Podle počtu uvažovaných komponent stačí několik jednotlivých simulací. Pro cenově příznivé systémy pohonů se však musí testovat mnoho komponentů (motory, pohony, kuličkové šrouby), u kterých se nabízejí různé způsoby testování. Na WZL proto byly optimalizací Black-Box testovány jednotlivé osy.
Při návrhu pohonu můžeme dosáhnout výrazné úspory času pomocí tak zvaného náhradního modelu. Aby se našlo optimum, jsou nejprve vypočítány možné náhodné kombinace a potom je vytvořena matematická polygonální funkce až po funkci konečnou. Při každém novém vyhodnocení iterace ve směru gradientu je možné pro dimenzování součástí nalézt relativně rychle optimum. Jako cílovou funkci lze pro optimalizaci použít skok maximálního proudu na regulátoru polohy nebo různé regulační hodnoty, například maximální hodnotu Kv. Velkou výzvou přitom bylo optimální uspořádání komponent pohonu. Zatímco pohon kuličkovými šrouby je možné jednoduše uspořádat podle setrvačné hmoty a stoupání závitu, je to značně těžší u motorů stejného výkonu, různé setrvačné hmoty a točivého momentu.
Pro další zlepšení procesu optimalizace pohonu je v novém projektu DFG zkoumán společně s organizací Institut für Geometrie und praktische Matematik také systém White-Box. Oproti Black-Boxu není problém rozložen na diskrétní provedení umožňující zpracovat časovou simulaci, nýbrž oblast řešení je vzata jako spojitá a potom pomocí různých způsobů, jako např. Branch and bound (metoda větví a mezí), redukována na diskrétní řešení, případně jsou redukovány použité komponenty. Tím je možné dosáhnout podstatně přesnější optimalizace než s běžnými standardními způsoby, jako například přiřazení ekvivalentního zatěžujícího momentu setrvačnosti na moment setrvačnosti daného motoru. Při formulaci přiřazení v rozsahu frekvencí můžeme použít pro stanovení setrvačnosti motoru také příslušné normy.
MM Das Industriemagazin č. 7, 2017, str. 37–39
Jaroslav Řasa
jar.rasa@seznam.cz