Identifikation nichtlinearer mechatronischer Systeme mit ...

IV Inhaltsverzeichnis
3 Identifikation nichtlinearer Systeme 45
3.1 Strukturierte rekurrente Netze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.1.1 Anwendung der Transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.1.2 Parameteradaption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.1.3 Zustandsdarstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.1.4 Partielle Ableitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.1.5 Implementierung der statischen Neuronalen Netze . . . . . . . . . . . 56
3.1.6 Anwendung des Lerngesetzes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.2 Erweiterung zum Luenberger-Beobachter . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.2.1 Anwendung der Erweiterung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.2.2 Partielle Ableitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.2.3 Anwendung der Beobachterstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.2.4 Durchführung der Identifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.3 Beurteilung des Identifikationsverfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.4 Kurzzusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4 Identifikation eines nichtlinearen Zwei-Massen-Systems 81
4.1 Aufbau und Daten des Prüfstandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.2 Losemodellierung und Approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.3 Approximation der Reibungskennlinie . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
4.4 Identifikation des Umrichters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.4.1 Umrichtermodellierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.4.2 Identifikation an der Versuchsanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.5 Identifikation des losefreien Zwei-Massen-Systems . . . . . . . . . . . 98
4.5.1 Entwurf der Identifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.5.2 Identifikation an der Versuchsanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.5.3 Identifikation der Nichtlinearitäten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.6 Identifikation des losebehafteten Zwei-Massen-Systems . . . . . . . . 109
4.6.1 Simulative Identifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
4.6.2 Identifikation an der Versuchsanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
4.6.3 Verifikation am losefreien System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
4.7 Kurzzusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
5 Identifikation und Regelung einer Drosselklappe 129
5.1 Aufgabe einer Drosselklappe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
5.2 Aufbau der Drosselklappe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
5.3 Versuchsaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
5.4 Modellierung der Drosselklappe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
5.5 Identifikation der Drosselklappe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
5.5.1 Identifikationsergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
5.5.2 Validierung des Identifikationsergebnisses . . . . . . . . . . . . . . . . 140
5.6 Regelung der Drosselklappe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142