By Werner Philipp
Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungs technik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universitat Stuttgart. Dem Direktor des Instituts, Herrn Professor Dr.-Ing. G. Pritschow gilt mein besonderer Dank fur seine wohlwollende Unterstutzung und Forderung der zu Grunde liegenden Forschungsarbeiten sowie fur die Ubernahme des Hauptberichts. Herrn Professor Dr.-Ing. A. Storr danke ich fur die sorg faltige Durchsicht der Arbeit. Fur die Erstellung des Mitberichts danke ich herzlich Herrn Prof. Dr.-Ing. R. Lauber. Weiterhin gilt mein Dank allen Mitarbeitern und Studenten am Institut, die in vielfaltiger Weise zum Gelingen der Arbeit beigetragen haben. Insbesondere mochte ich mich hierfur bei Herrn Dipl.-Ing. W. Scholich, Herrn Dipl.-Ing. Ch. Fahrbach, Herrn Dipl.-Ing. J. Bretschneider und Frau cand. arch. B. Wachter bedanken. ich mochte mich an dieser Stelle auch bei den Damen im tech nischen Buro, im Sekretariat und in der Bibliotek sowie bei den Herren der elektrischen und mechanischen Werkstatt fur die gute Zusammenarbeit bedanken.
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12 : Regelungsstrukturen RS4 •• RS6 mit Zustandsbeobachter für Zustandsregler 2. 22a) ~ 2 (k) = ~(k) + hx 1 (k) . 23) (1-zB)(1-9) 20,5ks + 0,5(1+zB) , Der Rückführvektor kT - = (k · 1' o·' o; ~ hat die Form: k2 ) . 24) Die erreichbare Geschwindigkeitsverstärkung hängt sehr stark von der Parameterunsicherheit n und der sich als Strukturfehler auswirkenden Rechentotzeit 9 ab. Treten keine Parameterschwankungen auf und ist die Rechentotzeit gleich Null, so ergibt sich für alle drei Beobachterstrukturen wie bei der idealen Geschwindigkeitsermittlung eine Geschwindigkeitsverstärkung von kv,m a x = 0,733 unabhängig von der Wahl der Beobachterpole (Separationsansatz).
Das Frequenzspektrum des Reibanteils korreliert mit der Bewegungsgeschwindigkeit der Linearführungen. Der Reibanteil liegt bei Linearantrieben im Bereich zwischen 5% und 30% der Nennkraft des Motors. Die am Antrieb angreifenden Gewichtskräfte sind nahezu konstant. Da aus thermischen Gründen ohnehin ein Gewichtsausgleich erforderlich ist (vgl. Abschnitt 2), sind die wirksamen Gewichtskräfte meist vernachlässigbar. Zur Beurteilung des Störverhaltens wird im folgenden die dynamische Laststeifigkeit verwendet werden.
J Blockschaltbild der zeitdiskreten Zustandsregelung 3. 6 zeigt die erreichbaren Geschwindigkeitsverstärkungen sowie die zugehörigen Rückführkoeffizienten k 2 und k 3 • Die Abnahme der erreichbaren Geschwindigkeitsverstärkung mit zunehmender Rechentotzeit fällt bei Rückführung der alten Stellgröße wesentlich geringer aus. Bei einer Rechentotzeit von 8 = 0,25 ergibt sich eine Geschwindigkeitsverstärkung von kv,max = 0,61 gegenüber kv,max = 0,28 ohne Rückführung der alten Stellgröße. 3 Einfluß von Parameterschwankungen Die Parameter der Regelstrecke sind im Betrieb gewissen Schwankungen unterworfen.