10.21268/20160901-160159
Ballesteros Pazó, Pablo
Discrete-time LPV gain-scheduling controllers for the rejection of harmonic disturbances
Universitätsbibliothek der TU Clausthal
2016
Universitätsbibliothek der TU Clausthal
Bohn, Christian
Schwingungskompensation
Schallunterdrückung
LPV
2016-09-01
en
dissertation
Orbital friction welding is introduced as an alternative welding process for the
manufacturing of Titanium blisks. Due to a comparative examination of linear and
orbital friction welding, it could be proven that the different kinetics of the orbital
friction welding process results in an improved heat generation.
In addition to the advanced process characteristics, the influence of the relative
motion on the microstructure development in the weld zone was investigated. EBSD
measurements revealed a stronger texture in Ti-6Al-4V linear friction welds in the
direction of the reciprocating motion as compared to orbital friction welds at the same
position.
By performing a parameter optimization for Ti-6Al-4V orbital friction welds it was
found, that due to a gradually increase of the friction pressure it is possible to
minimize the weld zone and decrease the welding temperature. This process control
enables to avoid the α-β phase transformation which is known to cause high tensile
residual stresses in the weld line of Ti-6Al-4V linear friction welds.
Das Thema dieser Dissertation ist die Unterdrückung harmonischer Störungen mit zeitver
änderlichen, aber bekannten Frequenzen. Diese Problematik tritt z.B. typischerweise
in Umgebungen auf, in denen rotierende Maschinen betrieben werden, deren Winkelgeschwindigkeiten
variieren wie z.B. in Automotive-Anwendungen oder in Flugzeugen.
Typische adaptive Lösungsansätze im Bereich Active Noise Control (ANC) und Active
Vibration Control (AVC) wie beispielsweise FxLMS (Filtered x Least Mean Square) Regler
weisen jedoch den entscheidenden Nachteil auf, dass bei variablen Störfrequenzen die
Stabilität nicht nachgewiesen werden kann.
Diese Arbeit benutzt sogenannte Linear Parameter Varying (LPV) Reglerentwurfsmethoden,
um die Stabilitäat bei Änderungen der zeitvariablen Störfrequenzen zu garantieren.
Dabei werden vier Ansätze basierend auf dem Internal Model Prinzip dargestellt. Der Regler
muss ein Modell der Störung enthalten, um diese unterdrücken zu können. Ändert sich
die Störfrequenz mit der Zeit, so ändert sich auch der Regler mit dem Störungsmodell.
Diese Dissertation beschäftig sich mit LPV-Reglern zur die Unterdrückung der harmonischen
Störungen.
Es wurden zwei Regler basierend auf einen LPV-Zustandsrückführungsbeobachter sowie
zwei LPV-Ausgangsrückführungsregler entworfen und mit experimentellen Ergebnissen
an drei verschiedenen Prüfständen validiert. So wurde ein Multiple Input Multiple
Output (MIMO) Regler in einem Golf VI Variant für die Unterdrückung induzierter Motorschwingungen
getestet. Ebenfalls wurden Single Input Single Output (SISO)-Regler
sowohl anhand eines aufgebauten Prüfstands zur aktiven Schwingungskompensation als
auch anhand eines Prüfstands zur aktive Schallkompensation getestet und validiert. Dabei
konnten sehr gute Ergebnisse erzielt werden, um Störungen mit zeitveränderlichen
Frequenzen zu unterdrücken. Die angewandten LPV Reglerentwurfsmethoden wurden in
dieser Arbeit zeitdiskretverwendet, weshalb die Implementierung der Regler in Echtzeit
relativ einfach ist. Eine stabile Umschaltung zwischen den Reglern wird in dieser Dissertation
auch vorgestellt. Diese Umschaltung vergrößert den Bereich des Reglers, in dem
Störfrequenzen unterdrükt werden können.
urn:nbn:de:gbv:104-20170119-160927-2
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