Kraftregelung gekoppelter hydraulischer Antriebe

Die Kraftregelung servohydraulischer Linearantriebe kann aufgrund ihrer nichtlinearen Eigenschaften und der üblicherweise geringen Dämpfung eine Herausforderung darstellen. Dies gilt insbesondere, wenn mehrere Antriebe auf dasselbe (flexible) mechanische System einwirken. Ein Beispiel hierfür sind Strukturversuche in Luftfahrtanwendungen. Bei diesen Versuchen werden Lastprofile mit einer Vielzahl von hydraulischen Aktuatoren auf Prüflinge aufgeprägt, um deren Lebensdaueranforderungen zu evaluieren. In der vorliegenden Arbeit wird die Kraftregelung gekoppelter hydraulischer Aktuatoren am Beispiel von Luftfahrt-Strukturversuchen untersucht. Hierzu wird zunächst die regelungstechnische Modellierung flexibler mechanischer Bauteile sowie servohydraulischer Aktoren beschrieben. Darauf aufbauend wird zur Parametrierung der mechanischen Modelle eine Identifikationsmethodik anhand von Prüfstandsdaten vorgestellt. Anhand der Modelle wird der Einfluss verschiedener Systemparameter auf Kopplung und Dynamik des Systems analysiert. Ziel ist es, den Regelkreis zu bedämpfen und das Folgeverhalten aller Aktuatoren zu verbessern. Die Kombination aus modellbasierter Vorsteuerung und Korrekturregelung erweist sich als zielführend. Das Regelkonzept wird an einem zweikanaligen Prüfstand erprobt. Abschließend werden Versuchsergebnisse mit dem Vorsteuerkonzept an einem sechskanaligen Demonstratorprüfstand präsentiert. Die Arbeit zeigt, dass ein konstruktiv optimiertes Aktorsystem eine deutlich schnellere, geregelte Aufprägung von Lastprofilen an gekoppelten, hydraulischen Aktoren ermöglicht. Dies ist im Hinblick auf die notwendigen Neuentwicklungen im Luftfahrtbereich mit dem Ziel der Reduktion von Treibhausgasemissionen und dem steigenden Bedarf an Strukturversuchen von Bedeutung.