Position-Sensorless Control and End-Position Monitoring of a Two-Point Switching Actuator

Diese Veröffentlichung befasst sich mit einem nicht modellbasierten, positionssensorlosen Regelungsansatz für einen rotierenden linearen Zweipunkt-Schaltaktuator mit einer einzigen Spule ohne Permanentmagnete. Ein Schaltstromregler wurde mit einem positionssensorlosen Signaleinspeisungsverfahren kombiniert, das zuverlässige Schaltvorgänge und eine kontinuierliche Überwachung der Ruheposition ermöglicht. Dazu wird ein sinusförmiges Testsignal der Spannungsausgabe des Schaltstromreglers überlagert und die Stromantwort des Spannungstestsignals mit einem Görtzel-Filter ermittelt, um die sensorlose Position des Antriebs zu bewerten. Die dafür erforderlichen Positions-Lookup-Tabellen können automatisch mit Anfangsmessungen an den Endpositionen des Schaltaktuators konfiguriert werden. Der herausragende Vorteil des vorgeschlagenen datenbasierten Regelungsansatzes besteht darin, dass keine Systemparameter a priori bekannt sein müssen. Der variable Spulenwiderstand kann mit einer Gleichstrommessung ermittelt werden.
Darüber hinaus wird ein einfaches Verfahren zur Kompensation von Temperatur- und Widerstandsänderungen unter Verwendung der komplexen Wechselstromrechnung vorgestellt und in einer Simulation verifiziert.
Die Leistungsfähigkeit der selbstabtastenden Endlagenerkennung und -überwachung wurde auf einem dynamischen Prüfstand erfolgreich evaluiert.