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Elektrohydraulische Vorschubantriebe, die meist als Direktantrieb mit einem Servozylinder und einem stetig verstellbaren Ventil dargestellt werden, zeichnen sich durch ein sehr schlechtes Regelverhalten im konventionellen P-Lageregelkreis aus. Gründe hierfür sind die geringe Steifigkeit der Ölsäulen im Servozylinder und das stark nichtlineare Verhalten der dynamischen Kennwerte des Antriebes. In dieser Arbeit werden, ausgehend von linearen Regelstrukturen, die im Zustandsraum arbeiten und eine hohe Dynamik in linearisierten Arbeitspunkten ermöglichen, nichtlineare Verfahren untersucht und für die Anwendung an Vorschubantrieben weiterentwickelt. Die Schwerpunkte lagen dabei sowohl auf der Entwicklung eines nichtlinearen Zustandsreglers für große Parameterunsicherheiten als auch auf der Entwicklung adaptiver Zustandsregelungen für elektrohydraulische Vorschubantriebe. Mit Hilfe der erarbeiteten Regelalgorithmen konnte die Dynamik im Lageregelkreis elektrohydraulischer Vorschubantriebe um den Faktor 5 bis 10 gegenüber einer konventionellen Lageregelung erhöht werden.
List of contents
1 Einleitung.- 1.1 Vergleich und Anforderungen an Vorschubantriebe.- 1.2 Aufgabenstellung.- 2 Klassifizierung der Regelsysteme für elektrohydraulische Vorschubantriebe.- 2.1 Stand der Entwicklung bei elektrohydraulischen Antrieben.- 2.2 Einteilung der Regelsysteme.- 2.3 Konzepte zur Realisierung diskreter Regelungen an e1ektrohydrau1i sehen Vorschubantrieben.- 3 Analyse und Mödellbildung der elektrohydraulischen Regelstrecken.- 3.1 Elektrohydraulische Stellglieder.- 3.2 Servozylinder.- 4 Auslegung diskreter linearer Zustandsregelungen.- 4.1 Allgemeine Betrachtungen.- 4.2 Auslegung über die Matrix-Riccati-Differenzengleichung.- 4.3 Robuste Auslegung linearer Zustandsregelungen.- 4.4 Aufbau der elektrohydraulischen Vorschubeinheit für die experimentellen Untersuchungen.- 4.5 Experimentelle Ergebnisse beim Einsatz linearer Zustandsregler.- 5 Robuste Auslegung linearer Zustandsregelungen.- 5.1 Allgemeine Betrachtungen.- 5.2 Robuste Zustandsregelungen für Verzögerungsglieder 2. Ordnung.- 5.3 Vergleich der Auslegungsverfahren auf Robustheit.- 5.4 Robuste Zustandsregelung 3. Ordnung.- 5.5 Robuste Zustandsregelung des Gesamtsystems 5. Ordnung.- 5.6 Bewertung und Vergleich.- 6 Nichtlineare Zustandsregelungen für Regelstrecken mit Parameterunsicherheiten.- 6.1 Theorie zum parameterunempfindlichen Reglerentwurf nach Leitmann.- 6.2 Diskrete Regelung elektrohydraulischer Stellglieder.- 6.3 Diskrete Regelung elektrohydraulischer Vorschubantriebe.- 7 Regelungen für elektrohydraulische Vorschubantriebe unter Berücksichtigung der nichtlinearen Veränderungen der dynamischen Kenngrößen durch gesteuerte Adaption.- 7.1 Allgemeine Betrachtungen.- 7.2 Bestimmung unbekannter Systemparameter aus Meßdaten.- 7.3 Diskrete nichtlineare Systementkopplung.- 7.4 Zustandsregelung mitAdaptionskennlinien.- 8 Diskrete nichtlineare Regelungen unter Berücksichtigung nichtlinearer Kennlinien und Störgrößen.- 8.1 Störgrößenbeobachtung und -Kompensation.- 8.2 Kompensation der Störeinflüsse auf das Servoventil.- 8.3 Berücksichtigung der hydraulischen Nullpunktdrift von Ventilen.- 8.4 Berücksichtigung der Totzone von Ventilen.- 8.5 Einfluß der Haftreibung auf das Verhalten im geschlossenen Regelkreis.- 8.6 Diskrete Zustandsregelung unter Berücksichtigung von Begrenzungen.- 8.7 Bewertung.- 9 Zusammenfassung.- Schrifttum.
