Der Wunsch nach hoher Positionsgenauigkeit von Handhabungsgeräten in der industriellen Fertigung verlangt intelligente Konzepte zur Bahnführung. Erschwert wird die Positionsregelung dieser Geräte durch deren nichtlineares Verhalten und die zwischen den Achsen auftretenden Kopplungen. Als entscheidende Neuerung für die Positionsregelung schlägt diese Arbeit die Hinzunahme einer unterlagerten Beschleunigungsregelung vor. Wegen des niedrigeren Differenzgrades der Strecke kann für die Beschleunigungsrege1ung eine höhere Dynamik erreicht werden als für die Positionsregelung. Die unterlagerte schnelle Beschleunigungsregelung besitzt drei positive Auswirkungen auf das nichtIineare verkoppelte Systemverhalten eines Handhabungsgerätes. 1. Durch die hohe Verstärkung der Rückführung ergibt sich eine Linearisierungswirkung. Für eine überlagerte Positionsregelung liegt dann ein nahezu lineares Systemverhalten vor, was deren Entwurf erleichtert. 2. An Antriebsachsen auftretende Lastkräfte wirken unmittelbar auf die Beschleunigung ein. Die Rückführung der Beschleunigung hat daher eine signifikante Verbesserung des Störverhaltens bzw. eine Erhöhung der Laststeifigkeit des Antriebs zur Folge. 3. Die bei mehrachsigen Geräten wirkenden Abstützkräfte verursachen unerwünschte Kopplungen zwischen den Achsen und besitzen den gleichen Eingriffsort wie die Lastkräfte. Durch die Beschleunigungsregelung wird daher auch eine Entkopplung der Achsen erreicht. Dies gestattet die Verwendung getrennter Achsregler. Insgesamt gesehen handelt es sich um ein Regelkonzept mit getrennten linearen Kaskadenregelungen in den Achsen. Neben der Beschleunigungsregelung haben Überlegungen zur Vorsteuerung für diese Arbeit eine zentrale Bedeutung. So sollten bei der Bahnplanung für ein Handhabungsgerät Solltrajektorien generiert werden, die entsprechend dem Differenzgrad dieses Systems mehrfach stetig nach der Zeit differenzierbar sind. Diese aus systematischen Überlegungen resultierenden Solltrajektorien sind für das gegebene Handhabungsgerät prinzipiell fehlerfrei abfahrbar. Darüber hinaus haben Steuerungsbetrachtungen zu einer neuen Kaskadenstruktur geführt. Neben der üblicherweise durch Vorsteuerung erreichten Entkopplung von Führungs- und Störverhalten sind in der neuen Kaskadenstruktur auch die eingesetzten Regler voneinander unabhängig. Damit kann auch deren Entwurf und Inbetriebnahme voneinander unabhängig und in beliebiger Reihenfolge erfolgen. Diese Kaskadenstruktur ermöglicht erst die Inbetriebnahme des in dieser Arbeit vorgestellten Regelkonzeptes, da der unterlagerte Beschleunigungsregelkreis für sich alleine ein instabiles Positionsverhalten aufweist. Die beschriebenen Überlegungen wurden an zwei hydraulisch angetriebenen Laborsystemen erfolgreich praktisch umgesetzt. Dabei sind die genannten positiven Wirkungen der Beschleunigungsregelung keineswegs auf hydraulische Antriebssysteme beschränkt. Auch in der Anwendung auf elektrische Antriebe verspricht die Rückführung der Beschleunigung dieselben Vorteile.weiterlesen