Automatisierte Vibrationserkennung von industriell eingesetzten Riemenantrieben in Hardware in the Loop (HiL)

verfasst von

D. Beckmann, M. Dagen, J. Immel, T. Ortmaier

Abstract

In diesem Beitrag wurde ein onlinefähiges Verfahren zur Vibrationserkennung basierend auf der diskreten Wavelet-Transformation (DWT) vorgestellt. Damit ist es möglich, zeitlich exakt eine auftretende Resonanzfrequenz zu detektieren. Durch diese Eigenschaft eignet sich das Verfahren besonders als Kontrollmethode für eine (teil)automatisierte Reglereinstellung sowie für eine manuelle Parametrierung im laufenden Betrieb der Anlage. Durch eine FFT ist die Detektion von Schwingungen häufig nur durch einen Vorher-Nachher-Vergleich zu erkennen. Zudem kommt bei einer FFT erschwerend hinzu, dass geeignete Schwellwerte definiert werden müssen, die unter Umständen von Anlage zu Anlage variieren können. Durch die Normierung der Bänder einer DWT wird dieser Nachteil eliminiert und somit ist eine breitere Einsetzbarkeit gewährleistet. Darüber hinaus eignet sich das Verfahren für Condition Monitoring. Das entwickelte Konzept wurde an einem institutseigenen Hardware-in-the-Loop System getestet und validiert. Eine prozessornahe SPI-Schnittstelle ermöglicht dabei den direkten Zugriff auf interne Mess- und Stellgrößen des Antriebs im Reglertakt. Diese Methode bietet besonders im Entwicklungsprozess deutliche Vorteile, da Algorithmen direkt in Verbindung mit dem Mikroprozessor umgesetzt werden können. Liefern die Methoden den gewünschten Erfolg, können sie durch automatische Code-Generierungsverfahren direkt in die Firmware des Prozessors übernommen werden. Durch den Vorteil der prozessornahen Schnittstelle sind mit dieser HiL-Umgebung weiterführender Regelungskonzepte (z.B. beobachtergestützte Zustandsregelung) und Parameterschätzung einfach auf Mikroprozessoren umsetzbar.

Organisationseinheit(en)

Institut für Mechatronische Systeme

Typ

Aufsatz in Konferenzband

Publikationsdatum

2013

Publikationsstatus

Veröffentlicht

Peer-reviewed

Ja