В Институте мехатронных систем Лейбницкого университета в Ганновере исследуются методы автоматического возбуждения и идентификации различных систем. Данная магистерская диссертация касается параметризации блока управления на основе модели для сокращения времени ввода в эксплуатацию. Основная идея заключается в автоматическом выборе наиболее подходящего закона управления для электроприводов для жёстких и гибких систем масс. Каждый из законов управления параметризован для обеспечения наилучшей производительности. Основная трудность заключается в автономной и надежной идентификации систем резонирующих масс. Диссертация фокусируется в основном на методе размещения полюсов и методе симметричного оптимума. Выбор расположения полюсов основан на отношении нагрузки к массе и значениях коэффициента демпфирования. Другой метод, реализованный в этой работе – метод симметричного оптимума – является довольно простым и общим средством настройки ПИ-регулятора для проектирования оптимальных систем линейного управления в частотной области, когда известны определённые параметры систем. Надёжность этих методов проверена с помощью моделирования и внедрения на испытательном стенде, установленном в лаборатории Института мехатроники при Лейбницком университете Ганновера. Стабильность систем анализируется по переходным характеристикам, амплитудно-частотным характеристикам и при помощи корневого годографа. Надёжность параметров контроллера для обоих методов определяется на основе перерегулирования, времени установления, запасов устойчивости по фазе и амплитуде передаточной функции разомкнутого контура.

At the Institute of Mechatronic Systems at Leibniz University Hannover, methods for automatic excitation and identification of a large number of different systems are researched. This thesis deals with model-based control unit’s parameterization in order to reduce the commissioning time. The basic idea is the automatic choice of the most suitable control law for electric drive trains for rigid and flexible mass systems. Each of the control laws is parameterized to give the best possible performance. A major difficulty is the autonomous and reliable identification of the resonating mass systems. This thesis mainly focuses on the pole-placement and symmetric optimum methods. The choice of pole-placement is based on the load to mass inertia ratio and damping coefficient values. The other method implemented in this thesis is symmetric optimum (SO). SO is useful because it is fairly simple and a generic PI controller tuning method for designing ‘optimal linear-control systems’ in the frequency domain when certain parameters of the systems are known. The reliability of these methods is tested by the simulations and by implementation on the testbed installed in the laboratory of Institute of Mechatronics Systems at Leibniz University Hannover. The stability of the systems is analyzed by step responses, bode-plots and through Root-locus’s. . The reliability of the controller parameters for both methods is decided on the basis of overshoot, settling time, phase and gain margins of the open loop transfer function.

• Contents
• Introduction
• 1 Background
  • 1.1 Objective and Outlines of the Thesis
• 2 Literature Review
• 3 Control Laws for Speed Control of Servo Drives
  • 3.1 Pole-Placement Method
    • 3.1.1 Pole-Placement with Equal Radius
    • 3.1.2 Pole-Placement with Identical Damping Coefficients
    • 3.1.3 Pole-Placement with Equal Real Part
  • 3.2 Symmetric Optimum Method
    • 3.2.1 Design of PI Speed Controller for Permanent Magnet Synchronous Generator
  • 3.3 Basic Industrial Model
  • 3.4 Pre-filter Design
• 4 Implementation, Tests and Results
  • 4.1 Simulation Results
    • 4.1.1 Bode-Plot Analysis
    • 4.1.2 Step Response Analysis
  • 4.2 Testbed Implementation
• Conclusions
• List of Abbreviations
• Nomenclature
• Bibliography
• Appendix