Entwurf eines Simulationsmodells zur Beurteilung und Beeinflussung des dynamischen Betriebsverhalten von Spindelhubantrieben mit Trapezgewindespindel

Elektromechanische Spindelhubantriebe werden in einer Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungen mit jeweils spezifischen Prozesskennwerten eingesetzt. Dabei kann es vorkommen, dass das dynamische Betriebsverhalten eines Spindelhubantriebs unerwünschte Schwingungen aufweist. Um unerwünschte Betriebszustände bereits vor dem realen Anwendungsfall ersichtlich zu machen, wird im Rahmen dieser Arbeit ein Simulationsmodell von Spindelhubantrieben mit Trapezgewindespindel entwickelt. Dazu wird zunächst recherchiert, welche Schwingungsphänomene in einem Spindelhubantrieb entstehen können. Die Modellbildung wird durch eine Verifikation anhand der identifizierten Schwingphänomene begleitet. Im Anschluss erfolgt eine Validierung des Simulationsmodells durch experimentelle Messungen. Mittels einer Parameterstudie werden Einflussgrößen von zwei Schwingphänomenen analysiert. Die erzielten Erkenntnisse werden anschließend erfolgreich auf ein zuvor schwingungsanfälliges Antriebssystem zugunsten eines stabilen, dynamischen Betriebsverhaltens übertragen, wodurch die Gültigkeit des Modells nachgewiesen wird.