Fahr-, Flug- und Schiffssimulatoren dienten früher dazu, den Fahrzeugführer mit der Bedienung seines Fahrzeugs vertraut zu machen. Die heutigen Simulatoren werden bereits in der Frühphase der Entwicklung von neuen Fahrzeugen eingesetzt, um vorab Aussagen über die spätere Leistungsfähigkeit des Systems zu liefern und sind daher unverzichtbarer Bestandteil der heutigen Entwicklung geworden. Am Beispiel eines Bewegungssystems wird dargelegt, wie durch die Simulations des Gesamtsystems, unter berücksichtigung von Hydraulik und Mechanik, neue Methoden zur Regelung und Steuerung derartiger Systeme realitätsnah erprobt werden können. So wird neben der klassischen Achsregelung der Zylinder in der Freiheitsgradsteuerung des Gesamtsystems auch eine dynamisch optimierte inverse Vorsteuerung vorgestellt. Das Bewegungssystem besteht aus zwei Rahmenkonstruktionen, die über 6 Zylinder miteinander verbunden sind. Auf der oberen Rahmenkonstruktion befindet sich der Projektionsdom in dem sich das Fahrzeug, das Cockpit oder die Sitze der Fahrgäste befinden. Zur Simulation der Beschleunigungs-, Brems- und Fliehkräfte wird die gesamte Projektionskuppel bewegt. Es sind dabei alle Bewegungsrichtungen möglich: Drehung um die drei Achsen für Roll-, Nick- und Gierbewegung sowie drei Bewegungen in Längs-, Quer- und Hochachse. Für die Steuerung der drei Translationen und drei Rotationen um die x-, y- und z-Achse des Systems sind mindestens 6 Zylinder erforderlich. Das System hat durch die Zylinder 6 Eingangsgrößen, über die es gesteuert wird und verfügt über 6 Freiheitsgrade im Raum. Da das System statisch bestimmt ist, muß kein Zylinder zwangsgeführt werden. Durch die geometrische Anordnung werden alle Zylinder im statischen Fall bei horizontal stehender Plattform gleichmäßig belastet und können identisch dimensioniert werden. Im einfachsten Fall handelt es sich bei der Achsregelung der Zylinder um eine klassische Positionsregelung. Die Zylinder sind als reibungsarme Servo-Gleichgang-Zylinder ausgeführt und so ausgelegt, daß sie das Gesamtsystem mit ca. 5 Tonnen Masse mit maximal 2,5 g bewegen können. Die Simulation des Gesamtsystems basiert auf der Kopplung des Hydraulik-Simulationsprogramms MOSIHS 3.0 mit dem Starrkörper-Simulationsprogramm ADAMS 9.1. Beide Programme tauschen während der Simulation zyklisch zu diskreten Zeitpunkten Zustandsgrößen aus, die als Eingangsdaten vom Solver des jeweiligen Programms verarbeitet werden. So berechnet MOSIHS die 6 Zylinderkräfte und übergibt diese an das mechanische Modell. ADAMS löst die Bewegungsgleichungen des Gesamtsystems und gibt die Geschwindigkeiten und Positionen an MOSIHS zurück. Damit werden die Kammervolumen und Verschiebevolumenströme neu bestimmt und der Druckaufbau neu berechnet.


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    Title :

    Simulation eines hydraulisch angetriebenen Bewegungssystems mit 6 Freiheitsgraden


    Additional title:

    Simulation of hydraulic driven motion system with 6 degrees of freedom


    Contributors:


    Publication date :

    2000


    Size :

    21 Seiten, 17 Bilder, 9 Quellen


    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German