Selbstlernende Regelung für Hydrauliksysteme

Hydrauliksysteme, insbesondere in mobilen Arbeitsmaschinen, sind allgegenwärtig: in Baggern, Schneepflügen, Hubarbeitsbühnen, Ladekränen, Landmaschinen wie z.B. Mähdreschern, und anderen wird die hohe Leistungsdichte hydraulischer Aktoren genutzt. Neben der hohen Leistung  ist auch hohe Präzision gefragt, die nur durch Regelung erreicht werden kann. Aufgrund veränderlicher Umwelt, vielseitigen Einsatzbereichen und Abnutzung bergen mobile Arbeitsmaschinen große Herausforderungen, die die herkömmlichen Regelungsstrategien an ihre Grenzen bringt.

Aus regelungstechnischer Sicht fächert sich die Anwendung in verschiedenste Felder auf: unbekanntes und zeitveränderliches Systemverhalten erfordert adaptive/selbstlernende Regelung für das nichtlineare System. Der Regelungsalgorithmus muss robust gegenüber Störungen sein und diese möglichst unterdrücken. Der Umgang mit mehreren verkoppelten Achsen fällt in den Bereich der verteilten Regelung. Die Erhaltung des Flusses von Pumpe zu Tank bei Bewegungsumkehr des Verbrauchers erfordert eine Umschaltung zwischen Ventilen, was zu einem schaltenden System führt. Eine weitere Herausforderung ist die beschränkte Verfügbarkeit von Sensorik in der Anwendung aufgrund von Kosten und Bauraum. Auf nicht gemessene Größen kann z.B. durch Methoden der virtuellen Sensorik geschlossen werden. Nicht zuletzt spielt die Sicherheit des geregelten Systems eine wichtige Rolle.

Im Rahmen des Projekts AIValve werden in Zusammenarbeit mit der Firma HAWE Hydraulik und dem Lehrstuhl für Automatisierung und Informationssysteme Regelungsalgorithmen entwickelt, um mit den Herausforderungen von Hydrauliksystemen umzugehen und Präzision, Schnelligkeit und Energieeffizienz zu steigern.