| Modeling and Analysis of an active magnetic bearing round table |
Schlüsselwörter:
active magnetic bearing, round table, multi-body system, state-control
Aktive Magnetlager, Rundtisch, Mehrkörpersystem, Zustandsregelung
Sachgruppe der DNBAbstract
The goal of this underlying thesis is to work out the theoretical basics for a round table based on active magnetic bearing technology for use in machine tools and the experimental verification based on a prototype. The main of this work is focused to the modelling and testing of a concept of this round table. The concept has to meet the requirements of variable loads, especially concerning the varying erratic fluctuations of the parameters of the plant. As a solution for the staged requirements the use of a full state observer design is suggested. For the implementation of these policy an observer is used which features a reduced measurement noise. By introducing the integral of the distances as an additional state variable the required accuracy of the steady-state is satisfied. For the identification of the mass actually used on the round table and the determination of there center of mass techniques of parameter identifications are used. These techniques build the base of the analysed adaptive control. Due to the availability of marketable servo drives there was chosen an autonomous and commercially available solution. That is why it is no defer to work out controlling the rotational axis. Only the retroactively of the direct drive upon the active magnetic bearing will be defer. In the summarization of this work all the essential results will be presented, discerned problems discussed and it will be given an outlook of solutions for open questions.
Das Ziel dieser Abhandlung ist die Erarbeitung theoretischer Grundlagen für einen magnetisch gelagerten Rundtisch für den primären Einsatz im Werkzeugmaschinenbau. Weiterhin ist der praktische Nachweis anhand eines Prototypen zu erbringen. Schwerpunkt der Arbeit ist die Modellbildung und Erprobung eines regelungstechnischen Konzepts, das auch bei variabler Beladung mit Werkstücken den Anforderungen im Werkzeugmaschinenbau genügt, insbesondere den daraus resultierenden Parameterschwankungen der Regelstrecke. Zur Lösung der gestellten Anforderungen wird der Einsatz einer vollständigen Beobachterlösung vorgeschlagen. Zur Umsetzung dieser Strategie wird ein Beobachter eingesetzt, der sich darüber hinaus noch durch ein reduziertes Messwertrauschen auszeichnet. Durch die Einführung des Wegintegrals als zusätzliche Zustandsgröße kann die notwendige stationäre Genauigkeit erreicht werden. Zur Bestimmung der jeweils aktuellen Masse auf dem Rundtisch und der Lage des resultierenden Schwerpunktvektors werden Parameteridentifikationsverfahren eingesetzt, die die Grundlage für die untersuchte adaptive Positionsregelung bilden. Es werden in der vorliegenden Arbeit die Rückwirkungen des Direktantriebes auf das Magnetlager in die Betrachtungen einbezogen. Aufgrund der breiten Verfügbarkeit handelsüblicher Servo-Umrichter wird eine autonome und kommerziell verfügbare Lösung eingesetzt und somit auf die Regelung des Antriebes der Hauptachse nicht weiter eingegangen. In der Zusammenfassung werden die wesentlichen Ergebnisse der Arbeit dargestellt, die erkannten Probleme diskutiert und ein Ausblick auf die Lösung noch offener Fragen gegeben.
| Betreuer | Palis, Frank; Prof. Dr. |
| Gutachter | Meins, Jürgen; Prof. Dr. |
| Gutachter | Gabbert, Ulrich; Prof. Dr. |
| Upload: | 2007-03-12 |
| URL of Theses: | http://diglib.uni-magdeburg.de/Dissertationen/2006/olapetzold.pdf |