Regelungsstrategien für den Ausleger einer Autobetonpumpe

Verbesserte Konstruktionstechniken haben in den letzten Jahrzehnten zu einer ständigen Verringerung der Masse von Auslegern moderner Autobetonpumpen geführt. Die Leichtbauweise erlaubt zwar eine Erhöhung der Reichweiten, bewirkt jedoch ebenso eine Reduktion der Steifigkeit der Konstruktion. Die Ausleger von Autobetonpumpen sind deshalb im Allgemeinen anfällig für elastische Schwingungen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Regelungsstrategien zur aktiven Dämpfung dieser Schwingungen sowie in der Verringerung der Bewegungen an der Auslegerspitze bzw. dem Endschlauch. Zur aktiven Schwingungsdämpfung wird in dieser Arbeit ein passivitätsbasierter, dezentraler Ansatz auf Grundlage einer vereinfachten verteilt-parametrischen Beschreibung des elastischen Auslegers verfolgt, welcher modular und unabhängig von der Anzahl an Mastsegmenten einsetzbar ist und keine exakte Kenntnis der Systemparameter erfordert. Da die typischerweise eingesetzten hydraulischen Systeme zur Aktuierung des Auslegers fundamentale Schwächen für die Umsetzung hochperformanter Regelungen aufweisen, wird zudem ein alternatives Hydraulikkonzept vorgestellt, welches den Ansprüchen hinsichtlich der dynamischen Eigenschaften sowie der funktionalen Sicherheit und Verfügbarkeit genügt. Auf Grundlage der aktiven Schwingungsdämpfung wird eine zusätzliche Strategie für die Regelung der Höhe der Auslegerspitze vorgestellt, durch welche gesondert die Bewegung des Endschlauchs während des Pumpvorgangs kompensiert wird. Hierfür wird ein Schätzverfahren unter Verwendung von Inertialsensoren zur Erfassung der Position der Auslegerspitze vorgestellt.