Wir gratulieren Andreas Kohlstedt zur Promotion

News / 07. April 2021

Andreas Kohlstedt promovierte erfolgreich zu »Modellbasierte Synthese einer hybriden Kraft-/ Positionsregelung für einen Fahrzeugachs- prüfstand mit hydraulischem Hexapod« unter Prof. Trächtler.

Dr.-Ing. Andreas Kohlstedt und Prof. Dr.-Ing. habil. Ansgar Trächtler
© Heinz Nixdorf Institut
Dr.-Ing. Andreas Kohlstedt und Prof. Dr.-Ing. habil. Ansgar Trächtler

Die Dissertation von Andreas Kohlstedt thematisiert den Entwurf einer hybriden Kraft-/Positionsregelung für einen hydraulischen Hexapod, der als Anregungseinheit in einem PKW-Achsprüfstand dient. Während bei konventionellen Anlagen die iterativ lernende Regelung (ILR) eingesetzt wird, um unter hohem Zeitaufwand die Stellsignale der Antriebe zu bilden, besteht das Alleinstellungsmerkmal der vorliegenden Synthese in der Verwendung echtzeitfähiger Regelungsalgorithmen. Das ermöglicht auch Hardware-in-the-Loop-Anwendungen. Der Stand von Technik und Forschung zeigt, dass Regelungsansätze für anspruchsvolle Aufgaben die Bewegungsgleichungen von Manipulator und Kontaktpartner einbeziehen. In der Dissertation werden daher die Bewegungsgleichungen des Hexapod und des Prüflings, einer MacPherson-Radaufhängung, hergeleitet. Dabei geht die Modellierungstiefe der Radaufhängung weit über den Stand von Technik und Forschung hinaus. Mithilfe der Modelle wird eine aus der Literatur bekannte Regelung, die allgemeingültig weiterentwickelt wird, sowie eine Regelung nach der exakten Ein-/Ausgangslinearisierung für den Hexapod entworfen.

Der zweitgenannte Ansatz erweist sich für den vorliegenden Anwendungsfall als prädestiniert. Die hohe Leistungsfähigkeit beider Regelungen und deren Eignung für Betriebsfestigkeitsversuche wird anhand von Computersimulationen nachgewiesen. Für die Erprobung am Prüfstand fehlte vereinzelt Sensorik, vor allem aber ein hochwertiger Parametersatz für den Prüfling seitens des Herstellers. Nicht zuletzt deshalb werden in der Arbeit weitere Regelungsansätze beschrieben, die weniger Modellwissen erfordern. Für einen dieser Ansätze enthält die Arbeit auch Messergebnisse vom Prüfstand. Es zeigt sich, dass die mit diesem Regler erzielten Ergebnisse bisher dokumentierte echtzeitfähige Regelungen deutlich übertreffen. Betriebsfestigkeitsprüfungen mit besonders hohen Dynamikanforderungen werden durch eine ebenfalls beschriebene ILR ermöglicht.