Antriebsinterne Frequenzanalyse zur Parameteroptimierung von Servoreglern

Abstract:
Hochdynamische Servoantriebe sind weiterhin ein schnell wachsendes Marktsegment. Bürstenlose Konzepte haben sich hier besonders im Blick auf Zuverlässigkeit und Baugröße der Motoren als sehr vorteilhaft erwiesen. Dabei wurden immer komplexere Regelalgorithmen mit zusätzlicher Logik und ausgereifter Leistungselektronik möglich. Trotz immer aufwändigerer Antriebssysteme erhöhten sich deren Baugröße und Kosten dank großer Fortschritte in der Halbleitertechnik nicht. Jede neue Antriebsgeneration stellt mehr Dynamik, mehr Flexibilität und eine höhere Integrationsdichte zur Verfügung. Neben der Erweiterung der Möglichkeiten die moderne Antriebssysteme bieten, erhöht sich gleichzeitig auch die Komplexität der Aufgabe, die wachsende Anzahl der Parameter optimal auf die jeweilige Aufgabe abzustimmen, um die größte mögliche Dynamik zu erreichen. Einige Benutzeroberflächen bieten schon jetzt komfortable Oszilloskopfunktionen an. Besonders in dynamisch anspruchsvollen Anwendungen reicht es jedoch nicht mehr aus, den Regler ausschließlich im Zeitbereich nur mit Hilfe der Betrachtung der Sprungantwort zu optimieren. Um eine Systemanalyse und -identifikation im Frequenzbereich durchzuführen, bedarf es teurer zusätzlicher Geräte und der Fähigkeit, diese Geräte zu bedienen. Alternativ ist es auch möglich, das Übertragungsverhalten des gesamten Systems zu modellieren und dann offline eine Frequenzanalyse dieses Modells durchzuführen. Diese Möglichkeit ist einerseits sehr zeitaufwändig und andererseits sind auch hier Spezialwissen und -fertigkeiten notwendig.