Erarbeitung von Referenzmodellen für Lineardirektantriebe und Piezostapelaktuatoren

Laufzeit:	09/2002 – 04/2003
Finanzierung:	Fraunhofer Gesellschaft
Bearbeiter:	Dr.-Ing. Jens Müller Dr.-Ing. Holger Rudolph

Zielstellung

Das Ziel besteht zum einen darin, ein herstellerneutrales Referenzmodell für Lineardirektantriebe mit Matlab/Simulink zu erarbeiten, das alle grundlegenden Eigenschaften eines Lineardirektantriebes abbildet, ohne jedoch herstellerspezifische Besonderheiten zu berücksichtigen.

Zum anderen ist ein empirisches Referenzmodell eines Piezostapelaktuators mit Matlab/Simulink aufzubauen, das die grundlegenden Eigenschaften von Piezostapelaktuatoren abbildet. Die Parametrierung soll weitgehend mit üblichen Herstellerangaben möglich sein.

Lösungsweg

Referenzmodell für Lineardirektantriebe

Zur Erstellung des Referenzmodells für Lineardirektantriebe sind zunächst erforderliche Kenndaten und Herstellerangaben zu Linearmotoren und deren Steuerungen zu recherchieren, wichtige Kenndaten herauszufiltern und ggf. Ersatzparameter zu bestimmen. Mit diesen Informationen ist ein Simulationsmodell mit Matlab/Simulink zu erstellen, das die wesentlichen Eigenschaften und Charakteristika aktueller Lineardirektantriebe berücksichtigt, wobei möglichst herstellerspezifische Eigenschaften vernachlässigt bzw. ersetzend beschrieben werden. Die Parametrierung erfolgt weitgehend auf Grundlage von Katalogangaben.

Referenzmodell eines Piezostapelaktuators

Es ist eine Recherche zum Stand der Technik durchzuführen sowie erforderliche Kenndaten und Herstellerangaben zu beschaffen bzw. zu berechnen. Die elektromechanischen Eigenschaften von Piezostapelaktuatoren sind mathematisch aufzubereiten und aus den gesammelten Informationen ein empirisches Piezo-Simulationsmodell mit Matlab/Simulink zu erstellen.

Ergebnisse

Die beiden Referenzmodelle wurden wie oben beschrieben erstellt und mittels Herstellerangaben und Messdaten des Linearmotorversuchsstandes TKL 35-440 des IWM sowie von Hochvolt-Piezostapelaktuatoren abgeglichen. Die Simulationsergebnisse wurden anhand von Messdaten verifiziert.