Anwendungsbeispiel

Das folgende Beispiel zeigt das Ergebnis sowie die Parametrierung der Funktion „Improved Position Control“ bei der Anwendung auf einem Zahnstangen-Ritzel-Antrieb.

Für Versuchszwecke wurde die Achse vor- und zurückgefahren und Schwingungen mit einem Beschleunigungssensor aufgezeichnet.

Die obige Abbildung zeigt im oberen Teil den aufgezeichneten Zeitbereich und im unteren Teil den Frequenzbereich.

Die Achse zeigt während des Verfahrens eine dominante Schwingung bei einer Frequenz von 53Hz sowie beim Bremsen/Beschleunigen eine dominante Schwingung bei 11Hz. Durch die Funktion „Improved Position Control“ sollen beide Frequenzen gedämpft werden.

Obige Abbildung zeigt die Dämpfung der Schwingung bei 53Hz. Durch optimale Parametrierung des Modus „DIRECT“ kann die Amplitude von 0,81m/s² auf 0,40 m/s² gedämpft werden.

Gleichzeitig wird die Schwingung bei 11 Hz mit dem Modus „INDIRECT“ gedämpft:

Auch bei dieser Frequenz kann durch optimale Parametrierung eine Dämpfung der Amplitude von 0,52 m/s² auf 0,28 m/s² erzielt werden.

Verwendete Parametrierung

lr_param.improved_position_control.enable                     TRUE

lr_param.improved_position_control.v_add_max_fact             1000

lr_param.improved_position_control.stage[0].mode         DIRECT

lr_param.improved_position_control.stage[0].filter.order      2

lr_param.improved_position_control.stage[0].filter.fg_f0      53

lr_param.improved_position_control.stage[0].filter.q_factor   10

lr_param.improved_position_control.stage[0].filter.damping    0.9

lr_param.improved_position_control.stage[0].weight_fact_num   100

lr_param.improved_position_control.stage[0].weight_fact_denom 200

lr_param.improved_position_control.stage[1].mode          INDIRECT

lr_param.improved_position_control.stage[1].filter.order      2

lr_param.improved_position_control.stage[1].filter.fg_f0      90

lr_param.improved_position_control.stage[1].filter.q_factor   10

lr_param.improved_position_control.stage[1].filter.damping    0.5

lr_param.improved_position_control.stage[1].weight_fact_num   100

lr_param.improved_position_control.stage[1].weight_fact_denom 200

lr_param.improved_position_control.stage[2].mode         NOT_ACTIVE

lr_param.improved_position_control.stage[2].filter.order      2

lr_param.improved_position_control.stage[2].filter.fg_f0      90

lr_param.improved_position_control.stage[2].filter.q_factor   10

lr_param.improved_position_control.stage[2].filter.damping    0.4

lr_param.improved_position_control.stage[2].weight_fact_num   100

lr_param.improved_position_control.stage[2].weight_fact_denom 200

Vorgehensweise beispielhaft erklärt

Um die möglichst perfekte Parametrierung für eine Frequenz zu finden, werden zunächst die Modi für die Frequenzen separat aktiviert und betrachtet.

Für die Frequenz bei 53 Hz wird der Modus „DIRECT“ gewählt, da die Frequenz eindeutig in den Istwerten des Antriebs zu sehen ist. Aufgrund der hohen Frequenz kann der Gütefaktor entsprechend angezogen werden. Ein Gütefaktor von 10 entspricht bei dieser Frequenz einer Bandbreite von 5,3Hz. Anschließend wird der Gewichtungsfaktor sukzessive erhöht, bis sich das Ergebnis wieder verschlechtert.

Nach dem gleichen Prinzip werden die Parameter für die Frequenz bei 11Hz ermittelt. Hier wird der Modus „INDIRECT“ verwendet, um die Frequenz von den umliegenden Frequenzen separieren zu können. Für diesen Modus muss zusätzliche eine Dämpfung eingestellt werden. Um die optimale Dämpfung zu bestimmen, besteht die Möglichkeit, die Dämpfung der Schwingung aus dem Zeitbereich der Aufzeichnung zu errechnen. Alternativ kann das Verhalten der Funktion „Improved Position Control“ bei sukzessivem Absenken der Dämpfung betrachtet werden.

Zuletzt werden beide Frequenzen gleichzeitig aktiviert und überprüft ob sich die beiden Stufen gegenseitig beeinflussen. Da beide Frequenzen in diesem Beispiel relativ weit auseinander liegen, ist keine Beeinflussung zu erkennen.