Aufrufe
vor 4 Monaten

Beispiele mechatronischer Systeme

xviii 9

xviii 9 Beispiele mechatronischer Systeme Aus diesem Grund wird eine Erweiterung des Antriebsstrangmodells angestrebt, um auch den signifikanten Einbruch im Momenten- und Beschleunigungsverlauf mittels Modell nachbilden zu können. Das Bild 9.16 zeigt ein um die Lose erweitertes Zweimassenschwingermodell. Der Losewinkel wird durch den Parameter λ repräsentiert. Dieser beschreibt den Winkel, um den sich der Antriebsstrang bei einer Momentenumkehr zunächst bewegen kann, ohne dass eine Momentenübertragung stattfindet [NBG01], [Lag04]. Eine einfache additive Implementierung in das vorhandene Zustandsraummodell ist möglich, indem die allgemeine Gleichung für die Zustandsraumdarstellung Gl. (9.15) um die losespezifischen Anteile erweitert wird ẋ = A x+ B u+ N c λ+ N d ˙λ mit λmin ≤ λ≤λ max . (9.16) Für das Beispiel des Zweimassenschwingermodells ergeben sich die additiven Anteile zu N T c = [0, c a i J 1 , − c a J2 ] und N T d = [0, d a i J 1 , ] − d a J 2 . (9.17) In dieser Form lässt sich das Losemodell ohne großen Aufwand in beliebige Antriebsstrangmodelle einbinden und durch die Begrenzung der Lose mithilfe der zwei Parameter λ min und λ max relativ einfach offline identifizieren. Im Allgemeinen eignet sich für die robuste Identifikation der unbekannten Modellparameter des Antriebsstrangmodells ein nichtlineares LS-Verfahren (vgl. Seite 288), mit den antriebs- und abtriebsseitigen Momenten als Eingangsgröße. Mit Hilfe dieser Momente ist eine zuverlässige Identifikation der Antriebsstrangdynamik bei entsprechender Anregung möglich. Als Anregung dient jeweils der in Bild 9.12 gezeigte, doppelte Motormomentensprung. Ein Vergleich zwischen der Messung von Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit und den jeweiligen Modellgrößen ist in Bild 9.17 dargestellt. Es zeigt sich, dass die gemessenen Größen gut mit dem erweiterten Zweimassenschwingermodell nachgebildet werden können. Besonders die Schwingungen der Motordrehzahl in den Lastwechselbereichen werden sehr genau abgebildet. Lediglich ein konstanter Schwingungsanteil mit geringer Amplitude (von 2 s bis 4 s in der Messung erkennbar), der auf Anregungen durch die Fahrbahn und die Triebwerksdynamik zurückzuführen ist, kann durch das Modell nicht wiedergegeben werden, da beide Anregungsquellen im Modell nicht berücksichtigt sind. Aufgrund der reduzierten Modellbildung können ebenso die, aufgrund erhöhten Reifenschlupfs kurzfristig auftretenden, Geschwindigkeitsspitzen beim Lastwechsel trotz des sonst sehr gut simulierten Geschwindigkeitsverlaufs nicht wiedergegeben werden. Die Verbesserungen durch das Losemodell kommen nur beim Lastwechsel zum Tragen, weshalb der positive und der negative Lastwechsel in Bild 9.18 nochmals detailliert gezeigt sind. In der vergrößerten Darstellung der Messung ist das Durchqueren der Lose, also der Bereich, in dem kein Moment übertragen werden kann, deutlicher zu erkennen. Beim negativen Lastwechsel (Bild 9.18 rechts) wird im Gegensatz zum positiven der Losebereich zweimal durchlaufen. Nach dem ersten Überschwinger verweilt das Testfahrzeug für ca. 0,2 s in der Lose, was an dem ausgeprägten Plateau von 0 Nm zu erkennen ist. Im Lastwechselbereich zeigt sich durch die gute Abbildung der Drehzahlschwingungen in Frequenz und Amplitude durch das Modell, dass die einfache Modellierung des Antriebsstrangs als erweiterter Zweimassenschwinger ausreichend genau ist.

9.2 Funktionsentwicklung und Applikation in der MSG-Entwicklung xix Moment [Nm] 600 500 400 300 200 100 0 −100 −200 2 2.4 2.8 3.2 Zeit [s] Moment [Nm] 300 200 100 0 −100 −200 −300 −400 −500 Messung Modell 5.6 6 6.4 6.8 Zeit [s] Bild 9.18 Vergleich der berechneten und gemessenen Momente der Antriebswelle im Bereich der Lose beim positiven (links) und negativen Lastwechsel (rechts) 9.2.4 Modellbasierte prädiktive Regelung Zur Vermeidung von Ruckelschwingungen werden bereits seit mehreren Jahrzehnten Kraftfahrzeuge mit Vorrichtungen ausgestattet, die den Beschleunigungswunsch des Fahrers gedämpft in ein Antriebsmoment umsetzen. Dieses geschieht, indem eine Änderung des Fahrpedalwinkels entweder mechanisch oder elektronisch verzögert an den Verbrennungsmotor weitergegeben wird [BM88]. Seit der Einführung von elektronischen Motorsteuergeräten ist diese Dämpfung in der Regel durch Software-Funktionen realisiert. Die sogenannte Ruckeldämpfung im MSG erfolgt im Allgemeinen durch zwei getrennte Maßnahmen. Zunächst wird der Verlauf des Fahrerwunschmoments M ped mittels Filter- und Begrenzungsfunktionen in der Form geführt, dass eine Anregung des Antriebsstrangs minimiert und bestenfalls ganz vermieden wird. Sollten trotz verzögertem Momentenaufbau Schwingungen des Antriebsstrangs auftreten, werden diese anhand einer auf der Motordrehzahl basierenden Regelung kompensiert [Bos01]. Bild 9.19 Schema der konventionellen Regelungsstruktur zur Ruckeldämpfung im Kraftfahrzeug In Bild 9.19 ist die prinzipielle Struktur dieser kombinierten Feedforward-Feedback-Regelung gezeigt. Das Konzept dieser Struktur ist es, ein zügiges Ansprechverhalten zu ermöglichen, aber dennoch ein hohes Maß an Komfort zu gewährleisten. Problematisch ist dabei, dass der Verlauf der abtriebsseitigen Längsbeschleunigung bzw. Raddrehzahl indirekt über die antriebsseitige Motordrehzahl geregelt wird. Aufgrund vorhandener Totzeiten bei der Raddrehzahlerfassung und Übertragung zwischen Bremsen- und Motorsteuergerät ist die direkte Verwendung der gemessenen Raddrehzahl in der Form nicht möglich.

Mechanische und mechatronische Schließsysteme - H+W ...
UNVERGLEICHLICH - ORGLMEISTER Infrarot Systeme
UNVERGLEICHLICH - ORGLMEISTER Infrarot Systeme
Präzisionsstandort Plauen - manroland web systems GmbH
Industrie-PCs/Embedded Systeme - beam - Elektronik & Verlag
PLOSSYS bei Braun - Lösungsbeschreibung - SEAL Systems AG
und Regelungstechnik Effiziente Systeme haben einen ... - BDH
Audio-Übertragungs systeme - AUDIOropa
Systeme und Leistungen für Kleinwasserkraftwerke - Kössler
e-commerce photography simplified - Visual Data Systems AG
Industrie-PCs/Embedded Systeme - beam - Elektronik & Verlag
keso.com - Wagner Sicherheitstechnik GmbH
SYsTEmE unD KOmPOnEnTEn - Hennig GmbH
Trend zu kompletten Systemen - IEE
Mobile Systeme - Systemintegration - Steep
Hightech-Kabel & Systeme für die Schienenverkehrstechnik
TRIMBLE SITE POSITIONING SYSTEME - sitech
International Associate Engineer in Mechatronic Systems
Industrie-PCs/Embedded Systeme - beam - Elektronik & Verlag
PDF-Broschüre Kernkompetenzen - MENERGA Energie-Systeme ...
Abdichtungs- systeme - Gutjahr
Luftklingen- Systeme - SolvAir UK
Befehlsbeschreibung der Vision Systeme - Vision & Control
100 dpi - Widemann Systeme GmbH
Eine kompromisslose Vision - Bosch Security Systems
Flexible Systeme erfordern individuelle Lösungen - Böhm Gmbh ...