Allgemeines Forschungsberichte

Online-Parameteridentifikation elektrische Antriebe

FVA 665 II, IGF-Nr. 19387-N

Quelle: Uni Hannover Institut für Mechatronische System | FVA 665 II

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

Die Reglerauslegung elektrischer Antriebsstränge in großen Anlagen mit geringer Stückzahl erfolgt häufig nicht modellbasiert, sondern nach heuristischen Einstellregeln, aufwendig von Hand. Ein Grund dafür ist, dass nicht bekannt ist, welche Modellstruktur sich zur Modellierung eines gegebenen Systems eignet. Zwar sind die einzelnen physikalischen Effekte bekannt, aber es ist nicht immer klar, welche Effekte berücksichtigt werden müssen oder vernachlässigt werden können. Außerdem sind die Modellparameter nicht genau bekannt, weil z.B. Reibung und Massenträgheitsmomente schwer zu modellieren sind. Das Ziel des Forschungsvorhabens war es, einen weitgehend automatisierten Ablauf für die Modellierung/Stukturidentifikation, Parameteridentifikation, Modellbewertung, Reglerauslegung, und Online-Zustands- und Parameterbeobachtung zu definieren. Wichtig ist, dass der physikalische Bezug der Parameter erhalten bleibt, damit sich z.B. der Regler adaptiv an veränderliche Bedingungen anpassen kann oder auch die Möglichkeit zur zustandsorientierten Wartung („Preventive maintenance“) gegeben ist. Diese Methoden wurden teilweise schon in dem Vorgängerprojekt FVA 665 I „Online-Parameteridentifikation“ 2012/13 demonstriert.

Zur Lösung des Problems wurde zunächst ein „Baukastensystem“ programmiert, das es ermöglicht, mit wenig Modellwissen einzelne Grundbausteine für physikalische Effekte wie Reibung, Mehrmassenschwinger, Lose, Totzeit, … zu kombinieren. Auf dieser Grundlage kann eine teilautomatische Modell- und Parameteridentifikation durchgeführt werden. Für die Anregung wurden verschiedene Trajektorien getestet, teilweise mit dem Ziel, alle Systemparameter gleichzeitig möglichst gut anzuregen, teilweise mit dem Ziel einer selektiven Anregung einzelner Parameter. Zur Bewertung der Modelle wurden stochastische Kriterien verwendet, sowie Kriterien der praktischen Identifizierbarkeit.

Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 19387-N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.