Modellbildung, Regelung und Inbetriebnahme eines Portalkranmodells
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Modellbildung, Regelung und Inbetriebnahme eines Portalkranmodells
Modellbildung, Regelung und Inbetriebnahme eines Portalkranmodells Problemstellung Regler Aufbau Annahmen I Vernachlässigung der Stromdynamik I Vernachlässigung der Reibung Linearisertes Modell und Basis I lineares Modell: d d a ∆xw = b ∆u dt dt I Basis und Ableitungen: M22 φ xw + M v 12 v̇ M22 ˙ x + = w M12 φ̇ x= v̈ gφ (3) v g φ̇ Problem I Pendeln der Last unerwünscht Regelgesetz und Blockschaltbild u = a4 Ziel I a3 − k3 e(3) + a4 a2 − k2 ë + a4 Pendel stabilisieren, wenn Wagen ankommt xw ~x ~y r~2 Jp Trajektoriengenerator vr mw F~ r~1 i u φ L La a1 − k1 ė − k0e a4 + a1v̇r + a2v̈r + a3vr(3) + a4vr(4) r( dtd ) u z r τel ω x T −1 τL Abbildung: Blockschaltbild des Reglers Abbildung: Motorersatzschaltbild Inbetriebnahme und Auswertung der Mess- und Simulationsergebnisse Modellgleichungen −2mpL cos(φ) τL = rF uind Abbildung: Wagen und Pendel mw + 2mp + e - Ra 2mp Jm r2 a( dtd ) Modellbildung " −2mpL cos(φ) 2 Jp + 2mpL #" ẍw φ̈ # " = 2 −2mpLφ̇ sin(φ) # "k m + −2mpgL sin(φ) di 1 ẋw = u − Rai − km dt La r r i − FRw # Drei Regler implementiert: Positionsregler, Regler für die Basis, Regler für das inverse Pendel I Steuerung über Fernbedienung oder PC I −τRp TrajektorienfolgeMderMBasis 0.9 0.8 FR 0.6 FH 0.5 BasisMinMm Annahmen I Zahnriemen starr I Wagen in Ruhe: Haftreibung I Wagen in Bewegung: Gleitreibung und viskose Reibung 0.7 FGleit 0.4 0.3 −FGleit ẋw −FH 0.2 0.1 −0.1 Abbildung: Reibmodell Referenz Messung Simulation 0 0 0.5 1 1.5 2 tMinMs 2.5 3 3.5 Abbildung: Trajektorienfolge der Basis 4 Abbildung: Einschwingverhalten der Basis m1 Mechatronisches Pojekt 2014 am Lehrstuhl für Systemtheorie und Regelungstechnik Bearbeiter: Amine Othmane, Abdurrahman Irscheid Betreuer: Dipl.-Ing. Matthias Konz