Echtzeit-Kompensation Von Komplexen Hysterese- und Kriechbehafteten Nichtlinearitäten Am Beispiel Von Festkörperaktoren / Denis Pesotski.

Format:

Book

Author/Creator:

Pesotski, Denis, author.

Language:

German

Subjects (All):

Hysteresis.

Hysteresis--Congresses.

Physical Description:

1 online resource (xxvi, 146 pages) : illustrations

Edition:

1st ed.

Place of Publication:

Berlin : Logos Verl., 2011, 2011.

Summary:

Long description: Mit Festkörperaktoren auf der Basis von aktiven Materialien lassen sich große Kräfte bei hohen Frequenzen und nahezu unbegrenzter Wegauflösung realisieren. Nachteilig ist aber ihre Kennlinienhysterese, die im Großsignalbetrieb verstärkt zur Wirkung kommt und darüber hinaus von Kriecheffekten überlagert sein kann. Das hierdurch verursachte nichtlineare und mehrdeutige Übertragungsverhalten kann den technischen Nutzen solcher Festkörperaktoren stark beschränken. Daher müssen Lösungen zur Kompensation dieser unerwünschten nichtlinearen Effekte entwickelt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine inverse Steuerung zur Kompensation der komplexen hysterese- und kriechbehafteten Nichtlinearitäten eingesetzt. Diese Art von Kompensatoren ergibt sich durch Invertierung des systembeschreibenden Modells und wird in der Praxis zur Linearisierung des stark hysterese- und kriechbehafteten aktorischen Übertragungsverhaltens aktiver Materialien eingesetzt. Auf diese Weise verbessern sie deren Einsatzpotential in mechatronischen Systemen zur Positionierung, Schwingungsdämpfung und in Ventilantrieben. Basierend auf Off-line-Kompensatorsyntheseverfahren erfolgt die Entwicklung eines echtzeitfähigen inversen Filters, das auf einem FPGA (Field Programmable Gate Array) aufbaut und Abtastraten im MHz-Bereich zulässt. Im Weiteren wird ein adaptives Kompensationsverfahren vorgestellt, bei dem die Kompensatorsynthese während des Aktorbetriebs, also on-line, stattfindet. Die Verifizierung der Leistungsfähigkeit echtzeitfähiger Kompensatoren erfolgt an experimentellen Anwendungsbeispielen, die sowohl piezoelektrische als auch magnetostriktive Festkörperaktoren umfassen.

Contents:

Intro

1 Einleitung

1.1 Einführung und Motivation

1.2 Stand der Technik

1.3 Ziel der Arbeit und Übersicht

2 Aktive Materialien und deren Übertragungsverhalten

2.1 Piezoelektrische Materialien

2.1.1 Direkter und inverser piezoelektrischer Effekt

2.1.2 Domänenprozesse

2.1.3 Kriechen

2.2 Magnetostriktive Materialien

2.2.1 Magnetisierung

2.2.2 Magnetische Domänenprozesse

2.2.3 Magnetostriktion und Kriechen

2.3 Unkonventionelle Aktoren

2.3.1 Piezoelektrischer Stapeltranslator

2.3.2 Magnetostriktiver Aktor

3 Modellierung und Invertierung des hysterese- und kriechbehafteten Übertragungsverhaltens

3.1 Prandtl-Ishlinskii-Methode

3.1.1 Playoperator

3.1.2 Prandtl-Ishlinskii-Hystereseoperator

3.1.3 Prandtl-Ishlinskii-Superpositionsoperator

3.1.4 Modifizierter Prandtl-Ishlinskii-Hystereseoperator

3.2 Preisach-Methode

3.2.1 Relayoperator

3.2.2 Preisach-Hystereseoperator

3.3 Kriechoperatoren

3.3.1 log(t)-Kriechen

3.3.2 Prandtl-Ishlinskii-Kriechoperator

3.3.3 Preisach-Kriechoperator

3.4 Kombination von Kriechoperatoren und Hystereseoperatoren

3.4.1 Prandtl-Ishlinskii-Kriech-Hystereseoperator

3.4.2 Modifizierter PI-Kriech-Hystereseperator

3.4.3 Preisach-Kriech-Hystereseoperator

3.5 Modellinvertierung

3.5.1 Prandtl-Ishlinskii-Methode

3.5.2 Modifizierte Prandtl-Ishlinskii-Methode

3.5.3 Preisach-Methode

4 Identifikation der Modellparameter

4.1 Off-line-Identifikation

4.1.1 Einführung

4.1.2 Identifikation der Modellparameter mit quadratischen Programmen

4.1.3 Definition geeigneter Fehlermodelle

4.1.4 Vorgehensweise bei der Off-line-Identifikation

4.2 On-line-Identifikation

4.2.1 Einführung

4.2.2 Konvexe Geometrie

4.2.3 Adaptive Identifikationsverfahren in konvexen Polyedern

4.2.4 Vorgehensweise bei der On-line-Identifikation.

4.2.5 Ausgangsoffsetschätzung

4.2.6 Robustheit des adaptiven Identifikationsverfahrens gegenüber Störungen

5 Kompensatorentwurf

5.1 Off-line synthetisierter Hysteresekompensator

5.1.1 Ratenunabhängigkeit zeitdiskreter inverser Steuerung

5.1.2 Hardwarestruktur und Simulationsergebnisse

5.1.3 Konzept des FPGA-basierten Hysteresekompensators

5.1.4 FPGA-Programmierung

5.1.5 Entwurf des FPGA-basierten Hysteresekompensators

5.1.6 Anwendung: Magnetostriktiver Hilfsmassedämpfer

5.2 On-line-Kompensation

5.2.1 Piezoelektrisches Positioniersystem

5.2.2 Adaptive Kompensation mit PIKH-Operator

5.2.3 Adaptive Kompensation mit mod. PIKH-Operator

5.2.4 Adaptive Kompensation mit PrKH-Operator

6 Zusammenfassung und Ausblick

Literatur

A Anhang

B Anhang.

Notes:

PublicationDate: 20110620

Description based on print version record.

ISBN:

3-8325-9789-1

9783832597894

OCLC:

1021807870