Kurzfassung In diesem Beitrag wird eine neue Herangehensweise zur Modellierung elektrischer Syste... more Kurzfassung In diesem Beitrag wird eine neue Herangehensweise zur Modellierung elektrischer Systeme mit Schaltbauelemen-ten (d.h. mit variabler Struktur) vorgeschlagen. Dazu werden die elektrischen Schaltbauelemente durch unilaterale Bindungen beschrieben. Die Modellierung basiert auf dem Einsatz des Lagrange-Formalismus für elektromecha-nische Systeme und der Formulierung der Gültigkeitskriterien für die Strukturauswahl als lineares Komplementa-ritätsproblem. Die gewählte Methode ist Voraussetzung für eine Vereinheitlichung der Modellierung strukturvari-abler elektromechanischer Systeme.
Einleitung Die Stabilisierung von magnetisch gelagerten Körpern ist seit vielen Jahren Stand der ... more Einleitung Die Stabilisierung von magnetisch gelagerten Körpern ist seit vielen Jahren Stand der Tech-nik. Für ultraschnell laufende Rotoren sind jedoch die im Allgemeinen erreichbaren Rege-lungstoleranzen nicht ausreichend. In diesem Beitrag wird deshalb eine Regelstrategie unter Verwendung der inversen Dynamik des Systems vorgeschlagen.
The usage of the linear complementarity problem (LCP) for modelling electrical systems with varia... more The usage of the linear complementarity problem (LCP) for modelling electrical systems with variable structure is shown. Starting point is a method for modelling electromechanical systems (EMS) using a unified mathematical theory based on the Lagrange formalism. The variable structure is represented by unilateral constraints depending on the characteristics of the switching components. This makes it possible to include such components into the unified theory and, this way, to extend the class of EMS which can be covered.
A method to control mechatronic systems using inverse dynamics is proposed based on a unified mat... more A method to control mechatronic systems using inverse dynamics is proposed based on a unified mathematical approach. The reaction forces and voltages of a partially kinemat-ically controlled electromechanical system are used to generate a so-called augmented PD dynamic control law consisting of a non-linear feedforward and a linear feedback. The global stability of the controller can be proved by constructing a convenient Lyapunov function.
Die betrachteten 1D-Spiegel sind aus Silizium-Wafern geätzte Mikrostrukturen, die durch zwei Fede... more Die betrachteten 1D-Spiegel sind aus Silizium-Wafern geätzte Mikrostrukturen, die durch zwei Federn mit einem starren Rahmen verbunden sind. Sie werden mittels zweier Elektroden um die y-Achse (Winkel α) elektrostatisch ausgelenkt. Dabei wird auch eine Bewegung vertikal zu den Elektroden (z-Richtung) angeregt. Für solche elektromechanischen Systeme (EMS) sollen dynamische Untersuchungen mittels nichtlinearer und linearisierter Bewegungsgleichungen durchgeführt werden. Zum Simulationswerkzeug alaska wird ab der Version 3.0 zu diesem Zweck ein EMS-Modul angeboten, dem eine einheitliche, auf dem Lagrange-Formalismus basierende mathematische Theorie zugrunde liegt [1]. Mit seiner Hilfe können diskrete EMS (endlicher Freiheitsgrad) mit elektrisch linearen Konstitutivgleichungen durch Kopplung von Starrkörpermechanik und Kirchhoff-Theorie beschrieben werden.
Die Entwicklung Kamera-basierter Messsysteme ist ein komplexer und aufwändiger Prozess, bei dem n... more Die Entwicklung Kamera-basierter Messsysteme ist ein komplexer und aufwändiger Prozess, bei dem neben algorithmischen Fragen vor Allem der Einfluss von Nicht-Idealitäten eine wichtige Rolle spielt. Es wird eine Methodik vorgestellt, bei der durch den Einsatz moderner Modellierungsverfahren ein zielgerichteter Entwurf mit wenigen Iterationen erreicht wird. Die Validierung des Gesamtsystems wird dabei durch die Verwendung der entstehenden Modelle als „Goldene Referenz“ unterstützt.
Kurzfassung In diesem Beitrag wird eine neue Herangehensweise zur Modellierung elektrischer Syste... more Kurzfassung In diesem Beitrag wird eine neue Herangehensweise zur Modellierung elektrischer Systeme mit Schaltbauelemen-ten (d.h. mit variabler Struktur) vorgeschlagen. Dazu werden die elektrischen Schaltbauelemente durch unilaterale Bindungen beschrieben. Die Modellierung basiert auf dem Einsatz des Lagrange-Formalismus für elektromecha-nische Systeme und der Formulierung der Gültigkeitskriterien für die Strukturauswahl als lineares Komplementa-ritätsproblem. Die gewählte Methode ist Voraussetzung für eine Vereinheitlichung der Modellierung strukturvari-abler elektromechanischer Systeme.
Einleitung Die Stabilisierung von magnetisch gelagerten Körpern ist seit vielen Jahren Stand der ... more Einleitung Die Stabilisierung von magnetisch gelagerten Körpern ist seit vielen Jahren Stand der Tech-nik. Für ultraschnell laufende Rotoren sind jedoch die im Allgemeinen erreichbaren Rege-lungstoleranzen nicht ausreichend. In diesem Beitrag wird deshalb eine Regelstrategie unter Verwendung der inversen Dynamik des Systems vorgeschlagen.
The usage of the linear complementarity problem (LCP) for modelling electrical systems with varia... more The usage of the linear complementarity problem (LCP) for modelling electrical systems with variable structure is shown. Starting point is a method for modelling electromechanical systems (EMS) using a unified mathematical theory based on the Lagrange formalism. The variable structure is represented by unilateral constraints depending on the characteristics of the switching components. This makes it possible to include such components into the unified theory and, this way, to extend the class of EMS which can be covered.
A method to control mechatronic systems using inverse dynamics is proposed based on a unified mat... more A method to control mechatronic systems using inverse dynamics is proposed based on a unified mathematical approach. The reaction forces and voltages of a partially kinemat-ically controlled electromechanical system are used to generate a so-called augmented PD dynamic control law consisting of a non-linear feedforward and a linear feedback. The global stability of the controller can be proved by constructing a convenient Lyapunov function.
Die betrachteten 1D-Spiegel sind aus Silizium-Wafern geätzte Mikrostrukturen, die durch zwei Fede... more Die betrachteten 1D-Spiegel sind aus Silizium-Wafern geätzte Mikrostrukturen, die durch zwei Federn mit einem starren Rahmen verbunden sind. Sie werden mittels zweier Elektroden um die y-Achse (Winkel α) elektrostatisch ausgelenkt. Dabei wird auch eine Bewegung vertikal zu den Elektroden (z-Richtung) angeregt. Für solche elektromechanischen Systeme (EMS) sollen dynamische Untersuchungen mittels nichtlinearer und linearisierter Bewegungsgleichungen durchgeführt werden. Zum Simulationswerkzeug alaska wird ab der Version 3.0 zu diesem Zweck ein EMS-Modul angeboten, dem eine einheitliche, auf dem Lagrange-Formalismus basierende mathematische Theorie zugrunde liegt [1]. Mit seiner Hilfe können diskrete EMS (endlicher Freiheitsgrad) mit elektrisch linearen Konstitutivgleichungen durch Kopplung von Starrkörpermechanik und Kirchhoff-Theorie beschrieben werden.
Die Entwicklung Kamera-basierter Messsysteme ist ein komplexer und aufwändiger Prozess, bei dem n... more Die Entwicklung Kamera-basierter Messsysteme ist ein komplexer und aufwändiger Prozess, bei dem neben algorithmischen Fragen vor Allem der Einfluss von Nicht-Idealitäten eine wichtige Rolle spielt. Es wird eine Methodik vorgestellt, bei der durch den Einsatz moderner Modellierungsverfahren ein zielgerichteter Entwurf mit wenigen Iterationen erreicht wird. Die Validierung des Gesamtsystems wird dabei durch die Verwendung der entstehenden Modelle als „Goldene Referenz“ unterstützt.
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