Regelung elektrischer Antriebe mit aktiver Dämpfung mechanischer Schwingungen und Adaption unbekannter Parameter

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Friedrich Wilhelm Fuchs
• Fachliche Zuordnung: Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 116571140

• Erstellungsjahr: 2013

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im Rahmen dieses Projektes wurden Verfahren zur Drehzahlregelung von Antriebssystemen mit schwingungsfähiger Last entworfen, analysiert und verglichen. Eine PI-ZR ermöglicht im Vergleich zur konventionellen PI-Regelung eine deutlich höhere Dynamik. Des Weiteren werden eine hohe Robustheit gegenüber Parameterunsicherheiten und ein reduzierter Einfluss von Lose auf die Dynamik erreicht. Die höchste Dynamik wird mit einer FBR in Kombination mit der PI-ZR erreicht. Der Messaufwand wird dabei nicht erhöht, da für die zusätzlichen Systemzustände ein Beobachter verwendet wird. Variierende Lastträgheiten können mit Hilfe eines erweiterten Kalman-Filters geschätzt und zur Optimierung der Regelung verwendet werden. Die Funktionalität der untersuchten Verfahren wurde an einem Laborteststand bestätigt.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Research laboratory for power Electronic generator systems in wind turbines comprising converters, generators, interaction and grid interaction. In: Power Electronics and Applications, 2009. EPE ’09. 13th European Conference on, Sept. 2009
  Fuchs, F. W., J. Dannehl, R. Lohde, V. Dinkhauser, S. Jensen, A. Knop, K. Rothenhagen, S. Thomsen und C. Wessels
  
• Speed Control of Torsional Drive Systems with Backlash. In: Power Electronics and Applications, 2009. EPE ’09. 13th European Conference on, Sept. 2009
  Thomsen, S. und F. W. Fuchs
  
• Appropriate Tuning and Robust Design of a Generalized Predictive Speed Controller for Drive Systems with Resonant Loads. In: Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), 2010 IEEE, Sept. 2010
  Hoffmann, N., S. Thomsen und F. W. Fuchs
  
• Comparative Study of Conventional PI-Control, PI-based State Space Control and Model based Predictive Control for Drive Systems with Elastic Coupling. In: Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), 2010 IEEE, Sept. 2010
  Thomsen, S., N. Hoffmann und F. W. Fuchs
  
• Flatness based Speed Control of Drive Systems with Resonant Loads. In: IECON 2010 - 36th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, Nov. 2010
  Thomsen, S. und F. W. Fuchs
  
• Model based Predictive Speed Control of a Drive System with Torsional Loads - A Practical Approach. In: Power Electronics and Motion Control Conference (EPE/PEMC), 2010 14th International, Sept. 2010
  Hoffmann, N., S. Thomsen und F. W. Fuchs
  
• Design and Analysis of a Flatness-based Control Approach for Speed Control of Drive Systems with Elastic Couplings and Uncertain Loads. In: Power Electronics and Applications (EPE 2011), Proceedings of the 2011- 14th European Conference on, Sept. 2011
  Thomsen, S. und F. W. Fuchs
  
• PI-Control, PI-based State Space Control and Model Based Predictive Control for Drive Systems with Elastically Coupled Loads - A Comparative Study. Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 58 (8), Aug. 2011
  Thomsen, S., N. Hoffmann und F. W. Fuchs