MA Marc Janocha

Kurzfassung

Formgedächtnislegierungen stellen durch hohe übertragbare Kräfte bei gleichzeitig niedrigem Gewicht eine vielversprechende Aussicht in der Entwicklung neuartiger Aktuatoren dar. Das stark nichtlineare, gedächtnisbehaftete Verhalten des Materials erschwert jedoch die exakte Positionierung solcher Aktuatoren. Möglichkeiten zur Regelung der Aktuatorposition sind bislang nur wenig untersucht. Bisherige Ansätze verwenden zur Lösung dieser Aufgabe meist heuristische Methoden.

In der vorliegende Arbeit wird ein Konzept zur flachheitsbasierten Positionsregelung eines Formgedächtnisaktuators auf Basis eines thermodynamisch motivierten Materialmodells untersucht. Hierfür wird zunächst ein Modell des Gesamtsystems erstellt. Aus diesem Modell werden daraufhin Steuerungs- und Regelungsalgorithmen abgeleitet, die sich zur Verwendung in Echtzeitsystemen eignen und zudem durch ihre physikalisch interpretierbare Parametrierung auch auf vergleichbare Systeme übertragbar sind. Anschließend werden diese Algorithmen experimentell validiert.

Abschließend werden Voruntersuchungen über die Realisierbarkeit eines "sensorlosen" Betriebs angestellt, bei dem der Aktuator selbst die Funktion des Sensors übernimmt. Hierfür wird das verwendete Modell dahingehend analysiert, ob eine Rekonstruktion der Auslenkung bei Messung des elektrischen Widerstands möglich ist.

Betreuer

Prof. Dr.-Ing. habil. J. Rudolph
Dipl.-Ing. Daniel Gerbet