Untersuchung und Umsetzung von Algorithmen für die Berechnung von Modellgleichungen der elektrischen Antriebstechnik auf programmierbaren Logikbausteinen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Alexander Verl
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 160102972

In der Antriebstechnik zeichnet sich die Tendenz ab, komplexe Funktionalitäten in Antriebsregler zu integrieren. Zahlreiche erfolgreiche und aus der Literatur bekannte Verfahren arbeiten modellbasiert, wie zum Beispiel Prozesskraftbeobachter oder fortgeschrittene Reglerstrukturen, die auch nachgiebige Strukturen hochdynamisch zu regeln erlauben. Eine besondere Herausforderung stellt die praktische Implementierung dieser Verfahren dar. Insbesondere die Nutzung der speziellen Vorteile von FPGAs (Field Programmable Gate Array), die immer öfter zum Einsatz in den Antriebsreglern kommen, wird aktuell wenig unterstützt. Im Fokus dieses Forschungsvorhabens steht daher die Schaffung von Methoden zur Umsetzung von modellbasierten Ansätzen der Antriebs- und Steuerungstechnik auf einer FPGA Plattform. Zunächst werden aus beispielhaften Modellen, die in der Regelungstechnik von elektrisch angetriebenen Achsen zu Einsatz kommen, Musterimplementierungen entwickelt. Sie werden auf die erforderlichen Rechenoperationstypen, Berechnungskomplexität, Genauigkeits- und Zeitanforderungen hin untersucht. Anschließend werden optimale Umsetzungs-Schemata für die dabei verwendeten Algorithmen erarbeitet. Damit werden Methoden geschaffen, die den Aufbau eines Baukastens erlauben, der eine effiziente und performante Umsetzung modellbasierter Verfahren der elektrischen Antriebstechnik in FPGA ermöglicht. Dieser Methoden-Baukasten wird es zukünftig ermöglichen, die Ergebnisse von zahlreichen Entwicklungs- und Forschungsprojekten im Bereich der Antriebstechnik vorab analysieren und systematisch umsetzen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen