Hoßfeld, Alexander (2023)
Robuste Drehwinkelmessung mechanisch kommutierter Gleichstrommaschinen anhand von Oszillationen elektrischer Messgrößen am Beispiel einer sattelintegrierten elektrischen Parkbremse.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00023764
Ph.D. Thesis, Primary publication, Publisher's Version
Abstract
Sattelintegrierte elektrische Parkbremsen weisen üblicherweise lediglich Sensorik für elektrische, nicht aber für mechanische Messgrößen auf, obwohl insbesondere letztere zu einer funktionalen Verbesserung des Systems beitragen können. In diesem Zusammenhang bietet eine "sensorlose" Drehwinkelmessung der antreibenden mechanisch kommutierten Gleichstrommaschine die Möglichkeit, anhand von Oszillationen der bereits vorhandenen elektrischen Messgrößen auf mechanische Zustandsgrößen zu schließen. Allgemein zu diesem Zweck existierende Signalverarbeitungsverfahren können jedoch weder eine grundsätzliche Fehlerfreiheit gewährleisten noch eine Aussage über die erreichbare Genauigkeit liefern. Durchgeführte messtechnische und simulative Signalanalysen stellen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Versuchsparameter die hierbei auftretenden Schwierigkeiten dar und identifizieren Einflussfaktoren auf den Signalverlauf. Anhand charakteristischer Signalmerkmale wie der Drehzahlproportionalität der enthaltenen Frequenzen werden allgemeingültige Anforderungen an ein robustes Verfahren zur "sensorlosen" Drehwinkelmessung sowie die entsprechende Funktionsweise abgeleitet und dieses unter Berücksichtigung der systemischen Rahmenbedingungen der elektrischen Parkbremse entwickelt. Die abschließende Validierung verdeutlicht die Genauigkeit des Verfahrens und durch dessen Anwendung in ausgewählten Systemfunktionen der elektrischen Parkbremse werden die sich bei Belagverschleißbestimmung, Spannkraft- und Lüftspieleinstellung ergebenden Vorteile dargestellt.
Item Type: | Ph.D. Thesis | ||||
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Erschienen: | 2023 | ||||
Creators: | Hoßfeld, Alexander | ||||
Type of entry: | Primary publication | ||||
Title: | Robuste Drehwinkelmessung mechanisch kommutierter Gleichstrommaschinen anhand von Oszillationen elektrischer Messgrößen am Beispiel einer sattelintegrierten elektrischen Parkbremse | ||||
Language: | German | ||||
Referees: | Konigorski, Prof. Dr. Ulrich ; Rinderknecht, Prof. Dr. Stephan | ||||
Date: | 2023 | ||||
Place of Publication: | Darmstadt | ||||
Collation: | X, 124 Seiten | ||||
Refereed: | 1 February 2023 | ||||
DOI: | 10.26083/tuprints-00023764 | ||||
URL / URN: | https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/23764 | ||||
Abstract: | Sattelintegrierte elektrische Parkbremsen weisen üblicherweise lediglich Sensorik für elektrische, nicht aber für mechanische Messgrößen auf, obwohl insbesondere letztere zu einer funktionalen Verbesserung des Systems beitragen können. In diesem Zusammenhang bietet eine "sensorlose" Drehwinkelmessung der antreibenden mechanisch kommutierten Gleichstrommaschine die Möglichkeit, anhand von Oszillationen der bereits vorhandenen elektrischen Messgrößen auf mechanische Zustandsgrößen zu schließen. Allgemein zu diesem Zweck existierende Signalverarbeitungsverfahren können jedoch weder eine grundsätzliche Fehlerfreiheit gewährleisten noch eine Aussage über die erreichbare Genauigkeit liefern. Durchgeführte messtechnische und simulative Signalanalysen stellen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Versuchsparameter die hierbei auftretenden Schwierigkeiten dar und identifizieren Einflussfaktoren auf den Signalverlauf. Anhand charakteristischer Signalmerkmale wie der Drehzahlproportionalität der enthaltenen Frequenzen werden allgemeingültige Anforderungen an ein robustes Verfahren zur "sensorlosen" Drehwinkelmessung sowie die entsprechende Funktionsweise abgeleitet und dieses unter Berücksichtigung der systemischen Rahmenbedingungen der elektrischen Parkbremse entwickelt. Die abschließende Validierung verdeutlicht die Genauigkeit des Verfahrens und durch dessen Anwendung in ausgewählten Systemfunktionen der elektrischen Parkbremse werden die sich bei Belagverschleißbestimmung, Spannkraft- und Lüftspieleinstellung ergebenden Vorteile dargestellt. |
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Alternative Abstract: |
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Uncontrolled Keywords: | Gleichstrommaschine, Gleichstrommotor, Motorstrom, Motorspannung, Spektralanalyse, Modellbildung, Simulation, digitale Signalverarbeitung, Bandpassfilterung, harmonisches Summenspektrum, ripple counting, sensorlose Steuerung, elektrische Parkbremse, Belagverschleiß, Spannkraft, Lüftspiel | ||||
Status: | Publisher's Version | ||||
URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-237647 | ||||
Classification DDC: | 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering and machine engineering | ||||
Divisions: | 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institut für Automatisierungstechnik und Mechatronik 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institut für Automatisierungstechnik und Mechatronik > Control Systems and Mechatronics |
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Date Deposited: | 09 May 2023 12:05 | ||||
Last Modified: | 11 May 2023 10:27 | ||||
PPN: | |||||
Referees: | Konigorski, Prof. Dr. Ulrich ; Rinderknecht, Prof. Dr. Stephan | ||||
Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung: | 1 February 2023 | ||||
Export: | |||||
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