Decentralised Nonlinear Control for a Hydrostatic Drive Train with Unknown Disturbances

Eine hydrostatische Getriebeeinheit ist im Wesentlichen ein hydraulischer Kreis, der aus einer hydraulischen Axialkolbenpumpe und einem Hydraulikmotor mit festem oder variablem Hub besteht. Im Vergleich mit mechanischen Getrieben haben hydrostatische Getriebe eine Vielzahl von Vorteilen, z. B. eine kontinuierlich variable Getriebeübersetzung mit hoher Leistungsdichte, Rückwärtsfahren ohne Gangwechsel und verschleißfreie Bremsmanöver usw. Heutzutage werden hydrostatische Getriebe als eine charakteristische Komponente des Antriebsstrangs für Anwendungen im Bereich der Arbeitsmaschinen sowie Geländefahrzeugen eingesetzt. Weiterhin zeigt sich, dass hydrostatische Getriebe für den Einsatz im Bereich der erneuerbaren Energien geeignet sind, z. B. als Getriebe in Windenergieanlagen. Als Hochleistungsgetriebe werden jedoch hydrostatische Getriebe weniger häufig verwendet als mechanische und elektrische Getriebe. Dieses ist unter anderem durch das stark ausgeprägte nichtlineare Verhalten, die Auswirkungen von unbekannten Störungen, wie z.B. Leckagevolumenströme und Störmomente, sowie Modellunsicherheiten begründet. Im Hinblick auf die geforderten dynamischen Eigenschaften bezogen auf die Anwendungen können bei den derzeitig eingesetzten PID-Reglern die Hochleistungsanforderungen - Genauigkeit und Robustheit - nicht ausreichend erfüllt werden. Daher müssen die vorhandenen Nichtlinearitäten und Unsicherheiten in Form von innovativen Regelungsansätzen angemessen berücksichtigt werden. In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Ansätze zur Regelung und Störgrößenreduktion vorgestellt, mit denen sich ein gutes Folgeverhalten für ein hydrostatisches Getriebe erzielen lässt. Die Leistungsfähigkeit der vorgeschlagenen Regelungskonzepte wird an einem entsprechenden Prüfstand aufgezeigt.