Online-Identifikation und Beobachtung von Systemparametern elektrischer Antriebssysteme zur Nachführung von regelungstechnisch relevanten Parametern II

Parameter, die das Systemverhalten geregelter, elektrischer Antriebssysteme wesentlich beeinflussen, sind im Allgeimeinen nur ungenau bekannt. Während der Erstinbetriebnahme oder nach dem Tauschen von Komponenten der Anlage werden die Reglerparameter häufig nach heuristischen Einstellkriterien aufwendig von Hand optimiert, um gewünschtes Systemverhalten zu erreichen.

Weiterhin können sich Systemzustände und -parameter der Regelstrecke während des laufenden Betriebs sprunghaft (z.B. Änderung des Beladungszustands) oder mit der Zeit schleichend (z.B. durch thermische Einflüsse, Verschleiß) ändern. Um diese Änderung erfassen zu können, ist ein echtzeitfähiges Modell der Anlage notwendig.

Mit Hilfe des Modells wird zur Laufzeit schritthaltend die Anregung der zu schätzenden Parameter berechnet. Diese Information wird genutzt um die jeweiligen Parameter nur dann zu berechnen, wenn eine hinreichend gute Anregung vorhanden ist. Dadurch wird sichergestellt, dass eine robuste Identifikation der Modellparameter erfolgt. Die so aktualisierten Modelle sind die Grundlage für eine optimierte Nachführung der Reglereinstellung bei sich langsam (z.B. Verschleiß) oder sprunghaft (z.B. Tausch von Komponenten) ändernden Prozessen.

Zusätzlich werden die Startparameter durch eine Offline-Identifikation generiert, bei der Trajektorien gefahren werden, die eine optimale Anregung unter Berücksichtigung physikalischer Randbedingungen (Arbeitsraum, max. Motormoment, ...) gewährleisten.

Die Beobachtbarkeit der einzelnen Parameter und Zustände soll anhand verschiedener Teststände erfolgen, um eine Übertragbarkeit auf verschiedene industrielle Anlagen sicherzustellen. Die Anlagen sind allesamt mit elastischen Riemenantrieben ausgestattet, sodass eine positionsabhängige Federsteifigkeit (und eventuell Dämpfung) beim resultierenden Mehrmassenschwinger zu erwarten ist.