Simulation einer adaptiven Kugelrollspindel

Eine adaptive Kugelrollspindel soll die Steifigkeit des Antriebsstrangs während des Betriebs ändern. Die Steifigkeit hat Einfluß auf die erste Eigenfrequenz. Diese erste Eigefrequenz begrenzt die Bandbreite des Lageregelkreises und damit die mögliche Verstärkung des Lageregelkreises. Das Stellglied dieses System sollte ein Piezo sein, der die Vorspannung des Systems ändert. Die Vorspannung hat Einfluß auf die Steifigkeit der Kugeln in der Kugelrollspindel und den Kugellagern. Im folgeden ist ein CAD-Modell der adaptiven Kugelrollspidel dargestellt.

Dieses System wurde auch mit einem FEM Modell simuliert. Dadurch kann man die Steifigkeit gut simulieren. Außerdem kann man einen Frequezgang des Systems aufnehmen.

Dieses System kann man auch mit Matlab simulieren, das gut für die Regelkreissimulation ist. Im folgenden ein Frequenzgangs des Systems:

Die Änderung der Steifigkeit der Kugeln in der Kugelrollspindel konnte nicht weiter erhöht werden als die zusätliche Verringerung der Steifigkeit durch den Einbau des Piezo. Das Projekt wurde gestoppt.