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Nichtlinearer digitaler Reibungsbeobachter zur adaptiven Reibungskompensation bei Bewegungsregelungen

Nonlinear digital friction observer for adaptive friction compensation in motion control

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e & i Elektrotechnik und Informationstechnik Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Bei Bewegungsregelungen kann das Folgeverhalten durch Reibung deutlich verschlechtert werden. Durch einen Reibungsbeobachter kann in diesem Fall ein Schätzwert für die Reibung ermittelt und mittels adaptiver Kompensation der Reibung deren Einfluss deutlich verringert werden. Im vorliegenden Beitrag wird auf der Basis eines bekannten kontinuierlichen nichtlinearen Reibungsbeobachters ein neuer digitaler nichtlinearer Reibungsbeobachter entwickelt, der einfach zu parametrieren ist. Anhand einer mechanischen Modellregelstrecke wurde mit Echtzeituntersuchungen und Simulationen der Einsatz dieses Reibungsbeobachters zur Reibungskompensation untersucht und mit dem Einsatz eines digitalen linearen Reibungsbeobachters verglichen. Diese Untersuchungen zeigen, dass die Verschlechterung des Folgeverhaltens durch Reibung durch eine adaptive Reibungskompensation mit dem neuen digitalen nichtlinearen Reibungsbeobachter wesentlich geringer ist als mit dem linearen Reibungsbeobachter.

Abstract

Friction can deteriorate the tracking behavior of motion control. By use of a friction observer an estimated value of the friction can be determined and through adaptive compensation of the friction its influence can be weakened. The following article developes a new digital nonlinear friction observer on ground of an already known continuous nonlinear friction observer, which can easily be parametrized. A mechanical model is used to compare this nonlinear friction observer with a linear one during simulations and real time investigation. The investigation shows that the effect of deterioration of the tracking behavior through friction is less significant with the new digital nonlinear friction observer than with the linear friction observer.

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Authors and Affiliations

  1. Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik, Technische Universität Wien, Gußhausstraße 27-29/376, 1040, Wien, Austria

    R. Noisser Ao. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.

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  1. R. Noisser Ao. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.
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Noisser, R. Nichtlinearer digitaler Reibungsbeobachter zur adaptiven Reibungskompensation bei Bewegungsregelungen. Elektrotech. Inftech. 121, 275–281 (2004). https://doi.org/10.1007/BF03055376

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