Regelung magnetischer Führungen für lineare Transportsysteme

• Main Author: Spieß, Alexander
• Format: Others
• Language: German; de
• Published: 2011
• Online Access: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/2736/1/dissertation_AlexanderSpiess_2011.pdf; Spieß, Alexander <http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/view/person/Spie=DF=3AAlexander=3A=3A.html> (2011): Regelung magnetischer Führungen für lineare Transportsysteme.Darmstadt, Technische Universität, [Ph.D. Thesis]

Partikelfreiheit ist für Transportsysteme bei der Verwendung in Reinräumen ein wichtiges Kriterium, was die Auswahl des Verfahrens für die Übertragung der Lagerkräfte betrifft. Magnetgelagerte Systeme sind wegen ihrer berührungslosen Lagerung und der damit verbundenen Verschleiß- und Abriebsfreiheit für solche Einsatzgebiete prädestiniert. Für den Aufbau solcher Systeme werden ortsfeste, aktive Führungen, die entlang einer Transportbahn befestigt sind, verwendet. Die einzelnen Führungen bestehen aus einem nichtlinearen, elektromagnetischen Aktor, einem Positionssensor und einem Leistungsverstärker. Das zu transportierende Objekt ist ein rein passiver Körper, welcher durch die Lagerkräfte der Führungen berührungslos getragen und geführt wird. Der Vorteil dieser Bauweise besteht in der ortsfesten Verkabelung für die Versorgung der aktiven Führungen mit Energie. Der Nachteil einer solchen Bauweise besteht in dem sich ändernden Systemverhalten infolge der Transportbewegung, da sich der Schwerpunkt des Transportobjektes relativ zu den ortsfesten Führungen bewegt. Die Änderung des Systemverhaltens bewirkt einen nicht konstanten Verlauf der Trajektorie des Transportgutes. Durch die Anwendung eines in dieser Arbeit entwickelten adaptiven Regelungskonzeptes ist es möglich, das Verhalten der im System vorhandenen Lageregelkreise der einzelnen Führungen so zu beeinflussen, dass die Änderungen im Verhalten des Gesamtsystems unterdrückt werden. Dazu müssen alle Einflüsse betrachtet werden, die eine Änderung des Systemverhaltens infolge der Transportbewegung bewirken. Mittels eines in dieser Arbeit erstellten und an einem Prüfstand validierten Simulationsmodells, werden alle Einflüsse, wie die unterschiedliche Anzahl an aktiven Führungen, die Verlagerung des Schwerpunktes und das Verhalten der nichtlinearen, elektromagnetischen Aktoren auf das Systemverhalten analysiert. Durch die Analyse ist es möglich, die Wirkungsweise der Einflüsse auf die Änderung des Systemverhalten zu beschreiben und ein Verfahren zu entwickeln, das die Parameter der dezentralen Regler der Führungen so beeinflusst, dass die Änderungen im Systemverhalten unterdrückt werden. In experimentellen Untersuchungen, an einem in dieser Arbeit entwickelten Prüfstand, ließ sich die Unterdrückung der Änderung des Systemverhaltens mittels des adaptiven Regelungskonzeptes verifizieren. Die Änderung des Systemverhaltens, verursacht durch die Einflüsse, konnte deutlich reduziert werden. Dies macht sich in einem gleichmäßigerem Verlauf des Transportvorgangs für das Transportobjekt bemerkbar.