Welches Kriterium soll ich für unerwünschte Schwingung verwenden?

[daniel12 (Gast)]

Hallo, folgende Problemstellung:

Für eine präzise Positionierung soll es nun zusätzlich einen 
Qualiätsstest geben, bei der eine Störung verursacht wird, die das 
geregelte System beeinflusst und somit eine Schwingung erzeugt.

Aufgabe besteht darin Grenzen zu definieren, ab wann die Schwingung zu 
stark ist und somit die Regelung nachjustiert werden muss.

Ich habe die Möglichkeit hochpräzise Messungen im Nanometerbereich zu 
machen und frage mich ob die Definition einer maximalen Auslenkung 
ausreicht. (Also z.B. darf das System nicht stärker als 900 nm (absolut) 
auslenken... Reicht das aus oder sollte für die Schwingung eine weitere 
Kennzahl ermittelt und verglichen werden z.B: eine Art Effektivwert?

Hintergrund: Anwendung ist die Positionierung für einen 2-D-Scanner. Die 
betroffene Achse muss im Prinzip "stillhalten", sodass ein scharfes Bild 
ensteht

[A. S. (rava)]

kommt natrülich auf deine Anwendung an, was relevant ist.
Aber einfache Schwingungen charakterisiert man z.B. über Amplitude, 
Frequenz und Dämpfung.

Wenn für dein Problem die Amplitude genügt, dann schau nur darauf.

[Jester (Gast)]

daniel12 schrieb:
> Für eine präzise Positionierung soll es nun zusätzlich einen
> Qualiätsstest geben, bei der eine Störung verursacht wird, die das
> geregelte System beeinflusst und somit eine Schwingung erzeugt.

Fehler in der Auslegung deines Positionsreglers lassen sich nicht 
"heraustesten". Ist dort der Murks drin, gilt es diesen zu beseitigen - 
sonst wird das nichts.

[Karl (Gast)]

Jester schrieb:
> Fehler in der Auslegung deines Positionsreglers lassen sich nicht
> "heraustesten". Ist dort der Murks drin, gilt es diesen zu beseitigen -
> sonst wird das nichts.

Was für ein nutzloser Kommentar. Ein System, dass von außen durch eine 
Schwingung angeregt wird, wird ab einer gewissen Frequenz und Amplitude 
immer an einem Punkt kommen, wo nicht mehr nachgeregelt werden kann.

[Maxe (Gast)]

daniel12 schrieb:
> Aufgabe besteht darin Grenzen zu definieren, ab wann die Schwingung zu
> stark ist und somit die Regelung nachjustiert werden muss.

Geht's darum einen Datenblattwert zu bekommen, um dem Kunden/sich selber 
die maximal möglich einwirkende Schwingung zu spezifizieren? Oder geht 
es darum die Kennwerte anhand der Messungen zu optimieren? Bei letzterem 
dürfte die Auslenkung (also Amplitude) reichen, es reicht ja, wenn der 
Messwert im Toleranzbereich bleibt. Bei ersterem ist das evtl. nicht 
sehr hilfreich, weil nicht klar ist, welche Anregung eine solche 
Amplitude überhaupt verursachen kann.

[daniel12 (Gast)]

Maxe schrieb:
> daniel12 schrieb:
>> Aufgabe besteht darin Grenzen zu definieren, ab wann die Schwingung zu
>> stark ist und somit die Regelung nachjustiert werden muss.
>
> Geht's darum einen Datenblattwert zu bekommen, um dem Kunden/sich selber
> die maximal möglich einwirkende Schwingung zu spezifizieren? Oder geht
> es darum die Kennwerte anhand der Messungen zu optimieren? Bei letzterem
> dürfte die Auslenkung (also Amplitude) reichen, es reicht ja, wenn der
> Messwert im Toleranzbereich bleibt. Bei ersterem ist das evtl. nicht
> sehr hilfreich, weil nicht klar ist, welche Anregung eine solche
> Amplitude überhaupt verursachen kann.

Im Prinzip ganz einfache Sache: Der Kunde bemängelt neuerdings, dass 
eine der beiden Achsen während des Scans nicht steif genug sei und 
unscharfe Bilder bei herauskommen. Bei unseren bisherigen Tests werden 
die Beeinflussungen beider Achsbewegungen aufeinander nicht 
berücksichtigt, da Achsen immer nacheinander bewegt und das 
Einschwingverhalten analysiert wird. Nun muss was Neues her, dass die 
Auslenkung der einen Achse beobachtet, während sich die andere bewegt...

[Jester (Gast)]

daniel12 schrieb:
> Bei unseren bisherigen Tests werden
> die Beeinflussungen beider Achsbewegungen aufeinander nicht
> berücksichtigt, da Achsen immer nacheinander bewegt und das
> Einschwingverhalten analysiert wird.

Auslegungsfehler. Positionsregler ist wohl Murks.

[Maxe (Gast)]

daniel12 schrieb:
> Nun muss was Neues her, dass die
> Auslenkung der einen Achse beobachtet, während sich die andere bewegt...

Wenn es zwischen beiden Richtungen in der Bewegung/Schwingung einen 
mathematischen Zusammenhang gibt, und man den mit einem Regler dynamisch 
kompensieren möchte und das je nach Höhe der Anforderungen überhaupt 
möglich ist ("Nanometerbereich"), dann sollte der Regelungstechniker 
wissen, welche Eingangsgrößen er benötigt.

Wenn es nur darum geht, mit dem Scannen zu warten bis die Schwingung 
weit genug abgeklungen ist, könnte die Amplitude reichen.

[daniel12 (Gast)]

Wie gesagt, es geht nicht um die Regelung selbst, sondern lediglich um 
einen Test, ob die Regelung angepasst werden muss. Der Regler wurde nach 
bisherigen Tests ausgelegt. Die Tests müssen erweitert werden

[Jürgen S. (engineer)]

daniel12 schrieb:
> Aufgabe besteht darin Grenzen zu definieren, ab wann die Schwingung zu
> stark ist und somit die Regelung nachjustiert werden muss.
Das macht eigentlich ein Systemingenieur und zwar der, der die optische 
Abbildung in Verbindung mit der Regelstrecke entworfen hat. Also die 
Anforderungen und nicht unbedingt den Regler selber. Das spielt nämlich 
da rein.

Dann wäre die Frage zu stellen, WAS "an der Regelung nachjustiert 
werden" muss und wann das passiert. Im Feld oder in der Erprobung?

> Ich habe die Möglichkeit hochpräzise Messungen im Nanometerbereich zu
> machen und frage mich ob die Definition einer maximalen Auslenkung
> ausreicht.
In der Regel nicht, weil der Weg zur maximalen Elongation von 
Schwingungen und Oberwellen geprägt ist und damit Beschleunigung hat. 
Wenn es ein Kamerasystem ist, geht damit dynamische Bewegungsauflösung 
flöten. Ist es ein Bildsystem, das erst agiert, wenn alles steht, sieht 
die Anforderung anders aus. Die Regelung übrigens auch!

> (Also z.B. darf das System nicht stärker als 900 nm (absolut)
> auslenken... Reicht das aus oder sollte für die Schwingung eine weitere
> Kennzahl ermittelt und verglichen werden z.B: eine Art Effektivwert?
Fragen Sie Ihren Arzt oder Apotheker. Oder den Physiker Ihres 
Vertrauens.

> Hintergrund: Anwendung ist die Positionierung für einen 2-D-Scanner. Die
> betroffene Achse muss im Prinzip "stillhalten", sodass ein scharfes Bild
> ensteht
Optische Abbildungsschärfe mit Laserbreite in Verbindung bringen, 
maximale Steilheit der abbildbaren Kante definieren, Signalverarbeitung 
analysieren und damit eine Grenze für die maximale mechanische 
Genauigkeit ableiten, die noch Sinn macht.