Leistungsultraschallsysteme erfreuen sich bei vielen industriellen Anwendungen immer größerer Beliebtheit. Diese sind zum Beispiel das Schweißen von Metallen sowie Kunststoffen, das Drahtbonden oder das Ultraschallreinigen. Viele dieser Anwendungen arbeiten mit resonant betriebenen Ultraschallschwingern, deren Parameter durch diverse Umweltfaktoren während des Betriebs beeinflusst werden. Um dennoch einen stabilen Betrieb zu ermöglichen, werden Regler eingesetzt, die für einen konstanten Betriebspunkt sorgen. Die Effizienz der verwendeten Regleralgorithmen hängt in einem hohen Maße von der Kenntnis des Systems ab. Aufbauend auf vorhandenen Lösungsansätzen, werden Modelle im Zustandsraum entwickelt, die eine modellbasierte, betriebspunktabhängige Reglerauslegung für eine Phasenregelschleife erlauben. Neben linearverstärkergespeisten Systemen werden wechselrichtergespeiste Ultraschallschwinger modellbasiert und experimentell untersucht.
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Bibliographische Angaben
Auflage
1/2023
Copyrightjahr
2023
ISBN-Online
978-3-95900-817-4
Verlag
TEWISS, Garbsen
Reihe
Berichte aus dem IDS
Sprache
Deutsch
Seiten
112
Produkttyp
Monographie
Inhaltsverzeichnis
KapitelSeiten
Vorwort Kein Zugriff
Inhaltsverzeichnis Kein Zugriff
Formelverzeichnis Kein Zugriff
Kurzfassung Kein Zugriff
Abstract Kein Zugriff
1 Einleitung Kein Zugriff Seiten 1 - 4
2.1 Beispiele für Ultraschallanwendungen mit hoher Lastdynamik Kein Zugriff
2.2.1 Modale Ersatzmodelle für Ultraschallsysteme Kein Zugriff
2.2.2 Ansätze zur Kompensation der Parallelkapazität Kein Zugriff
2.2.3 Mittelwertmodelle für schwingungsfähige Systeme Kein Zugriff
2.2.4 Ultraschallschwinger mit Last und ihr Einfluss auf die Regelung Kein Zugriff
2.3 Transientes Verhalten von Ultraschallwandlern Kein Zugriff
2.4.1 Analogverstärker Kein Zugriff
2.4.2 Schaltende Verstärker Kein Zugriff
2.5.1 Autoresonante Ansteuerung Kein Zugriff
2.5.2 Resonante Ansteuerung mittels einer Phasenregelschleife Kein Zugriff
2.5.3 Vektorregelung für Ultraschallsysteme Kein Zugriff
2.5.4 Phasenempfindliche Demodulation Kein Zugriff
3.1 Defizite im Stand des Wissens Kein Zugriff
3.2 Ziele der vorliegenden Arbeit Kein Zugriff
3.3 Angestrebte Methodik zur Lösung der vorhandenen Fragestellungen Kein Zugriff
4.1 Herleitung eines geeigneten Mittelwertmodells Kein Zugriff
4.2.1 Untersuchungen zum transienten Verhalten von Ultraschallwandlern Kein Zugriff
4.3.1 Autoresonanter Betrieb Kein Zugriff
4.3.2 Phasenregelschleife Kein Zugriff
4.3.3 Vergleich der Betriebsarten Kein Zugriff
4.3.4 Reglerparametrierung mittels Polstellenkompensation der offenen Regelstrecke Kein Zugriff
4.3.5 Reglerparametrierung mittels Vorgabe der Polstellen Kein Zugriff
4.4.1 Entkopplung der Freiheitsgrade Kein Zugriff
4.4.2 Transientes Verhalten von Ultraschallwandlern unter Berücksichtigung der Wechselrichterdynamik Kein Zugriff
4.4.3.1 Betrieb in Schwingerresonanz Kein Zugriff
4.4.3.2 Betrieb in Gesamtsystemresonanz Kein Zugriff
4.4.4.1 Reglerparametrierung nach Polstellenvorgabe für den Betrieb in Schwingerresonanz Kein Zugriff
4.4.4.2 Reglerparametrierung nach Polstellenvorgabe für den Betrieb in Gesamtsystemresonanz Kein Zugriff
4.4.5 Vergleich der Betriebspunkte Kein Zugriff
5.1.1 Betrieb mit Linearverstärkern Kein Zugriff
5.1.2 Betrieb mit schaltenden Verstärkern Kein Zugriff
5.2.1 Betrieb mit Linearverstärkern Kein Zugriff
5.2.2 Betrieb mit schaltenden Verstärkern Kein Zugriff
5.3.1 Betrieb mit Linearverstärkern Kein Zugriff
5.3.2.1 Betrieb in Schwingerresonanz Kein Zugriff
5.3.2.2 Betrieb in Gesamtsystemresonanz Kein Zugriff
6.1 Lastemulation Kein Zugriff
6.2 Aufbau des Prüfstandes Kein Zugriff
6.3.1 Betrieb mit Linearverstärkern Kein Zugriff
6.3.2 Betrieb mit schaltenden Verstärkern Kein Zugriff
7 Diskussion der erzielten Ergebnisse Kein Zugriff Seiten 98 - 99
8 Zusammenfassung und Ausblick Kein Zugriff Seiten 100 - 101
Anhang Kein Zugriff Seiten 102 - 103
Literaturverzeichnis Kein Zugriff Seiten 104 - 110
