Positionsbestimmung und sensorlose Regelung von Magnetaktoren

Magnetaktoren, insbesondere solche, die auf dem Reluktanzprinzip beruhen und wo mechanische Arbeit durch translatorische Bewegungen verrichtet wird, wie Magnetventile, magnetische Schalter, Magnetkupplungen etc., sind typische Steuerungs- und Antriebselemente mechatronischer Systeme, bspw. in der Fahrzeugtechnik.

Anders als bei geregelten Proportionalventilen werden die meisten dieser Typen von Magnetaktoren rein gesteuert betrieben und mechanische Größen, wie die Position und die Geschwindigkeit, stehen nicht zur Rückführung in einem Regelkreis zur Verfügung. Die Bestückung mit dedizierten Sensoren ist häufig aufgrund des gering vorhandenen Bauraums nicht möglich oder aus wirtschaftlicher Sicht nicht sinnvoll. Dagegen ermöglicht die Kenntnis der mechanischen Größen die potentielle Entwicklung zahlreicher Funktionen, z. B. im Zusammenhang der Geräusch-, Vibrations- und Verschleißreduktion, in der Zustandsüberwachung und Fehlerdiagnose und ferner zur Realisierung sensorlos geregelter Proportionalventile.

Der Lehrstuhl für Systemtheorie und Regelungstechnik beschäftigt sich in Zusammenarbeit mit dem Institut für Systemdynamik der HTWG Konstanz mit der Entwicklung von modellbasierten Methoden zur Positionsbestimmung und sensorlosen Regelung basierend auf der alleinigen Messung der elektrischen Größen, wie Strom und Spannung. Der Forschungsschwerpunkt liegt dabei auf nichtlinearen Beobachtern und dem Zugang zur Positionsbestimmung über Signalinjektion.