Zusammenfassung
In der vorliegenden Arbeit wird eine modellbasierte Trajektorienfolgeregelung für Positionier-aufgaben mit Nanometerauflösung vorgestellt. Hierzu wird die dominante Störgröße Reibung durch ein physikalisch motiviertes Reibmodell nachgebildet. Dieses Modell wird auf Grundlage von experimentellen Daten offline identifiziert und anschließend in einer Vorsteuerung eingesetzt. Während der Online-Phase werden die linearen Modellparameter mittels einer rekursiven Regression adaptiert, um positionsabhängige Reibkraftschwankungen zu kompensieren. Es kann in dieser Arbeit gezeigt werden, dass verglichen mit einer klassischen Regelstrategie eine modellbasierte Regelung in der Lage ist, die Dynamik des geregelten Systems signifikant zu erhöhen. Darüber hinaus kann die Regelabweichung deutlich gesenkt werden.
Abstract
This work presents a model-based position control with a resolution in the nanometer range. The friction, which is the dominant disturbance on nanometer scale, is modeled with a physically motivated friction model. The model is identified offline, based on experimental data and is utilized as a feedforward controller. In the online mode the linear model parameters are adjusted by a recursive regression algorithm. Doing this, the feedforward controller is able to compensate the position-dependent friction. It is shown, that compared to a classical feedback controller the model-based approach is able to improve the dynamic of the controlled system and reduces the control deviation significantly.
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