Thema

Titel: regelungstechnische Kompensation des Umkehrspiels in Zahnstange-Ritzel-Antrieben
Typ:
  • Studienarbeit
  • Masterarbeit
  • Bachelorarbeit
Betreuer:
Status: abgeschlossen

Hintergrund

Zahnstange-Ritzel-Antriebe, wie am abgebildeten Versuchsstand am ISW vorliegend, werden häufig mit indirekter Lageregelung betrieben. In diesem Fall wird die Tischposition auf Basis des Drehwinkels des Motors bestimmt und der Lageregelung zurückgeführt. Da bei dieser Art der Lageeinstellung auf ein direktes Messsystem verzichtet werden kann, ergeben sich insbesondere bei langen Vorschubwegen große Kostenvorteile. In der Industrie ist diese Art der Vorschuberzeugung häufig bei Maschinen mit großen Verfahrwegen anzutreffen, bei denen die Prozesskräfte in der Vorschubrichtung eine untergeordnete Rolle spielen. 

Problemstellung

Jedoch weisen ZRA Umkehrspiele im Getriebesystem und zwischen Zahnstange und Ritzel sowie nichtlineare Reibungseffekt auf, welche Positioniergenauigkeit und Systemstabilität negativ beeinflussen. Unter Verwendung von kostengünstigen MEMS-Beschleunigungssensoren sollen Kompensationsverfahren entwickelt/implementiert und bewertet werden. Hierfür soll das vorhandene Simulationsmodell, welches in sehr guter Näherung das Verhalten des Prüfstands abbildet, verwendet werden. 

Aufgabe

Zur Kompensation des Umkehrspiels sind Mechanismen zu entwickeln bzw. bereits vorhandene Ansätze zu erweitern. Dies Ansätze sind umzusetzen und zu bewerten. Die Bewertung erfolgt auf Grundlage experimenteller Messungen am System. 

Konkret sollen folgende Punkte bearbeitet werden:- Recherche und Inbetriebnahme des Versuchsstands inkl. Simulationsmodell
- Entwicklung der Kompensationsverfahren
- Bewertung der Kompensationsverfahren anhand Simulation
- Umsetzung und Optimierung der Regler zur Kompensation am Versuchsstand
- Durchführung von experimentellen Versuchen
- Vergleich und Evaluation der Ergebnisse

Anforderung

  • Kenntnisse in MATLAB/Simulink
  • Kenntnisse in Steuerungs- und Regelungstechnik

Kenntnisgewinn

  • Einblick und Mitarbeit in interessanten Forschungsprojekten
  • Verknüpfung von Theorie und Praxis