Robuste modellprädiktive Regelung von Werkzeugmaschinen

Anwendung in Werkzeugmaschinen bei Modellunsicherheiten

Autor/innen

  • Christian Brecher RWTH Aachen
  • Thomas Berners RWTH Aachen
  • Alexander Epple RWTH Aachen

DOI:

https://doi.org/10.17560/atp.v59i11.1896

Schlagworte:

Modellprädiktive Regelung, Robuste Regelung, Werkzeugmaschine, Vorschubantriebe

Abstract

Die modellprädiktive Regelung erfährt dank steigender Rechenleistung und genauerer mathematischer Maschinenmodelle eine zunehmende Aufmerksamkeit in technischen Anwendungen. Im Zusammenhang mit Werkzeugmaschinen kommen jedoch weiterhin hauptsächlich P- und PI-Regler zum Einsatz. Deshalb stellt dieser Beitrag eine modellprädiktive Regelung für den Lageregelkreis von Vorschub­antrieben in Werkzeugmaschinen vor. Ein Hauptaugenmerk liegt dabei auf einer ausreichenden Robustheit hinsichtlich Modellfehlern, wobei ebenfalls die Dynamik des Positioniervorgangs erhöht werden soll. Die Auslegung der Regelung erfolgt hinsichtlich der Robustheit mittels strukturiertem Singulärwert. In experimen­tellen Validierungen wird gezeigt, dass die modellprädiktive Regelung sowohl die Anforderungen an die Robustheit erfüllt als auch eine erhöhte Dynamik der Vorschubachse ermöglicht.

Autor/innen-Biografien

Christian Brecher, RWTH Aachen

Prof. Dr.-Ing. CHRISTIAN BRECHER (geb. 1969) ist seit 2004 Lehrstuhlinhaber des Lehrstuhls für Werkzeugmaschinen am WZL der RWTH Aachen. Von 1990 bis 1995 absolvierte er sein Maschinenbaustudium an der RWTH Aachen, Fachrichtung „Fertigungstechnik“, wo er 2002 zum Dr.-Ing. promoviert wurde. Darüber hinaus ist Prof. Brecher Mitglied des Direktoriums des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie (IPT) in Aachen.

Thomas Berners, RWTH Aachen

THOMAS BERNERS, M. Sc. (geb. 1987) arbeitet seit 2014 als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen der RWTH Aachen. Sein Forschungsgebiet umfasst die Entwicklung von neuen Regelungsmethoden für Produktionsanlagen.

Alexander Epple, RWTH Aachen

Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing ALEXANDER EPPLE (geb. 1984) leitet seit 2016 die Abteilung Maschinendatenanalyse & NC-Technik am Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen. Seine Forschungsgebiete umfassen die Optimierung und Simulation von Werkzeugmaschinen mit besonderem Augenmerk auf der Prozess-Maschine-Interaktion.

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Veröffentlicht

17.11.2017

Ausgabe

Bd. 59 Nr. 11 (2017): atp edition - Automatisierungstechnische Praxis

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Hauptbeitrag / Peer-Review

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