Zur Identifikation mechatronischer Stellglieder mit Reibung bei ...

Inhaltsverzeichnis
INHALT
Abkürzungen V
Formelzeichen X
1 Einleitung 1
1.1 Motivation und allgemeine Problemstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Stand der Technik und Forschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.3 Ziel und Aufbau der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Modellbildung mechatronischer Systeme mit Reibung 5
2.1 Beschreibung mechatronischer Systeme mit Reibung . . . . . . . . . . . . . 5
2.1.1 Dynamische Effekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1.2 Reibungseffekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2 Beschreibung Anwendungsbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2.1 Funktionalitäten der Stellglieder am Dieselfahrzeug . . . . . . . . . . 8
2.2.2 Aufbau der Stellglieder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.3 Übersicht Modellierungsansätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3.1 Physikalische und semi-physikalische Modellierung . . . . . . . . . . 12
2.3.2 Empirische Modellierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.4 Modellbewertung und -validierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.4.1 Qualitative Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.4.2 Quantitative Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.4.3 Residualanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3 Semi-physikalische Modellierung 23
3.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.2 Beschreibung des Modellansatzes am Beispiel Stellglieder am Dieselfahrzeug 24
3.2.1 Modellierung des Übertragungsverhaltens der Drosselklappe . . . . . 24
3.2.2 Modellgleichungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.3 Zweistufiges Schätzverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.3.1 Stufe I: Schätzung von Parametern aus der Ein-/Ausgangsdarstellung 28
3.3.2 Stufe II: Schätzung von b0 durch Optimierung . . . . . . . . . . . . . . 37
3.4 Dreistufiges Schätzverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.4.1 Stufe I: Schätzung von Parametern aus der Ein-/Ausgangsdarstellung 39
3.4.2 Stufe II: Schätzung von Parametern durch Prädiktionsfehlermethode . 40
3.4.3 Stufe III: Schätzung von b0 durch Optimierung . . . . . . . . . . . . . . 42
3.5 Anwendungsbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.5.1 Prüfstand und Experimententwurf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.5.2 Ergebnisse Drosselklappe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.5.3 Ergebnisse Drallklappe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.5.4 Ergebnisse AGR-Ventil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
XI