Optimierung von schnellwirkenden elektromagnetischen Antrieben

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Die vorliegende Dissertation ist in den Analyse- und Syntheseprozess für technische Systeme einzuordnen. Im Rahmen eines neuen Konzepts zur Ladungswechsel-Steuerung, die Elektrohydraulische Ventilsteuerung (EHVS), werden Elektromagnetventile mit sehr kurzen Schaltzeiten benötigt. In der vorliegenden Arbeit wird das Steuergerät, der elektro-magneto-mechanische Energiewandler einschließlich der angekoppelten Mechanikkomponenten als System betrachtet, welches hinsichtlich der Positioniergenauigkeit des Gaswechselventils optimiert werden soll. Aufgrund der hohen dynamischen Anforderungen sind die Wechselwirkungen der im System integrierten Komponenten für die Gesamtfunktion entscheidend. Es wird die Entwicklung eines Modells beschrieben, welches die Simulation des technischen Systems ermöglicht. Um Schnittstellen gezielt betrachten zu können, findet die Implementierung des Modells auf einer gemeinsamen Simulations-Plattform statt. Das Simulationsmodell wird zur Entwicklung und Optimierung des technischen Systems eingesetzt. Zur Optimierung werden ausgewählte Parameter, welche die Dynamik beeinflussen, untersucht und quantifiziert. Basierend auf den Simulationsergebnissen werden hochdynamische Magnetventile entwickelt und auf ihre Dynamik hin überprüft. Abschließend wird ein Weg gezeigt, wie zukünftig technische Systeme optimiert werden können.