Studie und Analyse elastischer Mehrkörpersysteme mit Hydraulik und Regelung

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In der vorliegenden Arbeit wird die Modellierung und Simulation von mechatronischen Gesamtsystemen im Rahmen der Mehrkörperdynamik studiert. Die Teilsysteme elastischer Balken, hydraulischer Aktuator und Regelungssystem finden zunächst einzeln Betrachtung. Die Studie des elastischen Balkens als Komponente klassischer Mehrkörpersysteme vergleicht die Diskretisierung in einem mitbewegten Referenzkoordinatensystem und in Absolutkoordinaten. Statische und dynamische Problemstellungen großer und kleiner Deformationen zeigen, dass beide Formulierungen im konvergierten Fall zur selben Lösung führen. Hydraulische Antriebe werden mithilfe der Druckaufbaugleichungen modelliert und verschiedene Regelungsalgorithmen im sogenannten Regelungselement gespeichert. Die Implementierung und Assemblierung der Komponenten zu einem dynamischen Gesamtsystem erfolgt im Mehrkörpersimulationsprogramm HOTINT. Im Rahmen einer gekoppelten Simulation werden sowohl mechanische Verformungen, hydraulische Drücke, als auch Kenngrößen des Regelungselements berechnet, ohne einzelne Komponenten starken Vereinfachungen zu unterwerfen.