Modellbasierter, resonanter Betrieb schwach gedämpfter Ultraschallsysteme

Leistungsultraschallsysteme erfreuen sich bei vielen industriellen Anwendungen immer größerer Beliebtheit. Diese sind zum Beispiel das Schweißen von Metallen sowie Kunststoffen, das Drahtbonden oder das Ultraschallreinigen. Viele dieser Anwendungen arbeiten mit resonant betriebenen Ultraschallschwingern, deren Parameter durch diverse Umweltfaktoren während des Betriebs beeinflusst werden. Um dennoch einen stabilen Betrieb zu ermöglichen, werden Regler eingesetzt, die für einen konstanten Betriebspunkt sorgen. Die Effizienz der verwendeten Regleralgorithmen hängt in einem hohen Maße von der Kenntnis des Systems ab. Aufbauend auf vorhandenen Lösungsansätzen, werden Modelle im Zustandsraum entwickelt, die eine modellbasierte, betriebspunktabhängige Reglerauslegung für eine Phasenregelschleife erlauben. Neben linearverstärkergespeisten Systemen werden wechselrichtergespeiste Ultraschallschwinger modellbasiert und experimentell untersucht.