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Verifikationstest für einen mikromechanischen Shutter im Rahmen ...

Verifikationstest für einen mikromechanischen Shutter im Rahmen ...

x[mm], y[A] 1,6 1 6.

x[mm], y[A] 1,6 1 6. Verifikation des Regelungssystems SR#4‐PD‐T1‐Thermal‐Vakuum‐unkompensiert 0 0,008 0,016 0,024 1,8075 1,4325 0,4 Thermal‐Vakuum, Raumtemperatur, unkompensiert Thermal‐Vakuum, 50°C, unkompensiert 0,1875 0 0,05 ‐0,01 ‐0,2 0 0,01 t[s] 0,02 0,03 0,04 ‐0,1875 Abbildung 6-53: Drift der Regelgröße x innerhalb des spezifizierten Temperaturbereichs ohne Kompensation des Sensoriktemperaturgangs Um nun die in Abschnitt 6.2.3 beschriebene Temperaturkompensation verifizieren zu können, wird diese nun in die Schaltung eingebunden, wodurch der Temperaturkoeffizient deutlich reduziert werden kann, wie Abbildung 6-54 zeigt. Es findet jedoch eine minimale Überkompensation statt, sodass sich die Richtung der temperaturabhängigen Regelgrößenänderung umkehrt. s[mm], Cur_Ana[A] 1,6 0,4 ‐0,2‐0,01 0 0,01 t[s] 0,02 0,03 0,04‐0,1875 Abbildung 6-54:Drift der Regelgröße x innerhalb des spezifizierten Temperaturbereichs mit Kompensation des Sensoriktemperaturgangs 92 1,62 Toleranzbereich SR#4‐PDT1‐Thermal‐Vakuum kompensiert ‐0,01 0 0,008 0,01 0,016 0,02 0,024 0,03 0,04 1 1,8075 1,62 Toleranzbereich1,4325 Thermal‐Vakuum, +50°C, kompensiert Thermal‐Vakuum, ‐10°C, kompensiert 0,1875 0,05

6. Verifikation des Regelungssystems 6.3.4. Simulationstechnische Robustheitsuntersuchung Im Modellaufbau in Simulink wird nun zunächst der zuvor als Hauptstörgröße identifizierte und quantifizierte Temperatureinfluss auf Aktorik und Sensorik an den jeweiligen Eingriffsstellen im Regelkreis berücksichtigt. Da die Temperatur des Aktormagneten unter Betriebsbedingungen messtechnisch nicht erfasst werden kann, wird unabhängig von den komplexen thermodynamischen Zusammenhängen für die Simulation in Näherung eine über den spezifizierten Betriebstemperaturbereich konstante Temperaturdifferenz zwischen Aktormagnet und Umgebung von +10°C angenommen. Dabei ergeben sich die in Abbildung 6-55 dargestellten Verläufe von Regel- und Stellgröße für den Regelkreis ohne Kompensation des Sensoriktemperaturgangs. Da der reversible Temperaturgang der Sensorik mit KT=-0.47[%/K] dem des Aktor Magneten mit KT=-0.112[%/K] deutlich überwiegt, ergibt sich gleichsinnig mit der Änderung der Temperatur eine Änderung der Regeldifferenz e. Diese ist letztendlich durch ihre Wirkung über den Vorwärtszeig des Regelkreises hinweg Ursache für die erhöhte Regelgröße. x[mm], y[A] 1,6 1 0,4 SR#4‐PD‐T1‐unkompensiert‐Simulation 0 0,008 0,016 0,024 Toleranzbereich 1,8075 1,4325 0 0,1875 0,05 ‐0,2‐0,01 0 0,01 t[s] 0,02 0,03 0,04‐0,1875 Abbildung 6-55: Simulation der Einflüsse der ermittelten Temperaturstörgrößen auf die Robustheit des Regelkreises ohne Temperaturkompensation Wird die Temperaturkompensation in Tabelle 11-8 entsprechend in Kap. 6.1.5 beschrieben einschließlich des gemessenen Temperaturgangs des Gegenkopplungswiderstands modelliert, kann die Robustheit wie am realen System erheblich verbessert werden. Da die temperaturabhängige Verfälschung der Regeldifferenz durch die Sensorik weitgehend 93 1,62 Stellgröße y, Umgebung ‐10C°, Aktormagnet 0°C Regelgröße x, Umgebung ‐10°C, Aktormagnet 0°C Stellgröße y, Umgebung 50C°, Aktormagnet 60°C Regelgröße x, Umgebung 50°C, Aktormagnet 60°C Stellgröße y, Umgebung 20°C, Aktormagnet 30°C Position x, Umgebung 20°C, Aktormagnet 30°C

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