Thema

Title: regelungstechnische Kompensation des Umkehrspiels in Zahnstange-Ritzel-Antrieben
Type:
  • Study thesis
  • Master thesis
  • Bachelor thesis
Advisor:
Status: completed

Background

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. 

Problem

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. 

Task

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

Prerequisites

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

Acquired skill

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