MA Peter Scherer

Master-Arbeit Peter Scherer, 2019

Beiträge zum Steuerungs- und zum Reglerentwurf für Aktuatoren auf der Basis dielektrischer Elastomere

Kurzfassung

Aktuatoren, welche auf dielektrischen Elastomeren basieren, erfreuen sich in den vergangenen Jahren einer steigenden Beliebtheit in Wissenschaft und Industrie.
Dabei werden sie häufig aufgrund ihres stark nichtlinearen Verhaltens nur im schaltenden Betrieb verwendet.
Methoden wie LMI-basierte PID-Regler haben sich zwar bereits etabliert und besitzen ausreichende Robustheitseigenschaften, allerdings weisen sie beim Trajektorienfolgeproblem Defizite auf.

In dieser Arbeit wird gezeigt, dass ein Kreismembranaktor, welcher auf dielektrischen Elastomeren basiert, ein flaches System darstellt.
Für verschiedene Approximationsgrade des Aktormodells werden flachheitsbasierte Steuerungen und ein Folgeregler entworfen.
Ebenso wird gezeigt, dass die Nachteile der etablierten PID-Regler durch die entworfenen, nichtlinearen Steuerungen aufgehoben werden können.
Sämtliche vorgestellten Methoden werden neben der Simulation auch am realen Versuchsaufbau validiert und miteinander verglichen.

Betreuer

Prof. Dr.-Ing. habil. J. Rudolph
M.Sc. Abdurrahman Irscheid