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Entwurf einer Regelung für die aktive Lagerung basierend auf dielektrischem Elastomeraktor (DEA)

Ewald, Andreas (2012):
Entwurf einer Regelung für die aktive Lagerung basierend auf dielektrischem Elastomeraktor (DEA).
Institut EMK / FG M+EMS, [Bachelor Thesis]

Abstract

Die vorliegende Bachelor-Thesis befasst sich mit dem Entwurf einer Regelung für eine aktive Lagerung basierend auf einem dielektrischen Elastomeraktor (DEA). Im Laborbereich ist es erforderlich, Geräte und Proben frei von äußeren Vibrationen lagern zu können. Der aktuelle Stand der Technik zeigt, dass ein DEA überaus geeignet ist zur aktiven Schwingungsunter- drückung. Zur Realisierung ist der DEA passend anzusteuern, sodass eine Auslenkung entgegengesetzt zur Störung erzeugt wird. Um diesen Vorgang autonom ablaufen zu lassen ist eine Regelung erforderlich. In dieser Arbeit werden dafür zwei Regler entworfen und anhand von Anforderungen, die Laborumgebungen verlangen, verglichen. Für den Entwurf der Regler wird dabei auf ein vorhandenes Modell des DEA zurückgegriffen. Der Entwurf der Regler erfolgt mit Hilfe von Matlab/Simulink. Hierbei wird sowohl ein PID Regler mit Hilfe der Wurzelorts- kurventheorie als auch ein modellbasierter Kompensationsregler entworfen. Durch Einbezug des DEA-Modells ist es möglich, Resonanzüberhöhungen und Tiefpassverhalten des DEA bis zu einem gewissen Grad zu kompensieren und somit Störungen optimal auszuregeln. Im Anschluss an den theoretischen Entwurf erfolgt zunächst eine simulative Evaluation der gefundenen Ergebnisse. Diese werden daraufhin messtechnisch validiert. Abschließend zeigt sich, dass die entworfenen Regler in der Lage sind Störungen auszuregeln. Weiterhin wurden die entwickelten Regelungen erfolgreich an einem baugleichen Aktor, der jedoch produktionsbedingte Parameterunterschiede hat, eingesetzt. Der Kompensationsregler erreicht bei f = 10Hz eine Dämpfung von −10dB und bei f=100Hz eine Dämpfung von −25dB. Impulsanregungen werden innerhalb von t=0,09 s ausgeregelt.

Item Type: Bachelor Thesis
Erschienen: 2012
Creators: Ewald, Andreas
Title: Entwurf einer Regelung für die aktive Lagerung basierend auf dielektrischem Elastomeraktor (DEA)
Language: German
Abstract:

Die vorliegende Bachelor-Thesis befasst sich mit dem Entwurf einer Regelung für eine aktive Lagerung basierend auf einem dielektrischen Elastomeraktor (DEA). Im Laborbereich ist es erforderlich, Geräte und Proben frei von äußeren Vibrationen lagern zu können. Der aktuelle Stand der Technik zeigt, dass ein DEA überaus geeignet ist zur aktiven Schwingungsunter- drückung. Zur Realisierung ist der DEA passend anzusteuern, sodass eine Auslenkung entgegengesetzt zur Störung erzeugt wird. Um diesen Vorgang autonom ablaufen zu lassen ist eine Regelung erforderlich. In dieser Arbeit werden dafür zwei Regler entworfen und anhand von Anforderungen, die Laborumgebungen verlangen, verglichen. Für den Entwurf der Regler wird dabei auf ein vorhandenes Modell des DEA zurückgegriffen. Der Entwurf der Regler erfolgt mit Hilfe von Matlab/Simulink. Hierbei wird sowohl ein PID Regler mit Hilfe der Wurzelorts- kurventheorie als auch ein modellbasierter Kompensationsregler entworfen. Durch Einbezug des DEA-Modells ist es möglich, Resonanzüberhöhungen und Tiefpassverhalten des DEA bis zu einem gewissen Grad zu kompensieren und somit Störungen optimal auszuregeln. Im Anschluss an den theoretischen Entwurf erfolgt zunächst eine simulative Evaluation der gefundenen Ergebnisse. Diese werden daraufhin messtechnisch validiert. Abschließend zeigt sich, dass die entworfenen Regler in der Lage sind Störungen auszuregeln. Weiterhin wurden die entwickelten Regelungen erfolgreich an einem baugleichen Aktor, der jedoch produktionsbedingte Parameterunterschiede hat, eingesetzt. Der Kompensationsregler erreicht bei f = 10Hz eine Dämpfung von −10dB und bei f=100Hz eine Dämpfung von −25dB. Impulsanregungen werden innerhalb von t=0,09 s ausgeregelt.

Uncontrolled Keywords: Mikro- und Feinwerktechnik Elektromechanische Konstruktionen
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Microtechnology and Electromechanical Systems
Date Deposited: 08 Feb 2013 08:07
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate

Bibliotheks-Siegel: 17/24 EMKB 1804

Art der Arbeit: Bachelorarbeit

Beginn Datum: 01-06-2012

Ende Datum: 31-10-2012

Identification Number: 17/24 EMKB1804
Referees: Schlaak, Prof. Dr.- Helmut F.
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