Für die Untersuchungen zur Hochgeschwindigkeitsstrecke wurden theoretische Betrachtungen über die auftretenden Belastungen der einzelnen Streckenabschnitte durchgeführt. Die dabei gewonnen analytischen Modelle flössen in FEM-Simulationen ein, die wiederum Aussagen über die Belastungen und Verformung einzelner Elemente der Streckenkonstruktion ermöglichten. Mittels praktischer Versuche konnten diese Ergebnisse validiert werden und eine Prognose für mögliche Beladungs- und Geschwindigkeitsszenarien erstellt werden. Eine umfassende Teilaufgabe war hierbei der Aufbau eines mobilen Onboard-Messsystems, welches Zustandsgrößen des 3D-Fahrzeugs während der Fahrt lieferte. Ein weiterer Aufgabenteil war die Konzepterstellung für eine passive Weiche mit anschließender CAD-Konstruktion sowie der Ableitung entsprechender Fertigungszeichnungen. Bei der Konzepterstellung wurden mehrere Varianten vorgestellt und anhand maßgeblicher Eigenschaften und Kriterien miteinander verglichen und bewertet. Darüber hinaus wurden für die Entwicklung einer Be- und Entladestation Konzepte entwickelt und praktische Versuche durchgeführt. In einem Versuchsaufbau konnte ein einfacher Be- und Entlademechanismus demonstriert werden, bei dem kein Stillstand des Fahrzeugs notwendig ist. Von der Forschungsstelle 3, dem Institut für Regelungstechnik (IfR) der Technischen Universität Braunschweig, wurde das sensorlose Positionieren sowie der Betrieb mehrerer Fahrzeuge vorbereitet. Vorausgehende Messungen an der Maschine mit Zahnspulen-Wicklung sowie FEM-Simulationen zeigen, dass die Schenkeligkeit (positionsabhängigen Unterschiede der Induktivität) der Maschine klein ist. Diese weist zusätzlich große Verzerrungen aufgrund der Endeffekte des Translators und der Nuteffekte auf, was die Anwendung der Methoden, die auf der Einprägung von sinusförmigen, hochfrequenten Signale basieren, verhindert. Gestützt durch FEM-Berechnungen und Simulationen wurden Verfahren für den Betrieb im Stillstand und bei niedriger Geschwindigkeit entwickelt: Erkennung der Anfangssegmente, sensorloses Starten (anhand der Auswertung der Sättigungsdifferenzen in den drei Phasen eines Segments) und Halten. Um den Betrieb mehrerer Fahrzeuge zu erforschen, wurde der Prüfstand des IfR mit einem zweiten Fahrzeug ausgerüstet. Die Koordinations- und Regelungs-Verfahren für den Betrieb zweier Fahrzeuge wurden zunächst am bereits existierenden Rechner des Prüfstandes "3D-Linear" implementiert und geprüft. Zusätzliche Schutzmaßnahmen für den sicheren Betrieb mehrerer Fahrzeuge (Software-Watchdog-Timer, Erkennung einer Kollisionsgefahr) wurden implementiert. Als Lösung für die Echtzeit-Ethernet-Kommunikation wurde RTnet ("Real-Time Network Protocol Stack"), ein open-source Netzwerk-Protokoll-Stack für harte Echtzeit unter Linux verwendet. Die Software für den Betrieb zweier Fahrzeuge wurde anschließend in zwei Rechnern, die über Echtzeit-Ethernet miteinander kommunizieren, implementiert und geprüft.


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    Title :

    Räumlicher Betrieb mehrerer Fahrzeuge: 3D-Linearantriebssystem: Modulares Linearantriebssystem für räumlich gekrümmte Bahnen und Mehrfahrzeugbetrieb - Anschlussvorhaben: Betrieb mehrerer Fahrzeuge, sensorloses Positionieren und Entwicklung neuer Streckenabschnitte. Abschlussbericht. Forschungsvorhaben Nr. 445 III


    Contributors:


    Publication date :

    2012


    Size :

    60 Seiten, 70 Bilder, 4 Tabellen, 22 Quellen


    Type of media :

    Report


    Type of material :

    Print


    Language :

    German