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Innovation Messtechnik 2017

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Entwicklung eines Tools zur aktiven Schwingungsunterdrückung mit Hilfe von mechatronischen Sensor / Aktor-Systemen

Helmut Wernick

Helmut Wernick

In der vorliegenden Arbeit werden die nötigen Komponenten entwickelt und ein Prototyp aufgebaut. Dieser beinhaltet Komponenten, damit piezoelektrische Keramiken bis zu einer Kapazität von 120 nF gemessen und aktiv angeregt werden können. Zusätzlich werden ICP-Eingänge für Beschleunigungssensoren bereitgestellt, da diese bei Anwendungen der aktiven Schwingungsunterdrückung häufig zum Einsatz kommen. Das Messen der Signale der piezoelektrischen Sensoren erfolgt über spezielle Ladungsverstärker. Der Leistungsverstärker ist so konzipiert, dass piezoelektrische Aktoren in einem Frequenzband von 10 Hz - 4 kHz mit einer Spannung von max. 150 V betrieben werden können.
Die Signalverarbeitung und Steuerung der Einzelkomponenten übernimmt, nach einer einstellbaren Filterung der Sensorsignale, ein Single-Board-Computer mit einem XPC-Target-Real-Time-Kernel von Mathworks. Damit lassen sich komplexe Regelkreise von Matlab-Simulink ausführen. Die folgende Abbildung zeigt den realisierten Prototyp.

Abbildung 1: Prototyp: links hinten: Hochspannungsversorgung; rechts hinten: Leistungsverstärker;   links vorne: Real-Time-Hardware; rechts vorne: Filter und Anschlüsse

Abbildung 1: Prototyp: links hinten: Hochspannungsversorgung; rechts hinten: Leistungsverstärker;
links vorne: Real-Time-Hardware; rechts vorne: Filter und Anschlüsse

Die Arbeit ist gesperrt ab 03. Oktober 2008 auf 5 Jahre.

21. September 2008