Für die hinreichende Bemessung von Bauteilen und ganzen Systemen bezüglich der veranschlagten Lebensdauer werden Prüfstandsversuche zur Betriebsfestigkeit immer wichtiger. Daraus resultieren auch die Anforderungen an erweiterte Prüfstandsregelungen. Ausgehend von den Schwierigkeiten und Einschränkungen der Praxis hat sich das Ziel ergeben, für diesen Bereich neue Methoden und Verfahren zu untersuchen und mögliche neue Wege aufzuzeigen. Es wurden drei sehr unterschiedliche Ansätze verfolgt, die für die wichtigsten Aufgabenstellungen der Betriebesfestigkeit eine alternative Lösung bieten: die 'Modellfolgeregelung', die 'Prädiktive Regelung' und die 'Zyklische Regelung auf der Basis der Fourierkoeffizienten'. Im Zuge der Modellfolgeregelung wurde aus den physikalischen Zusammenhängen ein Modell abgeleitet, das nicht nur die wesentlichen Eigenschaften des verwendeten Prüfstands wiedergibt, sondern auch grundlegende Charakteristika die sich prinzipbedingt auf andere Prüfstandstrukturen übertragen lassen. Die Herleitung des Modells ist weit tiefgehender, als es bei den meisten realen Problemstellungen erforderlich ist. Gleichzeitig sind die Bestimmungsmethoden für die verschiedenen Prüfstandsparameter ausführlich beschrieben worden, wobei auch auf Besonderheiten, Fehlerquellen und alternative Identifikationsmethoden eingegangen wurde. Damit lassen sich die Schritte vom Prüfstand zum Modell sehr gut auf andere Anwendungsfälle übertragen. Eine vollkommen andere Zielsetzung ist mit der Prädiktiven Regelung verfolgt worden. Durch veränderte, abgeschwächte Anforderungen an die Regelgüte und extreme Ausnutzung der physikalischen Möglichkeiten des Prüfstands sind beachtliche Steigerungen der Betriebsfrequenzen erzielt worden. Dies ist deswegen von besonderem Interesse, da nur ein geringer Aufwand zur Modellidentifikation erforderlich ist. Ein spezieller Reglerentwurf entfällt vollständig, weil sich die Reglerparameter direkt aus dem Modell ableiten. Die Parameteridentifikation ist in einer solchen Form realisiert worden, daß sie mit sehr einfachen Testmethoden und ohne spezielle Vorkenntnisse erfolgen kann und damit für den praktischen Betrieb besonders geeignet ist. Schließlich ist mit der Zyklischen Regelung auf Basis der Fourierkoeffizienten ein Verfahren entwickelt worden, dem vor allem durch seinen Charakter als grundlegend neuer Methode in der Regelungstechnik eine große Bedeutung zukommmt. In der Literatur läßt sich keinerlei derartige Umsetzung finden. Dabei konnte gezeigt werden, daß die Regelung im Frequenzbereich eine ausgesprochen leistungsfähige Methode darstellt, die eine sinnvolle Alternative zu den adaptiven und iterativ lernenden Regelungen bildet. Speziell für extrem nichtlineares Verhalten, also für Regelstrecken, bei denen die meisten Regelungen nur sehr unbefriedigende Ergebnisse liefern, werden mit der zyklischen Regelung ausgesprochen gute Resultate erzielt
Neue Regelungskonzepte für hydraulische Schwingungsprüfstände
2001
149 Seiten, Bilder, Tabellen, 23 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
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