Eine weitere Präsentation den Open Adaptronik Workshops! Recherche und Tauglichkeitsprüfung günstiger Aktoren, Vermessung der Aktoren, Konstruktion eines Schwingers und Anregers, Simulationsmodelle

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OPEN ADAPTRONIK WORKSHOP AM
16.11.16
Mein Beitrag zum Projekt Open Adaptronik
Manuel Mathes
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
www.lbf.fraunhofer.de

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TÄTIGKEITEN WÄHREND MEINES
PRAKTIKUMS

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RECHERCHE UND TAUGLICHKEITSPRÜFUNG
GÜNSTIGER AKTOREN
 LowCost Aktoren
 Ziel: günstige Aktoren zu finden und zu charakterisieren
 Ergebnisse auf der Webseite www.OpenAdaptronik.de

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RECHERCHE UND TAUGLICHKEITSPRÜFUNG
GÜNSTIGER AKTOREN
 Erste Schritt: Recherche
 Beschränkung auf elektrodynamische Aktoren
 Vorteile elektrodynamische Aktoren
+ lineare Stromkennlinie
+ relativ niedrigen Spannungen
+ Betrieb mit Hi-Fi-Verstärkern

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RECHERCHE UND TAUGLICHKEITSPRÜFUNG
GÜNSTIGER AKTOREN
 Elektrodynamische Aktoren sind ähnlich wie Lautsprecher aufgebaut

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RECHERCHE UND TAUGLICHKEITSPRÜFUNG
GÜNSTIGER AKTOREN
 Ergebnis Recherche: 40 günstige Aktoren
 Daraus Testkandidaten zum Vermessen ausgewählt
Bezeichnung Hersteller Preis
Frequenzbere
ich Impedanz Masse
Leistung
(RMS) Abmessung
Federsteifigk
eit
Schwungmass
e
gemessene
Resonanzfreq
uenz
BodyShaker Blanko 15 € 28 - 55 Hz 4 Ohm 0,7 kg 50 W
d = 120 mm t
= 30 mm 37,6 N/mm 0,327 kg 54 Hz
BR-25 Monacor 40 € 30 - 300 Hz 4 Ohm 1,5 kg 50 W
d = 138 mm t
= 56 mm 16,82 N/mm 0,098 kg 66 Hz
BS 250 Sinustec 35 € 30 - 100 Hz 4 Ohm 1,2 kg 100 W
d = 158 mm t
= 45 mm 23,84 N/mm 0,326 kg 43 Hz
….

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VERMESSUNG DER AKTOREN

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MESSUNG 1:BESTIMMUNG DER
ÜBERTRAGUNGSFUNKTIONEN DER AKTOREN
 Rauschen
0 – 500 Hz
 Signal des
Kraftsensor
 FFT Zerlegung
in Spektrum

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MESSUNG 2: ÜBERTRAGUNGSFUNKTIONEN BEI
UNTERSCHIEDLICHEN STROMSTÄRKEN
 Gleicher Aufbau wie bei Messung 1
 Signal: Sinussweep mit verschiedenen Stromamplituden
 Ergebnis: Kraftkonstanten und das Verhalten der Aktoren bei
unterschiedlichen Stromstärken

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MESSUNG 3: STROMKENNLINIEN DER KRAFT
UND AUSLENKUNG

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MESSUNG 3: STROMKENNLINIEN DER KRAFT
UND AUSLENKUNG
 Sinussignal mit fester Stromamplitude
 20 Periodendurchläufe zum Einschwingen
 100 Periodendurchläufe gemessen
 50 Periodendurchläufe zum Ausschwingen
 Ergebnis: Übertragungsfunktionen von Aktorkraft und der Auslenkung
der Masse zum Strom
 Sowie die Stromaufnahme

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MESSUNG 4: BESTIMMUNG DER
FEDERSTEIFIGKEIT

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KONSTRUKTION EINES SCHWINGERS
 Schwinger, der
aktiv angeregt
wird
 Fuß, Blattfedern
und Masse
 Aktor: Visaton EX
45 S
 Grundlagen von
aktiv angeregten
Schwingern und
Resonanz

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MESSESTANDBETREUUNG AUF DER
MAKERFAIRE IN BERLIN
 In Berlin
 Von: 30.09
 Bis: 2.10

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TÄTIGKEITEN FÜR MEINE
BACHELORARBEIT

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TÄTIGKEITEN FÜR MEINE BACHELORARBEIT
 Entwicklung eines Demonstrator mit aktiver Schwingungsdämpfung
 Dämpfung mittels Gegenschwingung:
 Schwingung mittels Sensor detektiert
 Signal mit PID-Reger verstärkt
 Auf den Aktor gegeben

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SCHRITT 1: ERWEITERUNG DES SCHWINGERS UM
EINE ANREGUNG

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SCHRITT 2: AUFBAU EINES
SIMULATIONSMODELL
 Mit MatLab/Simulink
 Vorteil: Hauseigene
Toolbox

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SCHRITT 2: AUFBAU EINES
SIMULATIONSMODELL
 OpenSource Software
Scilab
 Ähnlich zu MatLab
 Nötige Blöcke und
Funktionen aus der
Toolbox müssen
selbst erstellt werden

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WEITERES VORGEHEN
 Parameter und Modell der Simulation verfeinern
 Passenden Sensor und PID Regler anbringen, um aktive Dämpfung zu
integrieren
 Messungen am Demonstrator durchführen und mit der Simulation
vergleichen

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VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT