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Meine Diplomarbeit - der erste geistige Erguß eines Jungintelektuellen


Eiin kleines Vorwort. Auch wenn ich auf meinen Seiten alles ein bißchen in lächerliche ziehe, so muß ich doch sagen, daß ich auf meine Diplomarbeit insgesamt stolz bin, nicht zuletzt deshalb, weil ich dafür immense 2,5 Jahre benötigt habe. Im Vorfeld hatte ich mich sehr intensiv mit adaptiven Regelalgorithmen und ihrer Implementierung in Hochsprachen beschäftigt. Leider stellte sich nach 10 Monaten Arbeit heraus, daß für meinen speziellen Anwendungsfall eine adaptive Regelung nicht möglich war, die 10 Monate waren damit verlorene Zeit.

Die gesamte Diplomarbeit kann ich hier natürlich nicht darstellen, als Word- Dokumente besitzt sie einen Umfang von 23 MB. Ich werde also nur ein paar Häppchen aus dem großen Kuchen herausschneiden und hier vorstellen. Am übersichtlichstem erscheint es mir, über die Gliederung die entsprechenden Stellen aus der Arbeit auszuwählen.
Neu! Das gesamte Vermächtnis als PDF...

Gliederung der Diplomarbeit


- verwendete Formelzeichen, Symbole und Abkürzungen Seite 5

0. Einleitung Seite 9

1. Aufgabe und Zielstellung Seite 11
1.1. Technische Beschreibung Seite 11
1.2. Istzustand Seite 12
1.2.1. Elektrohydraulische Anlage Seite 12
1.2.2. Meß- und Regelungstechnik Seite 13
1.2.3. Systemvoraussetzungen Seite 15
1.3. Zielstellung Seite 16

2. Modellbildung an elektrohydraulischen Anlagen Seite 17
2.1. Theoretische Modellbildung Seite 17
2.2. Simulation Seite 17
2.2.1. Simulationsmodell Seite 18
2.2.1.1. Verwendete Größen Seite 19
2.2.1.2. Die Ölstromquelle Seite 21
2.2.1.2.1. Das Druckbegrenzungsventil Seite 21
2.2.1.2.2. Die Konstantdruckquelle Seite 24
2.2.1.2.3. Die Konstantleistungsquelle Seite 26
2.2.1.3. Die elastische Übertragungsleitung Seite 29
2.2.1.4. Das Servoventil Seite 31
2.2.1.5. Das Prop-Einbauventil Seite 33
2.2.1.6. Der Arbeitszylinder Seite 36
2.2.1.7. Die Zusammenschaltung entsprechend der Belastungseinrichtung Seite 41
2.2.1.8. Weitere benötigte Modelle Seite 43
2.2.2. Der Einfluß der Öltemperatur auf das Streckenmodell Seite 44
2.2.3. Ermittlung der Parameter für das Simulationsmodell Seite 46
2.3. Vereinfachungen für den praktischen Einsatz /Reglerentwurf Seite 49
2.3.1. Vereinfachtes Modell für die Lageregelung Seite 49
2.3.2. Vereinfachtes Modell für die Kraftregelung Seite 52
2.4. Kennwertermittlung Seite 54
2.4.1. Sprungantwort Seite 54
2.4.2. Schwingungsversuch Seite 56
2.4.3. Driftabgleich Seite 61

3. Regelungskonzept Seite 65
3.1. Überblick Seite 65
3.1.1. Die Lageregelung Seite 66
3.1.2. Die Kraftregelung Seite 66
3.2. Führungsgrößengenerierung Seite 67
3.2.1. Die sinoide Übergangsfunktion Seite 67
3.2.2. Realisierung Seite 70
3.3. Der PL-Regler Seite 71
3.3.1. Das Prinzip der Lokalisation Seite 71
3.3.2. Der kontinuierliche PL-Regler Seite 72
3.3.3. Der diskrete PL-Regler Seite 74
3.3.4. Regelstrecken mit Integrator Seite 78
3.3.5. Berechnungsschritte zum Reglerentwurf Seite 79

4. Steuerungskonzept Seite 81
4.1. Automatische Inbetriebnahme Seite 81
4.1.1. Ablauf der automatischen Inbetriebnahme Seite 81
4.1.2. Besonderheiten bei der Lageregelung Seite 83
4.1.3. Besonderheiten bei der Kraftregelung Seite 85
4.1.4. Driftausgleich Seite 86
4.2. Regelung Seite 87

5. Software Seite 89
5.1. Turbo-Pascal unter Echtzeitbedingungen Seite 89
5.2. Hilfsmittel zur Softwareentwicklung Seite 91
5.2.1. Die Unit Reg_Typ Seite 91
5.2.2. Die Unit Reg_Graf Seite 91
5.2.3. Die Unit Reg_Util Seite 92
5.2.4. Die Unit Reg_Parm Seite 93
5.2.5. Die Unit Reg_Sin1 Seite 95
5.3. Reglerimplementierung Seite 96
5.3.1. Regelalgorithmus Seite 96
5.3.2. Reglerentwurf Seite 97
5.3.3. Der Regler Seite 98
5.3.4. Die Ziehkissenregelung Seite 102
5.4. Automatische Inbetriebnahme Seite 104

6. Experimentellen Untersuchungen Seite 107
6.1. Versuchsaufbau Seite 107
6.1.1. Die Regelungshard- und Software Seite 107
6.1.2. Ein- /Ausgangsgrößen Seite 108
6.1.3. Umrechnungsfaktoren und Auflösungen Seite 108
6.1.4. Dokumentieren der Ergebnisse Seite 109
6.1.5. Ablauf der Versuche Seite 110
6.2. Meßergebnisse Seite 110
6.2.1. Aufnahme der Sprungantwort für die Lageregelung Seite 110
6.2.2. Schwingungsversuch für die Lageregelung Seite 117
6.2.3. Ermittlung der Totzone Seite 120
6.2.4. Ergebnisse im geschlossenen Lageregelkreis Seite 124
6.2.5. Messungen an der Kraftregelstrecke Seite 127

7. Zusammenfassung Seite 131
7.1. Der theoretische Ansatz Seite 131
7.2. Das Regelungskonzept Seite 132
7.3. Die automatische Inbetriebnahme Seite 132
7.4. Durchführung und Auswertung der Versuche Seite 133
7.5. Die Software Seite 133
7.6. Schlußwort Seite 134

8. Thesen zur Diplomarbeit Seite 135

Anhang

A - Berechnung der Pulsübertragungsfunktion Seite 137
0. Einleitung Seite 137
1. Übertragungsfunktion im La-Place-Bereich Seite 137
2. Halteglied Seite 137
3. Z-Übertragungsfunktion mit vorgeschaltetem Halteglied Seite 138
4. Partialbruchzerlegung Seite 139
5. Z-Transformation Seite 140
6. Berechnungsschritte Seite 142

B - Softwarelisting Seite 143
2.2.1. Simulationsmodell Seite 143
2.4.2. Schwingungsversuch Seite 146
3.2.1. Die sinoide Übergangsfunktion Seite 148
3.3. PL-Regler Seite 152
5. Software Seite 154
Anhang A Seite 162

C - Schlagwortverzeichnis Seite 163

D - Literaturverzeichnis Seite 171

E - Verzeichnis der Abbildungen und Dateien Seite 173
E.1. Word-Dokumente Seite 173
E.2. Abbildungen Seite 173
E.3. MatLAB - Programme Seite 175
E.4. TurboPascal - Programme Seite 178

F - Selbständigkeitserklärung Seite 181

Sollte weiteres Interesse bestehen, dann bin ich bereit, weitere Informationen per eMail bereitzustellen.

Das komplette Vermächtnis als PDF-Dateien:
deckbl.pdf - Deckblatt
glied.pdf - Gliederung
symbole.pdf - Symbole und Formelzeichen
einleitg.pdf - Einleitung
aufgabe.pdf - Aufgabe
modell1.pdf - Modellbildung - Theorie
modell2.pdf - Modellbildung - Praxis
regelkon.pdf - Regelungskonzept
steuerko.pdf - Steuerungskonzept
experime.pdf - Experimentelle Untersuchungen
zusammen.pdf - Zusammenfassung
anhanga.pdf - Anhang A - Pulsübertragungsfunktion
anhangb.pdf - Anhang B - Softwarelistings
anhangc.pdf - Anhang C - Schlagwortverzeichnis
anhangd.pdf - Anhang D - Literaturverzeichnis
anhange.pdf - Anhang E - Abbildungsverzeichnis

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Steffen Leßke
Triebes, 16. November 2003