Aktive Schwingungsminderung elastischer Flugtriebwerksrotoren mit Piezostapelaktoren unter Berücksichtigung der Dynamik des Triebwerkgehäuses:
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Aachen
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2014
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INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS III
TABELLENVERZEICHNIS VII
SYMBOLVERZEICHNIS VIII
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS XIII
1 EINLEITUNG 1
1.1 MOTIVATION 1
1.2 ZIELE DER ARBEIT 3
1.3 INHALT UND GLIEDERUNG DER ARBEIT 4
2 GRUNDLAGEN UND STAND DER TECHNIK 5
2.1 ELASTISCHE ROTOREN 5
2.1.1 GYROSKOPISCHER EFFEKT 7
2.1.2 RESONANZ 8
2.1.3 DAEMPFUNG 10
2.2 ROTOREN IN FLUGTRIEBWERKEN 11
2.3 SCHWINGUNGSMINDERUNG UND -DAEMPFUNG AN FLUGTRIEBWERKEN 14
2.4 PIEZOSTAPELAKTOREN 15
2.4.1 PZT-KERAMIK 16
2.4.2 HOCHVOLT-AKTOREN 19
2.4.3 NIEDERVOLT-AKTOREN 20
2.4.4 PARAMETER VON PIEZOSTAPELAKTOREN 20
2.5 SKALIERBARKEIT VON MODELLEN 22
2.6 ZUSTANDSRAUMDARSTELLUNG DYNAMISCHER SYSTEME 24
2.7 SCHWINGUNGSMINDERUNG MIT PIEZOKERAMISCHEN AKTOREN AN ROTORSYSTEMEN
. 27
3 MODULARE MODELLBILDUNG 31
3.1 PIEZOSTAPELAKTOREN 32
3.2 QUETSCHOELDAEMPFER 35
3.3 AUFHAENGUNG MIT VORSPANNEINRICHTUNG 35
3.4 ROTOREN 37
3.5 UNWUCHT UND SYSTEMERREGUNG 39
3.6 GEHAEUSE 39
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3.7 GESAMTKONFIGURATION 41
3.8 BEISPIELROTOR EINES ZWEIWELLEN-FLUGTRIEBWERKS 43
4 REGELUNG ZUR AKTIVEN SCHWINGUNGSMINDERUNG 47
4.1 OPTIMALE FEED-FORWARD-STEUERUNG 47
4.2 KOLLOKATION UND SYSTEMSTABILITAET 50
4.3 KOLLOKIERTE PD-REGELUNG 51
4.4 INTEGRAL-FORCE-FEEDBACK 52
5 NUMERISCHE ERGEBNISSE 57
5.1 VERGLEICH DES EINFLUSSES VON UNWUCHTERREGUNG UND AKTORERREGUNG 57
5.2 EINFLUSS DER REGELVERSTAERKUNG DES INTEGRAL-FORCE-FEEDBACK-REGLERS 59
5.3 EINFLUSS DER AKTORSTEIFIGKEIT 62
5.4 EINFLUSS VON UNWUCHT UND AKTOR-BLOCKIERKRAFT 65
5.5 BERUECKSICHTIGUNG DER UMGEBENDEN GEHAEUSESTRUKTUR ALS LINEARE
STEIFIGKEIT. 65
5.6 BERUECKSICHTIGUNG DER UMGEBENDEN GEHAEUSESTRUKTUR 66
5.7 EINFLUSS DER DAEMPFUNG IM GEHAEUSE 73
6 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN 75
6.1 BESCHREIBUNG DES ROTOR-PRUEFSTANDS 75
6.2 EXPERIMENTELLE MODELLBILDUNG DES ROTORS MIT ROTORPRUEFSTAND 78
6.3 REGLERENTWURF EINER AKTIVEN DAEMPFUNG MIT INTEGRAL-FORCE-FEEDBACK 80
6.4 QUASISTATIONAERER HOCHLAUF MIT AKTIVER DAEMPFUNG 81
6.5 AKTIVE DAEMPFUNG BEI MINIMALER AKTORANZAHL 82
6.6 ZUSAMMENFASSUNG DER EXPERIMENTELLEN ERGEBNISSE 83
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 85
LITERATURVERZEICHNIS 89 |
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