Modellierung und Regelung von Aktoren aus Formgedächtnislegierungen

Abstract:
Der Beitrag informiert über die Einsatzmöglichkeiten von Formgedächtnislegierungen als Stellantriebe und gliedert sich in zwei Teile. Der erste Teil behandelt die Modellierung von Formgedächtnislegierungen mit extrinsischem Zweiwegverhalten. Basierend auf der thermodynamischen Energiebilanz sowie thermischen, elektrischen und mechanischen Teilmodellen (Temperaturhysterese, Widerstands- und Dehnungsverhalten) erfolgt eine makroskopische Beschreibung des Aktorverhaltens. Teil zwei beschreibt den Entwurf und die Bewertung der Regelung eines Aktors aus Formgedächtnislegierungen für Stellbewegungen. Dabei werden insbesondere die Möglichkeiten durch Self-Sensing, d.h. inhärent sensorische Eigenschaften, untersucht, die z.B. eine Positionsregelung durch Widerstandsmessung ermöglichen. Hierfür müssen Nichtlinearitäten wie Hysteresen in der Regelung berücksichtigt werden.