Grundlagen zur Simulation einer auf Basis resonanter Effekte aufgebauten Sensor-/Aktorintegration

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Im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1156 wurde im Projekt FL197/14-2 eine Sensor- /Aktorintegration entwickelt und am Beispiel einer adaptronischen hydrostatischen Drucktasche umgesetzt. Im Verlauf des abgeschlossenen Projektes konnte die prinzipielle Machbarkeit der Technik dargestellt werden, jedoch war die erzielbare Dynamik des aufgebauten Versuchsträgers eingeschränkt. Zur erarbeiteten Sensor-/Aktorintegration haben sich in weitergehenden Arbeiten vielversprechende Potentiale zur Steigerung der Regelungsdynamik aufgetan. Um diese nutzen zu können, bedarf es tiefgehender Simulationsuntersuchungen, die die komplette Wirkkette der Sensor- /Aktorintegration abdecken sowie einer Überarbeitung der bisher erarbeiteten Auslegungsmethodik. Ziel des vorliegenden Antrags ist daher die weitergehende Untersuchung einer smarten, adaptronischen Sensor-/Aktorintegration unter Ausnutzung einer resonanten Anregung der Wandlerkeramik. Da die Frequenzen je nach Wandlerwerkstoff und -abmessungen hierbei zwischen 10 – 60 kHz liegen, bietet sich die Möglichkeit eine sehr hohe Regeldynamik zu erreichen. Diese Methode erfordert jedoch eine optimale Abstimmung der Hochspannungsverstärker, die die aktorische Spannung sowie die Anregungsspannung zur Verfügung stellt und eine entsprechend zugeschnittene Kennlinie benötigen. Für die Auswertung des amplitudenmodulierten Messsignals wird auf das Prinzip der Trägerfrequenzverstärker zurückgegriffen, was ebenfalls zur Erhöhung der Regelungsdynamik führt.