Identifikation nichtlinearer mechatronischer Systeme mit ...

PSfrag replacements
132 5 Identifikation und Regelung einer Drosselklappe
Reibmoment sowie das Federmoment der Rückstellfeder. Das Federmoment wird bestimmt
durch zwei auf die Drosselklappe wirkende Rückstellfedern. Abbildung 5.3
zeigt das Prinzip der Wirkungsweise der beiden Federn. Ist das Motormoment gleich
Null, so befindet sich die Drosselklappe in der Notlaufposition. Beide Federn sind
dann vorgespannt. Wird die Dosselklappe vom Motor geschlossen oder geöffnet, so
wird die entsprechende Rückstellfeder weiter gespannt. In der Kennlinie der Feder
macht sich das durch einen nahezu sprungförmigen Verlauf des Federmomentes an
der Notlaufposition bemerkbar.
mit
PSfrag replacements
mit
PSfrag replacements
Abb. 5.3: Drosselklappe in den Stellungen geschlossen, Notlaufposition und offen
5.3 Versuchsaufbau
Bei dem Versuchsaufbau handelt es sich um einen Verbrennungsmotor der Firma
Audi. Aufgrund gesetzlicher Bestimmungen wird der Verbrennungsmotor im Labor
nicht in seiner eigentlichen Weise mit fossilem Kraftstoff betrieben, sondern durch
eine angekoppelte Asynchronmaschine angetrieben. Diese Anordnung ist in Abbildung
5.4 zusehen.
Der Vorteil dieser Anordnung ist zum einen, dass Emissionen vermieden werden
und zum anderen kann die gewünschte Verbrennungsmotordrehzahl mit Hilfe des
Elektromotors gezielt angesteuert werden.
Die Drosselklappe befindet sich, wie bereits erwähnt, im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotor.
Dies ist in Abbildung 5.5 zusehen.
Die technischen Daten der verwendeten Asynchronmaschine und des Umrichters sind
den Tabellen 5.2 und 5.3 zu entnehmen.
Die Ansteuerung der Drosselklappe und des E-Motors erfolgt ebenso wie in Kapitel
4 mit Hilfe eines Standard-PCs, und dem Echtzeitbetriebssystem xPC–Target V 1.0
von Mathworks. Die Analogein- und ausgabe wird mit dem 12 Bit DA-AD-Wandler
DAS–1602 von Keithley Instruments realisiert [Keithly, 1996]. Hierbei wird über
mit