ISSN:
1432-0681
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Übersicht Präzisionswaagen mit einem Auflösevermögen bis 107 sind extrem empfindlich gegenüber Fehlertoleranzen ihrer Bauteile. Insbesondere setzt der Reglerentwurf für solche Waagen die Kenntnis solcher Fehlereinflüsse voraus. Da das Modell einen Frequenzbereich bis 4 kHz abbilden muß, werden bis zu 200 Freiheitsgrade mit einer Vielzahl elastischer Eigenformen berücksichtigt. Das System ist dynamisch zwar linear, enthält die Bauparameter jedoch in nichtlinearer Form. Die für die Reglerauslegung wichtigen Abweichungen von der mittleren Amplitudenfrequenzfunktion werden in folgender Weise bestimt: Gegeben sind ein nominaler Parametersatz und alle Fehlertoleranzen aus Konstruktion und Fertigung. Gesucht ist diejenige Kombination von Bauparametern und ihrer Toleranzen, die bei jeder Frequenz die maximale Abweichung von der nominalen Frequenzfunktion ergibt. Das daraus folgende nichtlineare Optimierungsproblem liefert zusammen mit einem großen Satz von Ungleichungsnebenbedingungen die Lösung. Von nahezu 500 Bauparametern haben nur etwa 20 Parameter eine wesentlichen Einfluß, insgesamt etwa 95%, auf die Streuung der Amplitudenfrequenzfunktion.
Notes:
Summary High precision balances with resolutions up to 107 are extremely sensitive to tolerances of the design parameters. The influence of these tolerances with respect to the dynamical behavior of the balance must be known for lay-out purposes of the balance control unit. The balance is modeled within a range of 4 kHz which results in about 200 degrees of freedom including a large number of elastic modes of all components. The system is linear with respect to dynamics but parameter influences are nonlinearly contained in the amplitude-frequency-function. Of central importance for control design is the following problem: Given a nominal set of design parameters and their relevant tolerances as foreseen by design and realized by manufacturing. Given further on the nominal amplitude-frequency-function for that set. Search for that combination of parameters and their tolerances which generate maximum deviations from the nominal amplitude-frequency-function at each frequency. This optimization problem is solved with a series of constraints applying sensitivity analysis for a pre-selection and then maximizing the deviations. Out of nearly 500 parameters of the balance only about 20 parameters have 95% of the influence on the deviations.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF00788411
Permalink
