85
3.3.3 Übernahme reduzierter FEM Modelle und zeitdiskreter Regler
inMatlab 86
3.4 Softwaretechnische Grundlagen 95
3.4.1 Regelelemente 95
3.4.2 Assemblierung 98
3.4.3 Frequenzabhängige Steifigkeit, Dämpfung 98
3.4.4 Statische Ansatzfunktionen 98
3.5 Lösungsprozeduren 98
3.6 Graphisches Benutzerinterface 103
3.7 Gesamtheitliche Betrachtung 104
3.8 Zusammenfassung 122
4 SIGNALVERARBEITUNG, STROM UND BESCHLEUNIGUNGS¬
REGELUNG 123
4.1 Problemstellung 123
4.2 Zielsetzung 125
4.3 Optimierung des Relativbeschleunigungssensors 125
4.3.1 Untersuchung der Signale eines Relativbeschleunigungssensors 128
4.3.2 Miniaturisierung des Relativbeschleunigungssensors 132
4.3.3 Optimierung des Relativbeschleunigungssensors und der
Sensorelektronik 132
4.3.4 Konstruktive Richtlinien zur optimalen Anbringung des Relativ¬
beschleunigungssensors 140
4.3.5 Entwicklung eines einseitig abtastenden
Relativbeschleunigungssensors 140
4.3.6 Literaturverweise zu Kapitel 4.3 144
4.4 Signalverarbeitungselektronik zur hochgenauen Erfassung von Lage
und Beschleunigung 145
4.4.1 Analyse der Fehler von Relativbeschleunigungssensor und
Lagemesssystem 745
4.4.2 Oversamplingmethoden für die Signalverarbeitungselektronik 149
4.4.3 Entwicklung der Hardware für ein Auswertemodul zur hochgenauen
Erfassung von Lage und Beschleunigung 155
4.4.4 Entwicklung der Software zur hochgenauen Erfassung von Lage und
Beschleunigung 157
4.4.5 Test der neu entwickelten Signalverarbeitungselektronik zur
hochgenauen Erfassung von Lage und Beschleunigung 159
4.5 Neuartige digitale Stromregelung 162
4.5.1 Entwicklung einer Stromregelungshardware 162
4.5.2 Adaptive Filterung zur Unterdrückung von Strompeaks 163
4.5.3 Implementierung eines Stromreglers in programmiert arer Logik. 164
4.5.4 Test der neu entwickelten Stromregelung 165
4.5.5 Versuchsstand für die Stromreglerhardware 166
4.5.6 Ausblick 167
4.6 Beschleunigungsregelung 169
4.6.1 Simulaüve Untersuchungen zur Beschleunigungsregelung zur
aktiven Schwingungsbedämpfung 169
4.7 Inbetriebnahme und Test 175
4.8 Zusammenfassung und Ausblick 180
5 ZUSAMMENFASSUNG 182
VERÖFFENTLICHUNGEN 185
VII
|
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Inhaltsverzeichnis
EINLEITUNG 1
DAS PROJEKT EFFENDI 2
1 IMPULSENTKOPPLUNG 8
1.1 Abkürzungen und Formelzeichen 8
1.2 Problemstellung 8
1.3 Zielstellung 9
1.4 Vorbetrachtungen und Voruntersuchungen 10
1.4.1 Grundlegende Untersuchungen eines impulsentkoppelten
Achsaufbaues, Modellbildung und Simulation 10
1.4.2 Festlegen der Rahmenbedingungen für die einzeln umzusetzenden
Anwendungsfälle 16
1.4.3 Kenngrößendefinition, Störgrößenbetrachtung 22
1.5 Entwurf, Konzeption und Konstruktion 23
1.6 Achsaufbau, Praxistest, Optimierung 36
1.7 Erzieltes Ergebnis 45
1.8 Zusammenfassung und Ausblick 47
2 ACHSÜBERGREIFENDE REGELUNG 49
2.1 Problemstellung 49
2.2 Zielsetzung 51
2.3 Entwicklung Feininterpolator 51
2.3.1 Aufbau des Master Slave Steuerung 51
2.3.2 Aufstellung des Anforderungsprofils 53
2.3.3 Entwicklung Feininterpolator 54
2.3.4 Implementierung 56
2.3.5 Test der Funktionalitäten 56
2.4 Entwicklung der achsübergreifenden Regelung 58
2.4.1 Aufstellung der dynamischen Gleichungen 58
2.4.2 Synthese des Regelalgorithmus 62
2.4.3 Simulation des Reglerverhaltens 66
2.5 Konzeption und Aufbau des Versuchstandes 68
2.5.1 Spezifikation der Anforderungen an Meßsystem, die Umrichter und
Antrieb 68
2.5.2 Konstruktion von parallelen Achsen auf Basis des ZFS Linearmotor
Prüfstandes 70
2.5.3 Konstruktion der variablen Maschinenelemente für die
Achs Kopplung 71
2.6 Implementierung und Untersuchung 72
2.6.1 Implementierung auf Steuerungs System 72
2.6.2 Anpassung des Referenzmodells an das reale System 72
2.6.3 Untersuchung der achsübergreifenden Regelung am realen System.72
2.7 Zusammenfassung und Ausblick 74
3 GEKOPPELTE SIMULATION 76
3.1 Problemstellung 76
3.2 Zielsetzung 77
v
3.3 Theoretische Grundlagen 78
3.3.1 Formulierung des gekoppelten Problems 79
3.3.2 Einbeziehung der Ze'itdiskretisierung in Reglermodelle 85
3.3.3 Übernahme reduzierter FEM Modelle und zeitdiskreter Regler
inMatlab 86
3.4 Softwaretechnische Grundlagen 95
3.4.1 Regelelemente 95
3.4.2 Assemblierung 98
3.4.3 Frequenzabhängige Steifigkeit, Dämpfung 98
3.4.4 Statische Ansatzfunktionen 98
3.5 Lösungsprozeduren 98
3.6 Graphisches Benutzerinterface 103
3.7 Gesamtheitliche Betrachtung 104
3.8 Zusammenfassung 122
4 SIGNALVERARBEITUNG, STROM UND BESCHLEUNIGUNGS¬
REGELUNG 123
4.1 Problemstellung 123
4.2 Zielsetzung 125
4.3 Optimierung des Relativbeschleunigungssensors 125
4.3.1 Untersuchung der Signale eines Relativbeschleunigungssensors 128
4.3.2 Miniaturisierung des Relativbeschleunigungssensors 132
4.3.3 Optimierung des Relativbeschleunigungssensors und der
Sensorelektronik 132
4.3.4 Konstruktive Richtlinien zur optimalen Anbringung des Relativ¬
beschleunigungssensors 140
4.3.5 Entwicklung eines einseitig abtastenden
Relativbeschleunigungssensors 140
4.3.6 Literaturverweise zu Kapitel 4.3 144
4.4 Signalverarbeitungselektronik zur hochgenauen Erfassung von Lage
und Beschleunigung 145
4.4.1 Analyse der Fehler von Relativbeschleunigungssensor und
Lagemesssystem 745
4.4.2 Oversamplingmethoden für die Signalverarbeitungselektronik 149
4.4.3 Entwicklung der Hardware für ein Auswertemodul zur hochgenauen
Erfassung von Lage und Beschleunigung 155
4.4.4 Entwicklung der Software zur hochgenauen Erfassung von Lage und
Beschleunigung 157
4.4.5 Test der neu entwickelten Signalverarbeitungselektronik zur
hochgenauen Erfassung von Lage und Beschleunigung 159
4.5 Neuartige digitale Stromregelung 162
4.5.1 Entwicklung einer Stromregelungshardware 162
4.5.2 Adaptive Filterung zur Unterdrückung von Strompeaks 163
4.5.3 Implementierung eines Stromreglers in programmiert arer Logik. 164
4.5.4 Test der neu entwickelten Stromregelung 165
4.5.5 Versuchsstand für die Stromreglerhardware 166
4.5.6 Ausblick 167
4.6 Beschleunigungsregelung 169
4.6.1 Simulaüve Untersuchungen zur Beschleunigungsregelung zur
aktiven Schwingungsbedämpfung 169
4.7 Inbetriebnahme und Test 175
4.8 Zusammenfassung und Ausblick 180
5 ZUSAMMENFASSUNG 182
VERÖFFENTLICHUNGEN 185
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| spelling | Effektive Nutzung des Leistungspotentials von Direktantrieben bei Werkzeugmaschinen (Projekt EffeNDi) Impulsentkopplung, Beschleunigungsregelung, achsübergreifende Regelung und gekoppelte Simulation Joachim Berkemer (Hrsg.) EffeNDi Als Ms. gedr. Düsseldorf VDI-Verl. 2006 VIII, 188 S. Ill., graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Fortschritt-Berichte VDI : Reihe 1, Konstruktionstechnik/Maschinenelemente 391 Finite-Elemente-Methode (DE-588)4017233-8 gnd rswk-swf Maschinendynamik (DE-588)4130692-2 gnd rswk-swf Antriebsregelung (DE-588)4142753-1 gnd rswk-swf Direktantrieb (DE-588)4528432-5 gnd rswk-swf Werkzeugmaschine (DE-588)4065604-4 gnd rswk-swf Werkzeugmaschine (DE-588)4065604-4 s Direktantrieb (DE-588)4528432-5 s Antriebsregelung (DE-588)4142753-1 s DE-604 Maschinendynamik (DE-588)4130692-2 s Finite-Elemente-Methode (DE-588)4017233-8 s Berkemer, Joachim 1962- (DE-588)124928870 edt Fortschritt-Berichte VDI Reihe 1, Konstruktionstechnik/Maschinenelemente ; 391 (DE-604)BV001897066 391 HBZ Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=015010021&sequence=000002&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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