Modellgestützte Entwicklung eines Verfahrens zur Volumenstromermittlung an Vibrationsfördersystemen

  • Das in dieser Arbeit behandelte Thema zur angewandten Forschung wird aus zwei großen Quellen gespeist. Zum einen ist das eine experimentelle Untersuchung des Verhaltens eines realen schwingungsfähigen mechanischen Systems. Das Ziel ist das Erstellen eines plausiblen numerischen Prozess- bzw. System-Modells durch Ermittlung der relevanten Systemeinfluss- und Ausgangsgrößen. Zum anderen sind das die Untersuchungen und die Optimierungsmaßnahmen an diesem Modell, um gewünschte Systemeigenschaften bzw. Funktionalitäten mithilfe eines Optimierungsverfahrens mit anschließender experimenteller Verifikation der Optimierungsergebnisse zu erreichen. Die angestrebten Systemfunktionalitäten lassen sich dabei wie folgt formulieren: Die Messeinrichtung des Reglers eines Linearschwingförderers für Schüttgut soll, mit Hilfe des wiegenden Sensors (Kraftsensor) alleine, bei einem kontinuierlichen Materialfluss den Massenstrom, also sowohl die Masse als auch die Geschwindigkeit des auf dem FörderorganDas in dieser Arbeit behandelte Thema zur angewandten Forschung wird aus zwei großen Quellen gespeist. Zum einen ist das eine experimentelle Untersuchung des Verhaltens eines realen schwingungsfähigen mechanischen Systems. Das Ziel ist das Erstellen eines plausiblen numerischen Prozess- bzw. System-Modells durch Ermittlung der relevanten Systemeinfluss- und Ausgangsgrößen. Zum anderen sind das die Untersuchungen und die Optimierungsmaßnahmen an diesem Modell, um gewünschte Systemeigenschaften bzw. Funktionalitäten mithilfe eines Optimierungsverfahrens mit anschließender experimenteller Verifikation der Optimierungsergebnisse zu erreichen. Die angestrebten Systemfunktionalitäten lassen sich dabei wie folgt formulieren: Die Messeinrichtung des Reglers eines Linearschwingförderers für Schüttgut soll, mit Hilfe des wiegenden Sensors (Kraftsensor) alleine, bei einem kontinuierlichen Materialfluss den Massenstrom, also sowohl die Masse als auch die Geschwindigkeit des auf dem Förderorgan der Förderanlage bewegenden Gutes, ermitteln. Hierbei wird von einer sensorlosen Erfassung der Geschwindigkeit des Fördergutes gesprochen. Die Idee zur sensorlosen Erfassung der Geschwindigkeit eines konstanten Materialflusses am Linearschwingförderer beruht auf der Auswertung des Zeitsignals des im Systemregler integrierten wiegenden Sensors. Das Zeitsignal im sonst konstanten Signal kommt an dem Sensor aufgrund einer Massendiskontinuität (Massenfehler) zustande, die zu diesem Zweck im homogenen Materialfluss auf dem Förderorgan (Förderrinne) des Förderers absichtlich verursacht wird. Die Erzeugung des Massenfehlers wurden über die Variation des Schwingungsverhaltens der Förderanlage realisiert. Dafür wurden folgende Phänomena in einem mit Vibration belasteten Schüttgut ausgenutzt: Infolge der Veränderung der zugeführten Schwingungsenergie können sich sowohl das Profil des Materialstroms als auch die Dichte (Aggregatzustand1) des zu fördernden Materials verändern. Die Systemantwort auf Variation der Schwingungsenergie in Form des Zeitsignals des wiegenden Sensors wurde mit einem speziellen Auswertungsalgorithmus zur Fördergeschwindigkeit ausgewertet. Die Auswertungsergebnisse fließen neben den Werten der Eingangsparameter des Prozesses in das mathematische Modell ein. Im Folgenden wurde das Modell als ein mehrdimensionales Optimierungsproblem betrachtet und unter Anwendung einer geeigneten Optimierungsmethode zielführend behandelt. Anschließend wurde das ermittelte Optimum messtechnisch validiert.show moreshow less

Export metadata

Metadaten
Author:Igor Trofimov
open access:Diamant - ohne Publikationskosten mit Lizenzhinweis
Institutes:Institut für Produktentwicklung und Innovation (FMDauto)
Fachbereich/Einrichtung:Hochschule Düsseldorf / Fachbereich - Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Document Type:Doctoral Thesis
Year of Completion:2022
Referee:Burkhard Corves, Tobias Bruckmann
Language of Publication:German
Publisher:Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
Place of publication:Aachen
Page Number:181
Related URL:https://publications.rwth-aachen.de/record/849332/files/849332.pdf
DOI:https://doi.org/10.18154/RWTH-2022-06734
Tag:Fördergeschwindigkeit; Massenstrom; Optimierungsmethode; Schüttgut; mathematisches Prozessmodell
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):Es gilt das deutsche Urheberrecht
Release Date:2026/01/07
Diese Webseite verwendet technisch erforderliche Session-Cookies. Durch die weitere Nutzung der Webseite stimmen Sie diesem zu. Unsere Datenschutzerklärung finden Sie hier.