Regelungstechnische Verfahren zur aktiven Minderung von Rotorschwingungen

Aktive Systeme zur Minderung von Rotorschwingungen haben sich bereits in einer Vielzahl von experimentellen Arbeiten bewährt. Die vorliegende Arbeit beantwortet die Frage, welches der hierfür in der Literatur eingesetzten regelungstechnischen Verfahren am vielversprechendsten für den Einsatz zur Minderung von Rotorschwingungen ist. Es werden drei Reglertypen und ein Algorithmus zur Störgrößenaufschaltung, welche jeweils repräsentativ für eine unterschiedliche regelungstechnische Klasse sind, untersucht und vor dem Hintergrund der aktiven Minderung von Rotorschwingungen miteinander verglichen. Hierfür werden die an einem Versuchsrotor erzielten Ergebnisse herangezogen. Die wichtigste Kenngröße für den Vergleich regelungstechnischer Verfahren ist die mit diesen maximal erreichbare Regelgüte. Das mit einer Störgrößenaufschaltung erreichbare Optimum lässt sich einfach und unter schwachen Voraussetzungen eindeutig ableiten. Bei den Regelungen kommt hierfür ein eigens entwickelter Optimierungsprozess zum Einsatz. Die Regelgüte wird mittels eines in dieser Arbeit eingeführten globalen Gütemaßes bewertet. Für dieses Gütemaß lässt sich unter schwachen Bedingungen ebenfalls ein eindeutiges Optimum herleiten, sodass die regelungstechnischen Verfahren nicht nur relativ, sondern auch absolut bewertet werden können. Es werden Randbedingungen wie Sensorrauschen, eingeschränkte Möglichkeiten zur Sensorplatzierung und geringe Abtastrate berücksichtigt und deren Einfluss auf die optimale Regelgüte der Verfahren untersucht. Auf Basis des Vergleichs der Verfahren und der Diskussion ihrer Eigenschaften wird ein geeignetes regelungstechnisches Verfahren für einen realitätsnahen Anwendungsfall, einen originalgroßen Triebwerksrotor, ausgewählt und an diesem mit sehr gutem Erfolg erprobt.