Digitale Lageregelung an numerisch gesteuerten Fertigungseinrichtungen

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung di- gitaler Lageregelsysteme an Ne-Maschinen. Es wird gezeigt, wie die Kaskadenstruktur - Lageregelkreis mit unterlagertem Geschwindigkeitsregelkreis -, die zum gro-- Ben Teil heute noch in Analogtechnik ausgefuhrt ist, in eine digitale Loesung mit einem Rechner umgesetzt werden kann. Da- zu wird sowohl auf geratetechnische Gesichtspunkte beim Auf- bau derartiger Regelkreise, als auch auf die Reglergleichungen eingegangen. Fur die Lage- und Geschwindigkeitsregelalgorith- men (parameteroptimierte Regler) werden optimale Einstellwer- te abgeleitet. Ausserdem wird auf die Auswirkungen der Quan- tisierungsungenauigkeiten bei der Ableitung des Geschwindig- keitswertes aus dem Signal des Lagemesssystems auf das Ver- halten des Geschwindigkeitsregelkreises hingewiesen. Zur Er- ganzung und uberprufung der theoretischen uberlegungen wurden die Regelkreise mit einem Mikrorechner an einem Versuchsstand (Werkzeugmaschinenschlitten) aUfgebaut. Das Hauptgewicht der Arbeit liegt auf der Betrachtung zeit- diskreter Zustandsregler (strukturoptimale Regler). Die theo- retischen Ergebnisse machen deutlich, dass besonders bei An- trieben mit - Totzeitverhalten oder - elastischem ubertragungssystem diese Regelstrategie einer konventionellen Loesung uberlegen ist. Im Zusammenhang mit der praktischen Anwendung von Zustands- reglern steht die Erfassung von nicht direkt oder nur schwer messbaren Zustands- und Stoergroessen durch Beobachter. So werden Zustands- und Stoergroessenbeobachter fur verschiedene Grund- formen des Zeitverhaltens von Vorschubantrieben hergeleitet. Eine wichtige Rolle beim Beobachtereinsatz spielt die Frage der Empfindlichkeit des Algorithmus. Die Diskussion dieser Frage am Beispiel eines Beobachters zur Rekonstruktion der Motorbeschleunigung deutet auf eine geringe Empfindlichkeit 110 bezuglich Parameterschwankungen und Stoerungen des Messsignals hin.