Projekt innovative Antriebsregelung und Motortestsysteme

Optimierte Antriebsregelung und miniaturisierte Prüfstände für und mit eingebetteten Systemen

Im Kontext studentischer Hochschularbeiten entwickeln wir innovative Konzepte zur Antriebsregelung für eingebettete Systeme niederer Leistungsklassen. Ausgehend von der Idee, ein intelligentes Antriebssystem als skalierten Versuchsträger aufzubauen, entwickeln wir kreative und intelligente Konzepte.

Antriebsregelung

Neben der Optimierung der Produktkosten bietet die Wahl des richtigen Motorentyps, beispielsweise eines BLDC- oder DC-Motors, auch erheblichen Einfluss auf die Dynamik und Laufruhe des Antriebsstrangs, sodass das gewählte Regelungskonzept ebenfalls entsprechend optimiert sein muss.

Unser Junior Engineer Alex Schmees entwickelte in seiner Praxisphase und Bachelorarbeit eine feldorientierte Regelung für BLDC Antriebe samt teilautomatisierter Parameterschätzung und evaluierte die bereits seriennah implementierten Konzepte erfolgreich an einem Micro Controller basiertem RCP-System.

Motoprüfstand

Ein Produkt ist nur so gut, wie sein Test. Daher entwickelte unser Junior Engineer Johan Westerink in seiner Bachelorarbeit einen miniaturisierten Motorprüfstand mit einer Wirbelstrombremse, um somit hochdynamisch und reibungsfrei eine Vielzahl an Testszenarien für Elektromotoren zu realisieren.

Neben dem Aufbau und der Integration einer Vielzahl an Sensoren, wie beispielsweise Wägezellen und Quadratur Encoder, befasste er sich mit der theoretischen und experimentellen Modellierung und Identifikation der Bremscharakteristik, um die optimierte Ansteuerung der Bremse für bestmögliche Leistungstests der angeschlossenen Antriebe zu ermöglichen.

Online-Systemidentifikation

Mit der sukzessiven Weiterentwicklung der Regelungs-algorithmen automatisieren wir bis dato aufwändig manuell durchgeführte Messungen an den Motoren. Beispielsweise durch sequenzielle, Effekt-bezogene Kalibiermessungen sind wir in der Lage, während der Initialisierung unseres Motor-Controllers, alle für die Regelung relevanten Größen, wie beispielsweise Widerstände und Induktivitäten zu vermessen. Sich während der Laufzeit verändernde Prozessgrößen wie beispielsweise Last- und Störmomente identifizieren wir u.a. mit nichtlinearen, Lyapunov-basierten Prozessbeobachtern.

Natürlich treiben wir unsere Algorithmen bis hin zur vollständigen serienreifen Implementierung auf unserem Micro-Controller basierten RCP-System und haben immer die spätere Produkt-Applikation im Entwicklungsfokus.

Alternative Antriebskonzepte

Egal ob DC-, Synchron- oder Asynchron-Motor: Unsere Bibliothek an Regelungskonzepten, Inverter-Betriebsstrategien und der Wirbelstrombremsen-Prüfstand bieten das Potential zur fundierten und schnellen Analyse unterschiedlicher Systemtopologien vom günstigen DC-Motor bis hin zur hochoptimierten Synchron-Reluktanz Maschine.

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Guido Stollt

Prof. Dr.-Ing. Guido Stollt

Geschäftsführer

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Sven Schwarzer

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