Software: SimX - Nadelantrieb - Aktordynamik - Wirbelstrom-Nennwertoptimierung

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Nennwert-Optimierung mit Wirbelstrom

Mit Hilfe der numerischen Optimierung soll nun versucht werden, insbesondere die aus dem Wirbelstrom resultierende Abfallverzögerung durch eine veränderte Dimensionierung des Antriebs zu kompensieren:

• Wir benötigen dazu einen neuen OptiY-Versuchsstand Etappe2b_xx.opy.
• Dieser ist praktisch identisch zum Versuchsstand Etappe2a_xx, benutzt jedoch jetzt die SimulationX-Datei Etappe2b_xx.isx.
• Hinweis: Vor der Konfiguration des neuen Optimierungsexperiments sollte man im SimulationX die aktuelle Datei Etappe2b_xx.isx geöffnet haben!

Nach dem Öffnen des vorhandenen OptiY-Versuchsstandes Etappe2a_xx.opy gelangen wir in wenigen Schritten den Versuchsstand für das Wirbelstrom-Modell:

• Datei > Speichern unter > Etappe2b_xx.opy erzeugt eine Datei-Kopie unter dem neuen Namen auf dem Datenträger. Diese Datei ist danach auch im OptiY geöffnet.
• Im Experiment-Workflow bearbeiten wir nach Doppelklick auf das SimulationX-Symbol die Eigenschaften des Modells:
  
• Man darf den Dateinamen darin nicht einfach nur umbenennen, sondern muss diese SimulationX-Datei im Arbeitsverzeichnis auswählen und öffnen.
• Da sich an den Bezeichnern der Ein- und Ausgangsgrößen des Modells nichts geändert hat, werden die Verknüpfungen automatisch wieder hergestellt → Bitte überprüfen!
• Nach dem Öffnen der .isx-Datei als Arbeitsverzeichnis wieder den Relativpfad \ eintragen (wegen der Portabilität)
• Die Änderungen sollte man danach speichern.

Der Wirbelstrom bewirkt eine Verzögerung des Abfallvorganges nach dem Abschalten des E-Magneten. Trotz Anpassung der Geometrie und Beschaltung wird der Bestwert aus der vorherigen Optimierung nicht erreichbar sein:

• Man gelangt mit wenigen Iterationen zum Bestwert, wenn man versucht, die vorherige Zykluszeit wieder zu erreichen (entspricht der übernommenen und nicht veränderten Konfiguration des Experiments):

• Die Optimierung wird mit einer Strafe > 0 enden, wobei die Restriktionsverletzungen im Sinne der Straf-Funktion gleichmäßig auf die Restriktionsgrößen verteilt werden.
• Die mit etwas zu hohem Strom und zu großer Abschaltspannung erreichte Zykluszeit bietet eine gute Orientierung für erreichbare Zeiten.

• In Hinblick auf die Grenzen der Entwurfsparameter gelten die gleichen Prinzipien, wie bei der vorherigen Nennwert-Optimierung.
• Die optimale Lösung unter Berücksichtigung des Wirbelstroms muss etwas langsamer sein, als das Optimum ohne Berücksichtigung dieses Effekts.
• Die im Bild gezeigte Lösung entspricht ungefähr dem globalen Optimum, weil die maximal zulässigen Werte für Strom und Abschaltspannung weitestgehend ausgeschöpft werden:

Achtung: Die Signalverläufe dieser neuen optimalen Lösung frieren wir ebenfalls ein, um nach Berücksichtigung des Hysterese-Effekts der BH-Magnetisierungskurve die Wirkung der einzelnen Effekte besser vergleichen zu können.

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