Automatisierte Identifikation der Streckenparameter servohydraulischer Vorschubantriebe

Die systematische regelungstechnische Inbetriebnahme von Antrieben setzt ein detailliertes mathematisches Modell der Regelstrecke als Grundlage voraus. Für die Automatisierung der Identifikation von servohydraulischen Vorschubantrieben mit ihren spezifischen nichtlinearen Eigenschaften auf Basis antriebs-zugeordneter Prozeßrechner werden robuste Analyseverfahren und eine geeignete Ablaufstrategie benötigt. Unter dieser Zielsetzung werden statistische Identifikationsverfahren auf Eignung und Leistungsfähigkeit für eine umfassende quantitative Modellierung servohydraulischer Vorschubantriebe untersucht und Regeln für deren Anwendung aufgezeigt. Betrachtet werden Verfahren der Parameterschätzung für lineare Modellansätze, die in Arbeitspunkten Gültigkeit besitzen sowie der Modellapproximation, die a-priori-Kenntnisse zu charakteristischen nichtlinearen Eigenschaften im statischen und dynamischen Verhalten ausnutzen.

Inhalt
1 Einleitung.- 1.1 Problemstellung.- 1.2 Stand der Technik.- 1.3 Aufgabenstellung.- 2 Aufbau und Modellierung servohydraulischer Vorschubantriebe.- 2.1 Modellierung des drosselgesteuerten Zylinders.- 2.2 Modellierung des Ventilschiebers.- 2.3 Modellierung der Strömungskräfte.- 2.4 Linearisiertes Antriebsmodell.- 2.5 Zeitdiskrete Behandlung der Systemmodelle.- 2.6 Zusammenfassung der a-priori-Kenntnisse.- 2.7 Aufbau und Daten des Versuchsantriebes.- 3 Rechnergestützte Analyse statischer Kennlinien und dynamischer Begrenzungen.- 3.1 Analyse von Übergangsvorgängen.- 3.2 Strategie zur Erfassung statischer Kennlinien.- 3.3 Auswertung der statischen Kennlinien.- 3.4 Zusammenfassung.- 4 Leistungsvergleich von Parameterschätzverfahren zur Identifikation der dynamischen Prozeßmodelle.- 4.1 Vorauswahl von Schätzverfahren.- 4.2 Gütekriterien zur Bewertung der Parameterschätzung.- 4.3 Prozeßanregung und Signalerfassung.- 4.4 Schätzung von Teilprozessen bei nicht vernachlässigbarer Stellglieddynamik.- 4.5 Simulative Untersuchung der Schätzverfahren zur Optimierung und zum gegenseitigen Vergleich.- 4.6 Zusammenfassung, Bewertung und Auswahl.- 5 Rechnergestützte Identifikation dynamischer Prozeßmodelle des servohydraulischen Antriebes.- 5.1 Ermittlung des Modells vom drosselgesteuerten Zylinder.- 5.2 Ermittlung des Ventilschiebermodells.- 5.3 Zusammenfassung zur Identifikation des dynamischen Antriebsmodells.- 6 Rechnergestützte Identifikation als Teil einer automatischen Antriebsinbetriebnahme.- 6.1 Ausgeführtes Analysesystem.- 6.2 Varianten von Rechnerkonfigurationen für die industrielle Realisierung.- 7 Zusammenfassung.- Literatur.- A1 Schätzansätze.- A2 Entwicklung der Schätzgleichungen.- A2.1 Schätzgleichung der LS- und EM-Methoden.- A2.2 Schätzgleichungder IV-Methode.- A2.3 Einheitliche Darstellung der Schätzgleichungen.- A3 Numerische Berechnungsverfahren zur Lösung der Schätzgleichung.- A3.1 Rekursiver Schätzalgorithmus.- A.3.2 Lösung der Schätzgleichung mittels orthogonaler Transformation.