Regeltechnische Nachbildung eines Zweimassen-Schwingers an einem starr gekoppelten Maschinensatz und prozesstechnische Umsetzung in einer Hardware-in-the-Loop-Umgebung

Bachelorarbeit aus dem Jahr 2020 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 1,0, Hochschule Heilbronn; Künzelsau (Fakultät für Elektrotechnik), Sprache: Deutsch, Abstract: In dieser Arbeit geht es darum, eine Regelstruktur zu entwickeln, die das Verhalten eines realen Zweimassen-Schwingers auf einem starr gekoppelten Maschinensatz mit einer massiven, nicht biegbaren Antriebswelle nachahmen kann. Die Zwecke dieser Arbeit sind die Erstellung einer Maschinenprüfstandes, der in einer Hardware-in-the-Loop-Umgebung (HIL) Zweimassen-Schwinger-Systeme simulieren und testen kann. Die Regelstruktur soll es ermöglichen, beliebige Systeme auf dem Maschinensatz zu simulieren, wobei die Trägheitsmomente der Arbeits- und Lastmaschinen, das Lastmoment und die Federkonstante des Oszillatorsystems unabhängig von den Parametern des realen Maschinensatzes frei einstellbar sind. Das Modell für die Regelstruktur wird mathematisch hergeleitet und in Matlab-Simulink simuliert, bevor es in der Steuerung des Maschinensatzes mithilfe der SPS-Programmiersprache IEC 61131-3 implementiert wird. Zusätzlich wird ein Geschwindigkeitsregelsystem unter Verwendung von Zustandsregelung konstruiert und in der Steuerung des Maschinensatzes implementiert.

Beachten Sie, dass die Drehmomentenregelung (Stromregelung) für die Antriebs- und Lastmaschine bereits vom Hersteller des Maschinenprüfstands vorgegeben wurde und in dieser Arbeit nicht behandelt wird.

Die Entwicklung einer Regelstruktur, die es ermöglicht, komplexe Systeme auf einem Maschinensatz zu simulieren, ist von großer Bedeutung für die Maschinen- und Automatisierungsindustrie. Durch die Simulation können verschiedene Szenarien und Lastfälle getestet und optimiert werden, ohne dass dies am realen System durchgeführt werden muss. Die Nutzung von Hardware-in-the-Loop-Umgebungen (HIL) ermöglicht es, die Simulation noch realistischer zu gestalten, indem die zu testende Hardware direkt in die Simulation integriert wird. Diese Methode spart nicht nur Zeit und Kosten, sondern erhöht auch die Sicherheit, da potenzielle Fehler bereits in der Simulation erkannt und behoben werden können, bevor sie am realen System auftreten