Drehgeberlose Regelung elektromechanischer Flugsteuerungsaktuatoren:
Gespeichert in:
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| Format: | Hochschulschrift/Dissertation Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Köln
DLR, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
2024
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| Schriftenreihe: | Forschungsbericht / Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
2024, 02 |
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| Beschreibung: | Angabe auf der Titelseite der Universität: Berichte aus der Luft- und Raumfahrttechnik Angabe auf der Titelseite der Universität: Diese Veröffentlichung wird gleichzeitig in der Berichtsreihe "NFL - Forschungsberichte" geführt. Angabe auf der Titelseite der Universität: Diese Arbeit erscheint gleichzeitig als von der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig zur Erlangung des akademischen Grades eines Doktor-Ingenieurs genehmigte Dissertation. |
| Umfang: | xxiv, 113 Seiten Illustrationen, Diagramme |
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT
III
KURZFASSUNG
V
ABSTRACT
VII
INHALTSVERZEICHNIS
IX
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
XI
TABELLENVERZEICHNIS
XIII
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
XV
SYMBOLVERZEICHNIS
XIX
1
EINLEITUNG
1
1.1
PROBLEMSTELLUNG
.
1
1.2
VORGEHEN
UND
STRUKTUR
DER
ARBEIT
.
2
2
STAND
DER
TECHNIK
5
2.1
AKTUATOREN
IN
DER
FLUGSTEUERUNG
.
5
2.1.1
HYDRAULISCHE
AKTUATOREN
.
5
2.1.2
ELEKTRISCHE
AKTUATOREN
.
6
2.1.3
HYBRIDE
AKTUATOREN
.
8
2.1.4
MODERNE
SYSTEMARCHITEKTUREN
.
8
2.1.5
TECHNOLOGISCHE
ENTWICKLUNG
ELEKTROMECHANISCHER
AKTUATOREN
.
9
2.2
GRUNDLAGEN
DES
PERMANENTMAGNET-SYNCHRONMOTORS
.
12
2.2.1
KOORDINATENSYSTEME
ELEKTRISCHER
MASCHINEN
.
12
2.2.2
MODELLIERUNG
IM
ROTORFESTEN
2-PHASENSYSTEM
.
13
2.3
VERFAHREN
DER
DREHGEBERLOSEN
REGELUNG
.
15
2.3.1
ANISOTROPIEBASIERTE
VERFAHREN
.
16
2.3.2
INFORM
.
17
2.3.3
ROTIERENDE
INJEKTION
.
18
2.3.4
ALTERNIERENDE
INJEKTION
.
19
2.3.5
BELIEBIGE
INJEKTION
.
20
2.3.6
GRUNDWELLENBASIERTE
VERFAHREN
.
23
2.3.7
DIFFERENZIERUNG
DER
STRANGSTROEME
.
24
2.3.8
INTEGRATION
DER
STRANGSTROEME
.
25
3
ANWENDUNGSFALL
27
3.1
TECHNISCHE
UMSETZUNG
DER
VERSUCHSEINRICHTUNG
.
27
3.1.1
SYSTEMBESCHREIBUNG
DES
AKTUATORPRUEFSTANDES
.
27
3.1.2
VORAUSLEGUNG
UND
DESIGN
DES
TESTAKTUATORS
.
.
31
X
3.1.3
AUFBAU
DER
LEISTUNGSELEKTRONIK
.
35
3.2
LINEARES
SYSTEMMODELL
.
37
3.2.1
STIRNRADGETRIEBE
UND
KUGELGEWINDETRIEB
.
38
3.2.2
REGLERARCHITEKTUR
.
39
3.2.3
ZUSTANDSRAUMMODELL
DES
TESTAKTUATORS
.
40
3.2.4
STEUERFLAECHENANBINDUNG
.
40
3.2.5
KRAFTKONFLIKT
IM
AKTIV-AKTIV-BETRIEB
.
41
3.3
ENTWURF
DER
REGLER-BASISKONFIGURATION
.
43
3.3.1
KASKADIERTE
POSITIONSREGELUNG
.
43
3.3.2
PULSWEITENMODULATION
.
46
4
SYSTEMIDENTIFIKATION
51
4.1
IDENTIFIKATION
DER
MOTORANISOTROPIE
.
51
4.1.1
MESSUNG
DIFFERENTIELLER
INDUKTIVITAETEN
.
52
4.1.2
SIMULATIVE
BESTIMMUNG
DIFFERENTIELLER
INDUKTIVITAETEN
.
54
4.1.3
MODELLIERUNG
DER
ANISOTROPIE
.
56
4.1.4
ERGEBNISSE
.
59
4.2
SCHALTVERHALTEN
DES
WECHSELRICHTERS
.
62
5
KONZEPT
UND
UMSETZUNG
65
5.1
AUSWAHL
DREHGEBERLOSER
REGLERVERFAHREN
.
65
5.2
ENTWURF
DER
DREHGEBERLOSEN
REGELUNG
.
67
5.2.1
STARTVERFAHREN
.
67
5.2.2
ALTERNIERENDES
INJEKTIONSVERFAHREN
.
69
5.2.3
AUSWERTUNG
DER
ERWEITERTEN
GEGEN-EMK
.
69
5.2.4
STEUERUNG
DER
DREHGEBERLOSEN
BETRIEBSMODI
.
70
5.2.5
MODIFIKATION
DER
REGLER-BASISKONFIGURATION
.
71
5.3
ENTWURF
DER
FEHLERTOLERANTEN
REGELUNG
.
74
5.3.1
FEHLERDIAGNOSE
UND
REKONFIGURATION
.
74
6
ERGEBNISSE
77
6.1
UNTERSUCHUNG
DER
REGLERPERFORMANCE
.
77
6.1.1
ANALYSE
IM
FREQUENZBEREICH
.
77
6.1.2
ANALYSE
IM
ZEITBEREICH
.
79
6.1.3
STATISCHE
HYSTERESE
DER
POSITIONSREGELUNG
.
81
6.1.4
SYSTEMVERHALTEN
UNTER
LAST
.
82
6.1.5
REPRAESENTATIVES
FLUGPROFIL
.
83
6.2
FEHLERDIAGNOSE
UND
REKONFIGURATION
.
86
6.2.1
FOLGEN
EINES
UNERKANNTEN
POSITIONSSENSORFEHLERS
.
86
6.2.2
REKONFIGURATION
NACH
AUFTRETEN
VON
POSITIONSSENSORFEHLERN
.
.
88
6.2.3
EINHALTUNG
DER
FEHLERGRENZWERTE
IM
NOMINALBETRIEB
.
89
6.3
DISKUSSION
.
90
7
ZUSAMMENFASSUNG
93
A
PARAMETRISIERUNG
99
LITERATUR
105 |
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