AT511225B1

AT511225B1 - DEVICE AND METHOD FOR REDUCING A VIBRATION OF AN IN PARTICULAR TRANSPARENT PLATE

Info

Publication number: AT511225B1
Application number: ATA475/2011A
Authority: AT
Original assignee: Austrian Ct Of Competence In Mechatronics Gmbh
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2013-01-15
Also published as: EP2509069A3; EP2509069A2; AT511225A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reduktion einer Schwingung einer insbesondere transparenten Platte (2), insbesondere einer Scheibe gezeigt, bei dem Messdaten vom Randbereich (4) der schwingenden Platte (2) aufgenommen und in Abhängigkeit dieser Messdaten (6, 6', 6", 6"') die Platte (2) über deren Randbereich (4) mit einer Kompensationsschwingung derart belastet werden, dass damit eine zumindest teilweise Reduktion der Schwingung der Platte (2) eintritt. Um eine besonders standfestes und effizientes Verfahren zu schaffen, wird vorgeschlagen dass Messdaten (6, 6', 6", 6"') an Stellen (8, 8', 8", 8'") des Randbereichs (4) mit maximaler Krümmung (M1, M2', M3') von Schwingungsmoden (M1, M2, M3) der Platte (2) aufgenommen, durch Linearkombination dazu geeigneter Messdaten (6, 6', 6", 6"') Parameter (9', 10', 11') zu wenigstens zwei Schwingungsmoden (M1, M2, M3) der Platte (2) bestimmt, in Abhängigkeit dieser Parameter (9', 10', 11') für jeden Quadranten (15, 16, 17, 18) der Platte (2) Schwingungsanteile (15', 16', 17', 18') an der Kompensationsschwingung berechnet werden und damit jeder diesbezügliche Quadrant (15, 16, 17, 18) der Platte (2) zur gemeinsamen Ausbildung der Kompensationsschwingung belastet wird.The invention relates to a device and a method for reducing a vibration of a particularly transparent plate (2), in particular a pane, in which measured data are recorded from the edge area (4) of the vibrating plate (2) and are dependent on these measured data (6, 6 ', 6 ", 6" '), the plate (2) is loaded with a compensation oscillation over its edge region (4) such that an at least partial reduction of the oscillation of the plate (2) occurs. In order to create a particularly stable and efficient method, it is proposed that measurement data (6, 6 ', 6 ", 6"') be provided at points (8, 8 ', 8 ", 8'") of the edge region (4) with maximum curvature (M1, M2 ', M3') of vibration modes (M1, M2, M3) of the plate (2), by linear combination of suitable measurement data (6, 6 ', 6 ", 6"') parameters (9 ', 10' , 11 ') to at least two vibration modes (M1, M2, M3) of the plate (2), depending on these parameters (9', 10 ', 11') for each quadrant (15, 16, 17, 18) of the plate (2) Oscillation components (15 ', 16', 17 ', 18') are calculated on the compensation oscillation, and each respective quadrant (15, 16, 17, 18) of the plate (2) is loaded for common formation of the compensation oscillation.

Description

istfireksischtÄ AT511 225B1 2013-01-15istfireksischtÄ AT511 225B1 2013-01-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reduktion einer Schwingung einer insbesondere transparenten Platte, insbesondere einer Scheibe, bei dem Messdaten vom Randbereich der schwingenden Platte aufgenommen und in Abhängigkeit dieser Messdaten die Platte über deren Randbereich mit einer Kompensationsschwingung derart belastet wird, dass damit eine zumindest teilweise Reduktion der Schwingung der Platte eintritt.The invention relates to a device and a method for reducing a vibration of a particular transparent plate, in particular a disc, taken in the measurement data from the edge region of the vibrating plate and loaded in dependence of these measurement data, the plate over the edge region with a compensation vibration such in that an at least partial reduction of the vibration of the plate thus occurs.

[0002] Um die Geräuschbelastung eines Innenraums durch dessen schwingende Fensterscheibe zu reduzieren, ist es aus dem Stand der Technik bekannt (EP 0 964 387 A2), die zu kompensierende Schwingung über Sensoren aufzunehmen und mit Hilfe von mathematischen Algorithmen daraus Parameter (Frequenz, Amplitude, Phase etc.) zu gewinnen. Über diese Parameter wird dann eine Kompensationsschwingung errechnet, die über Aktoren auf die Platte aufgetragen wird. Über eine Interferenz der beiden Schwingungen wird eine Schwingungsreduktion der Scheibe erreicht, wobei Sensoren und Aktoren im Randbereich der Scheibe angeordnet sind. Nachteilig bei einer derartigen Vorrichtung sowie eines derartigen Verfahrens sind Konstruktions- und Verfahrensaufwand zur Regelung der Schwingungskompensation. So hat für jeden Aktor sowohl eine für seine Lage spezifische Ansteuerung zu bestehen als auch muss eine für seine Lage spezifische Teilschwingung der Kompensationsschwingung errechnet werden. Bei einer Vielzahl an Sensoren bedeutete dies nachteilig unter anderem eine hohe Kanaldichte zur Ansteuerung, hohe Rechenleistungen zur Schwingungskompensation sowie nachteilig auch komplexe und zeitaufwendige Verfahrensabläufe. Durch derartige Vorrichtungen und Verfahren sind daher meist kostengünstige und robuste Lösungen zur Schwingungskompensation nicht möglich.In order to reduce the noise level of an interior through its oscillating window, it is known from the prior art (EP 0 964 387 A2) to absorb the vibration to be compensated via sensors and using mathematical algorithms therefrom parameters (frequency, amplitude , Phase etc.). These parameters are then used to calculate a compensation oscillation that is applied to the board via actuators. Through an interference of the two oscillations, a vibration reduction of the disc is achieved, wherein sensors and actuators are arranged in the edge region of the disc. A disadvantage of such a device and such a method are design and process complexity for controlling the vibration compensation. Thus, for each actuator, a drive specific to its position must exist as well as a partial vibration of the compensation oscillation specific to its position must be calculated. In the case of a large number of sensors, this disadvantageously meant, inter alia, a high channel density for the control, high computing power for vibration compensation and, disadvantageously, also complex and time-consuming process sequences. By such devices and methods therefore usually inexpensive and robust solutions for vibration compensation are not possible.

[0003] Außerdem ist aus dem Stand der Technik ein Verfahren zur Schwingungskompensation von Balken bekannt, bei dem über eine modale Filterung eine Trennung der Sensorsignale in Anteile der einzelnen Schwingungsmoden durchgeführt wird. Solch ein Verfahren ist auch unter dem Fachbegriff Methode der unabhängigen Modalraumregelung bekannt („IMSC: Independent Modal Space Control"). Diese Anteilstrennung kann durch eine Linearkombination zweier Sensorsignale geschaffen werden, wobei jedoch diese Sensorsignale dafür geeignet sein müssen bzw. die Sensorsignale bzw. Messdaten von geeigneten Stellen an der Struktur aufgenommen werden müssen. Zu diesem Zweck werden Sensoren verteilt über die Balkenstruktur angeordnet. Zwar kann durch diese Modalraumregelung der Vorteil der Unabhängigkeit der Moden untereinander ausgenützt werden, die Sensoranordnungen können jedoch zu Eigenwertverschiebungen führen, was nachteilig hinsichtlich einer Schwingungskompensation sein kann.In addition, a method for vibration compensation of beams is known from the prior art, in which a separation of the sensor signals into portions of the individual vibration modes is performed via a modal filtering. Such a method is also known by the technical term method of independent modal space control ("IMSC: Independent Modal Space Control"). This separation of components can be created by a linear combination of two sensor signals, but these sensor signals must be suitable for this, or the sensor signals or measurement data must be taken from suitable locations on the structure. For this purpose sensors are arranged distributed over the beam structure. Although this Modalraumregelung the advantage of the independence of the modes can be exploited with each other, however, the sensor arrangements can lead to Eigenwertverschiebungen, which may be disadvantageous in terms of vibration compensation.

[0004] Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Schwingungskompensation einer insbesondere transparenten Platte der eingangs geschilderten Art derart zu verbessern, dass damit einerseits standfest eine vergleichsweise hohe Auslöschung von Plattenschwingungen ermöglicht, andererseits jedoch ein geringer Verfahrensaufwand besteht, der keine Beeinträchtigung der Platte, insbesondere deren Sichtbereichs erfordert.The invention is therefore based on the object to improve a method for vibration compensation of a particular transparent plate of the type described in such a way that on the one hand steadfast a relatively high extinction of plate vibrations allows, on the other hand, however, a low process cost, the no impairment the plate, in particular their field of view requires.

[0005] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass Messdaten an Stellen des Randbereichs mit maximaler Krümmung von Schwingungsmoden der Platte aufgenommen, durch Linearkombination dazu geeigneter Messdaten Parameter zu wenigstens zwei Schwingungsmoden der Platte bestimmt, in Abhängigkeit dieser Parameter für jeden Quadranten der Platte Schwingungsanteile an der Kompensationsschwingung berechnet werden und damit jeder diesbezügliche Quadrant der Platte zur gemeinsamen Ausbildung der Kompensationsschwingung belastet wird.The invention solves this problem by measuring data taken at locations of the edge region with maximum curvature of vibration modes of the plate, determined by linear combination suitable measurement parameters to at least two vibration modes of the plate, depending on these parameters for each quadrant of the plate vibration components are calculated at the compensation vibration and thus each relevant quadrant of the plate is charged to the common formation of the compensation oscillation.

[0006] Werden Messdaten an Stellen des Randbereichs mit maximaler Krümmung von Schwingungsmoden der Platte aufgenommen und durch Linearkombination dazu geeigneter Messdaten Parameter zu wenigstens zwei Schwingungsmoden der Platte bestimmt, dann kann das Verfahren der unabhängigen Modalraumregelung auch bei Platten angewendet werden, die empfindlich auf Eigenwertverschiebungen zufolge der Sensormassen reagieren. Außerdem kann dieses Verfahren auch bei transparenten Platten, beispielsweise Scheiben, Glasscheiben, 1 /11 p*fK!5iäi*t AT511 225 B1 2013-01-15If measured data recorded at locations of the edge region with maximum curvature of vibration modes of the plate and determined by linear combination of suitable measurement parameters to at least two vibration modes of the plate, then the method of independent Modalraumregelung can also be applied to plates that are sensitive to Eigenwertverschiebungen the sensor masses react. In addition, this procedure can also be applied to transparent panels, for example panes, glass panes, 1/11 p * fK! 5iä * t AT511 225 B1 2013-01-15

Windschutzscheiben etc. verwendet werden, weil keine Sensoren bzw. Aktoren im Sichtbereich vorgesehen werden müssen. In Abhängigkeit dieser Parameter können dann Schwingungsanteile an der Kompensationsschwingung berechnet werden, wobei zur weiteren Verfahrensvereinfachung für jeden Quadranten der Platte lediglich ein Schwingungsanteil berechnet wird. Mit diesen Schwingungsanteilen kann dann jeder diesbezügliche Quadrant der Platte belastet werden, um damit gemeinsam die Kompensationsschwingung auszubilden. Mit Hilfe der Schwingungsanteile für die Quadranten der Platte kann unter anderem eine vergleichsweise hohe Verfahrensvereinfachung ermöglicht werden, wodurch mit erheblicher Robustheit eine schnelle Schwingungsdämpfung möglich werden kann. Die Erfindung kann sich daher vom Stand der Technik trotz reduziertem Verfahrensaufwand durch eine schnellere und standfestere Schwingungsdämpfung abheben, wobei zu diesem Zweck auch keine optische Beeinträchtigung der Transparenz der Platte in Kauf genommen werden muss.Windscreens, etc. are used because no sensors or actuators must be provided in the field of view. As a function of these parameters, it is then possible to calculate vibration components on the compensation oscillation, with only one oscillation component being calculated for each quadrant of the plate for further method simplification. With these vibration components, each relevant quadrant of the plate can then be loaded in order to jointly form the compensation oscillation. With the help of the vibration components for the quadrant of the plate, among other things, a comparatively high process simplification can be made possible, whereby with considerable robustness rapid vibration damping can be possible. The invention can therefore be distinguished from the prior art, despite reduced process complexity by a faster and more stable vibration damping, with no optical impairment of the transparency of the plate must be taken into account for this purpose.

[0007] Werden die Quadranten mit dem gleichen Schwingungsanteil mehrmals parallel belastet, dann kann das Verfahren zur Schwingungskompensation verbessert werden, weil damit aufgrund mehrerer parallel belasteter Stellen der Platte eine gleichmäßigere Gesamtbelastung der Quadranten ausgenutzt werden kann.If the quadrants are loaded several times in parallel with the same vibration component, then the method for vibration compensation can be improved because it can be exploited due to several parallel loaded points of the plate a more uniform overall load of the quadrant.

[0008] Das Verfahren kann verbessert werden, wenn an den Stellen zur Aufnahme von Messdaten keine Schwingungsanteile auf die Platte eingebracht werden. Nachteilige Effekte von Überlagerungen können damit vermieden werden, wodurch außerdem die Standfestigkeit des Verfahrens verbessert werden kann.The method can be improved if no vibration components are introduced to the plate at the locations for recording measurement data. Adverse effects of overlays can thus be avoided, which also the stability of the process can be improved.

[0009] Werden jeweils zwischen zwei Quadranten Messdaten aufgenommen und über deren Linearkombination Parameter zu wenigstens den ersten drei Schwingungsmoden der Platte berechnet, so können insbesondere die Moden mit hohem Anteil an einer Plattenschwingung reduziert werden. Mit einem vergleichsweise geringen Verfahrensaufwand kann damit eine besonders robuste und effiziente Schwingungskompensation ermöglicht werden.If measured data are respectively recorded between two quadrants and their linear combination calculates parameters for at least the first three modes of oscillation of the plate, in particular the modes with a high proportion of a plate oscillation can be reduced. With a comparatively low process complexity, a particularly robust and efficient vibration compensation can thus be made possible.

[0010] Werden mit Hilfe der Linearkombination die Amplituden bestimmt, dann kann auf schnelle und einfache Weise eine Schwingungskompensation dieser Moden ermöglicht werden. Die Dynamik sowie die Standfestigkeit des Verfahrens kann damit erhöht werden, insbesondere wenn hierbei die ersten drei Schwingungsmoden berücksichtigt werden.If the amplitudes are determined with the aid of the linear combination, vibration compensation of these modes can be made possible in a quick and simple manner. The dynamics as well as the stability of the method can thus be increased, in particular if in this case the first three vibration modes are taken into account.

[0011] Es ist weiter die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Schwingungskompensation der eingangs geschilderten Art auf konstruktiv einfache Weise derart zu verbessern, dass damit nicht nur ein vergleichsweise hoher Wirkungsgrad in der Schwingungskompensation möglich wird, sondern auch eine hohe Regeldynamik erreicht werden kann.It is a further object of the invention to improve a device for vibration compensation of the type described in a structurally simple manner such that not only a comparatively high efficiency in the vibration compensation is possible, but also a high control dynamics can be achieved.

[0012] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass Sensoren im Randbereich an Stellen mit maximaler Krümmung von Schwingungsmoden vorgesehen sind und dass die Steuereinrichtung sowohl wenigstens zwei mit den Sensoren verbundene modale Filter zur Trennung der Messdaten in Anteile einzelner Schwingungsmoden der Platte, als auch für jeden Filter einen damit bzw. mit jedem Filter verbundenen Regler zur Erzeugung von Regelgrößen in Abhängigkeit der abgetrennten Anteile der Messdaten sowie je mit wenigstens einem Aktor eines Quadranten verbundene Schaltstufen zum Zusammenfügen der Regelgrößen zu Schwingungsanteilen an der Kompensationsschwingung in Abhängigkeit der quadrantenweisen Ansteuerung der Aktoren aufweist.The invention solves the problem set by the fact that sensors are provided in the edge region at locations with maximum curvature of vibration modes and that the control means both at least two modal filters connected to the sensors for separating the measured data into shares of individual vibration modes of the plate, as well for each filter associated therewith or with each filter controller for generating controlled variables as a function of the separated portions of the measured data and each associated with at least one actuator of a quadrant associated switching stages for joining the controlled variables to vibrational components of the compensation oscillation as a function of the quadrant control of the actuators ,

[0013] Sind Sensoren im Randbereich an Stellen mit maximaler Krümmung von Schwingungsmoden vorgesehen, dann kann damit auf einfache Weise eine schnelle und maximale Schwingungskompensation ermöglicht werden, wenn die Messdaten der Sensoren für eine unabhängige Modalraumregelung verwendet werden. Zu diesem Zweck weist die Steuereinrichtung sowohl wenigstens zwei mit den Sensoren verbundene modale Filter zur Trennung der Messdaten in Anteile einzelner Schwingungsmoden der Platte, als auch für jeden Filter einen damit verbundenen Regler zur Erzeugung von Regelgrößen in Abhängigkeit der abgetrennten Anteile der Messdaten auf. Um eine konstruktive Einfachheit in der Steuerung der Aktoren zu schaffen, wird weiter vorgeschlagen, je mit wenigstens einem Aktor eines Quadranten verbundene 2/11 &tero&$ches AT511 225 B1 2013-01-15If sensors are provided in the edge region at points with maximum curvature of vibration modes, then it can be easily enabled a quick and maximum vibration compensation when the measurement data of the sensors are used for independent modal space control. For this purpose, the control device has both at least two modal filters connected to the sensors for separating the measured data into parts of individual vibration modes of the plate, as well as for each filter an associated controller for generating controlled variables as a function of the separated portions of the measured data. In order to provide a constructive simplicity in the control of the actuators, it is further proposed, each associated with at least one actuator of a quadrant, AT511 225 B1 2013-01-15

Schaltstufen zum Zusammenfügen der Regelgrößen zu Schwingungsanteilen an der Kompensationsschwingung in Abhängigkeit der quadrantenweisen Ansteuerung der Aktoren vorzusehen. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann daher mit einer vergleichsweise niedrigen Anzahl an Regelgrößen bzw. auch an Schwingungsanteilen eine ausreichende Kompensationsschwingung erzeugt werden, was zu einem vergleichsweise hohen Wirkungsgrad in der Kompensation von Modenschwingungen bzw. der Schwingung der Platte führen kann. Außerdem ist mit Hilfe der quadrantenweisen Sichtweise bzw. der quadrantenweisen Krafteinleitung auf die Platte eine schnelle und damit hochdynamische Kompensation der Plattenschwingungen möglich, so dass die Vorrichtung trotz konstruktiver Einfachheit einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad und hohe Standfestigkeit aufweisen kann.Provide switching stages for joining the control variables to vibration components to the compensation vibration as a function of the quadrant-wise control of the actuators. In contrast to the prior art, therefore, a sufficient compensation vibration can be generated with a comparatively low number of control variables or also on vibration components, which can lead to a comparatively high efficiency in the compensation of mode oscillations or the vibration of the plate. In addition, with the help of the quadrant-wise view or the quadrant-wise application of force to the plate, a fast and thus highly dynamic compensation of the plate vibrations possible, so that the device despite constructive simplicity can have a comparatively high efficiency and high stability.

[0014] Erhöhte Krafteinleitung in die Platte kann ermöglicht werden, wenn in jedem Quadranten der Platte eine Aktorgruppe aus parallel geschalteten und verteilt angeordneten Aktoren vorgesehen ist. Außerdem kann damit ein gleichmäßigerer Kräfteeintrag als bei einer punktuellen Belastung der Platte geschaffen werden.Increased introduction of force into the plate can be made possible if in each quadrant of the plate, an actuator group of parallel-connected and distributed actuators is provided. In addition, it can be used to create a more uniform force input than with a punctual load on the plate.

[0015] Die Einflüsse der entscheidenden Eigenmoden der Platte können insbesondere damit erfasst und kompensiert werden, wenn jeweils zwischen zwei Quadranten wenigstens ein Sensor vorgesehen ist. Außerdem kann damit die Gefahr einer Rückkopplung zwischen Sensoren und Aktoren deutlich verringert werden, was die Standfestigkeit der Vorrichtung erhöhen kann, insbesondere wenn die Sensoren auf der gegenüberliegenden Plattenseite der Aktoren vorgesehen sind.In particular, the influences of the decisive eigenmodes of the plate can be detected and compensated for if at least one sensor is provided in each case between two quadrants. In addition, so that the risk of feedback between sensors and actuators can be significantly reduced, which can increase the stability of the device, especially when the sensors are provided on the opposite side of the plate actuators.

[0016] Weist die Steuereinrichtung drei mit den Sensoren verbundene modale Filter zur Schwingungskompensation der ersten drei Schwingungsmoden der Platte auf, dann konnte überraschend festgestellt werden, dass jene Moden verringert werden können, die auf eine Plattenschwingung entscheidenden Einfluss haben. Ein besonders hoher Wirkungsgrad in der Schwingungskompensation kann dadurch erreicht werden.If the control device has three modal filters connected to the sensors for vibration compensation of the first three modes of oscillation of the plate, then it has surprisingly been found that those modes can be reduced which have a decisive influence on a plate oscillation. A particularly high efficiency in the vibration compensation can be achieved.

[0017] Um über die Amplitude von Schwingungsmoden eine Dämpfungsregelung der Plattenschwingung zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass die modalen Filter mit den Sensoren verbundene Addierer und/oder Subtrahierer aufweisen. Über die Parameter der Amplitude kann unter anderem eine schnelle und standfeste Vorrichtung zur Schwingungskompensation über beispielsweise einfache nachgeschaltete Proportionalglieder ermöglicht werden.In order to achieve a damping control of the plate oscillation via the amplitude of oscillation modes, it can be provided that the modal filters have adders and / or subtractors connected to the sensors. Among other things, a fast and stable device for vibration compensation via, for example, simple downstream proportional elements can be made possible via the parameters of the amplitude.

[0018] In den Zeichnungen ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigen [0019] Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Reduktion einer Schwingung einerIn the drawings, for example, the subject invention is illustrated with reference to an embodiment. FIG. 1 is a plan view of an apparatus for reducing a vibration of a FIG

Platte, [0020] Fig. 2 eine Steuereinrichtung der Vorrichtung nach Fig. 1 und die [0021] Fig. 3 bis 5 Darstellungen zur Schwingungskompensation unterschiedlicher Schwin gungsmoden der Vorrichtung nach Fig. 1.1, and [0021] FIGS. 3 to 5 representations for vibration compensation of different modes of vibration of the device according to FIG. 1.

[0022] Das beispielsweise nach Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Vorrichtung 1 zur Schwingungskompensation mit einer Platte 2, die an Ihren Stirnseiten beispielsweise über eine nicht näher dargestellte Einspannung in einem Rahmen gelagert ist. Andere Montagemittel sind vorstellbar, so auch eine feste Einspannung über eine Leiste oder eine insbesondere weiche Dichtung. Die Platte 2 ist schwingfähig, was unter anderem auch nicht erwünschte Schwingungen zulässt. Um diese Schwingungen zu reduzieren, sind in Form von Piezoelementen Aktoren 3, 3', 3", 3"' auf der Platte 2 vorgesehen und zwar in deren Randbereich 4, um damit die Transparenz der Platte 2 nicht zu verringern bzw. einen mittige Gewichtsbelastung der Platte 2 zu vermeiden. Die zu kompensierende Schwingung der Platte 2 wird über Sensoren 5, 5', 5", 5"' gemessen, wobei durch diese Messung Messdaten 6, 6', 6", 6"' aufgenommen werden. Die Sensoren 5, 5', 5", 5"' sind aus vorstehenden Gründen ebenso auf der Platte 2 in deren Randbereich 4 vorgesehen, vorzugsweise auf der den Aktoren 3, 3', 3", 3"' gegenüberliegenden Plattenseite, was an der strichpunktierten Darstellung der Sensoren 5, 5', 5", 5"' in den Figuren erkennbar ist. Mit Hilfe einer Steuereinrichtung 7 werden nun diese Messdaten 6, 6', 6", 3/11The embodiment shown for example in FIG. 1 shows a device 1 for vibration compensation with a plate 2, which is mounted at their ends, for example via a clamping, not shown in a frame. Other mounting means are conceivable, as well as a fixed clamping over a bar or a particular soft seal. The plate 2 is capable of oscillating, which among other things also allows undesirable vibrations. In order to reduce these vibrations, actuators 3, 3 ', 3 ", 3" are in the form of piezo elements. provided on the plate 2 and that in the edge region 4, so as not to reduce the transparency of the plate 2 and to avoid a central weight load of the plate 2. The vibration of the plate 2 to be compensated is detected via sensors 5, 5 ', 5 ", 5"'. measured data 6, 6 ', 6 ", 6 " be recorded. The sensors 5, 5 ', 5 ", 5"' are also provided for the above reasons on the plate 2 in the edge region 4, preferably on the the actuators 3, 3 ', 3 ", 3"' on the opposite side of the plate, which is indicated by the dot-dashed representation of the sensors 5, 5 ', 5 ", 5"'. can be seen in the figures. With the aid of a control device 7, these measurement data 6, 6 ', 6 ", 3/11

AT 511 225 B1 2013-01-15 6"' der Sensoren 5, 5', 5", 5"' verarbeitet und die Aktoren 3, 3', 3", 3"' in Abhängigkeit diese Messdaten 6, 6', 6", 6"' derart angesteuert, dass diese 3, 3', 3", 3"' auf die Platte 2 eine Kompensationsschwingung zur Reduktion der Schwingung der Platte 2 aufbringen können bzw. die Platte 2 diesbezüglich belasten. Werden eine Vielzahl an Aktoren 3, 3', 3", 3"' verwendet, dann kann dies nachteilig bei der Steuereinrichtung 7 zu einem hohen Konstruktionsaufwand als auch zu einem aufwendigen Berechnungsverfahren führen, wodurch nicht nur die Standfestigkeit, sondern auch die Dynamik zur Schwingungsreduktion vermindert werden kann. Aus diesem Grund schlägt die Erfindung vor, eine unabhängige Modalraumregelung (IMSC) unter Berücksichtigung einerseits von randseitig platzierten Sensoren 5, 5', 5", 5"' und andererseits einer quartalsweisen Ansteuerung der Aktoren 3, 3', 3", 3"' zu verwenden. Dazu werden die Sensoren 5, 5', 5", 5"' im Randbereich 4 an den Stellen 8, 8', 8", 8"' mit maximaler Krümmung M1' und/oder, M2' und/oder M3' von wenigstens zwei Schwingungsmoden M1 und/oder M2 und/oder M3, etc. vorgesehen, was insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren 3, 4 und 5 entnommen werden kann. Im Allgemeinen wird erwähnt, dass durchaus auch ein Nahbereich zu diesen Stellen MV und/oder, M2' und/oder M3' vorstellbar ist, wobei desweiteren nicht an allen diesen Stellen mit maximaler Krümmung MV und/oder M2' und/oder M3' von Schwingungsmoden M1 und/oder M2 und/oder M3 Sensoren 5, 5', 5", 5"' vorgesehen werden müssen, um damit eine unabhängige Modalraumregelung (IMSC) zu schaffen, wie dies beispielsweise auch an gleicher Sensorplatzierung trotz unterschiedlicher Eigenmoden M1, M2 und M3 gemäß den Figuren 3, 4 und 5 erkannt werden kann. Die nach Fig. 2 dargestellte Steuereinrichtung 7 der Vorrichtung 1 ist nun mit den Sensoren 5, 5', 5", 5"' verbunden und verarbeitet die Messdaten 6, 6', 6", 6"'. Zu diesem Zweck sind 5, 5', 5", 5"' mit modalen Filtern 9, 10, 11 verbunden, die die Messdaten 6, 6', 6", 6"' in Anteile 9', 10', 11' einzelner Schwingungsmoden M1, M2, M3 der Platte 2 trennen. Durch eine Verwendung von 3 modalen Filtern 9, 10, 11 kann eine Schwingungskompensation der ersten drei Schwingungsmoden M1, M2, M3 der Platte 2 ermöglicht werden. Diese Anteile 9', 10', 11' der modalen Filter 9, 10, 11 werden nun je einem Regler 12, 13, 14 zugeführt, die je eine Regelgröße 12', 13', 14' zum Dämpfen dieser Anteile 9', 10', 11' erzeugen. Um nun jedem Quadraten 15, 16, 17 und 18 der Platte 2 einen diesbezüglichen Schwingungsanteil 15', 17', 18' und 19' zuführen zu können, sind Schaltstufen 19, 20, 21, 22 vorgesehen, die die Regelgrößen 12', 13', 14' in richtiger Polarität miteinander verbinden. Die Schaltstufen 19, 20, 21, 22 fügen daher die Regelgrößen 12', 13', 14' zu Schwingungsanteilen 15', 16', 17' und 18' an der Kompensationsschwingung in Abhängigkeit der quadrantenweisen Ansteuerung der Aktoren 3, 3', 3", 3'" zusammen.AT 511 225 B1 2013-01-15 6 " ' the sensors 5, 5 ', 5 ", 5"' processed and the actuators 3, 3 ', 3 ", 3"' depending on these measurement data 6, 6 ', 6 ", 6"' controlled such that these 3, 3 ', 3 ", 3"' On the plate 2 can apply a compensation vibration to reduce the vibration of the plate 2 and the plate 2 in this regard. When a plurality of actuators 3, 3 ', 3 ", 3 "' used, then this can lead to disadvantageous in the control device 7 to a high design effort as well as to a complex calculation method, whereby not only the stability, but also the dynamics for vibration reduction can be reduced. For this reason, the invention proposes an independent Modalraumregelung (IMSC) taking into account, on the one hand, edge-mounted sensors 5, 5 ', 5 ", 5"' and on the other hand a quarterly activation of the actuators 3, 3 ', 3 ", 3"' to use. To do this, the sensors 5, 5 ', 5 ", 5 "' in edge area 4 at locations 8, 8 ', 8 ", 8"' with maximum curvature M1 'and / or, M2' and / or M3 'of at least two oscillation modes M1 and / or M2 and / or M3, etc., which can be taken in particular in connection with FIGS. 3, 4 and 5. In general, it is mentioned that quite close to these points MV and / or 'M2' and / or M3 'is conceivable, and furthermore not at all these points with maximum curvature MV and / or M2' and / or M3 'of Vibration modes M1 and / or M2 and / or M3 sensors 5, 5 ', 5 ", 5"' must be provided in order to create an independent Modalraumregelung (IMSC), as can be recognized, for example, the same sensor placement despite different eigenmodes M1, M2 and M3 according to Figures 3, 4 and 5. The control device 7 of the device 1 shown in FIG. 2 is now equipped with the sensors 5, 5 ', 5 ", 5"'. connected and processes the measurement data 6, 6 ', 6 ", 6"'. For this purpose, 5, 5 ', 5 ", 5 "' connected to modal filters 9, 10, 11 which contain the measured data 6, 6 ', 6 ", 6"' into parts 9 ', 10', 11 'of individual vibration modes M1, M2, M3 of the plate 2. By using 3 modal filters 9, 10, 11 a vibration compensation of the first three vibration modes M1, M2, M3 of the plate 2 can be made possible. These portions 9 ', 10', 11 'of the modal filter 9, 10, 11 are now each a controller 12, 13, 14 fed, each having a controlled variable 12', 13 ', 14' for damping these shares 9 ', 10th ', 11' generate. In order to be able to supply a respective vibration component 15 ', 17', 18 'and 19' to each of the squares 15, 16, 17 and 18 of the plate 2, switching stages 19, 20, 21, 22 are provided which control variables 12 ', 13 ', 14' connect in the correct polarity. The switching stages 19, 20, 21, 22 therefore add the controlled variables 12 ', 13', 14 'to oscillation components 15', 16 ', 17' and 18 'on the compensation oscillation as a function of the quadrant-wise actuation of the actuators 3, 3', 3 " ;, 3 '" together.

[0023] Die Steuereinrichtung 7 weist noch Inverter 23 und ADC (Analog-Digital Konverter) 24 sowie DAC (Digital-Analog Konverter) 25 auf, wobei der Regler 12, 13, 14 der Einfachheit wegen als P-Regler ausgeführt sind. Hoch- und/oder Tiefpassfilter können diese Regler 12, 13, 14 begleiten, um die Anteile 9', 10', 11' zu den gegengeregelten Moden M1, M2, M3 zu schärfen, wobei diese Filter der Einfachheit halber nicht dargestellt worden sind.The controller 7 still has inverter 23 and ADC (analog-to-digital converter) 24 and DAC (digital-to-analog converter) 25, wherein the controller 12, 13, 14 are designed for simplicity as P-controller. High- and / or low-pass filters can accompany these regulators 12, 13, 14 in order to sharpen the components 9 ', 10', 11 'to the oppositely controlled modes M1, M2, M3, these filters not being shown for the sake of simplicity.

[0024] Im Allgemeinen wird erwähnt, dass nach den Figuren drei Moden M1, M2, M3 einer modalen Regelung unterworfen werden. Es ist jedoch durchaus im Rahmen der Erfindung, weniger oder mehrere Moden damit zu behandeln. Insbesondere könnten beispielsweise alleine die Sensoren 5 und 5" zur unabhängigen Modalraumregelung der Moden M1 und M2 bzw. alleine die Sensoren 5' und 5'" zur unabhängigen Modalraumregelung der Moden M1 und M3 verwendet werden.In general, it is mentioned that according to the figures, three modes M1, M2, M3 are subjected to a modal regulation. However, it is well within the scope of the invention to treat less or more modes with it. In particular, for example, sensors 5 and 5 alone could " for the independent modal space control of the modes M1 and M2 or alone the sensors 5 'and 5' " for independent modal space control of modes M1 and M3.

[0025] Eine gleichmäßigere Kraftaufbringung auf die Platte 2 zu Zwecken einer verbesserten Schwingungsreduktion ergibt sich, wenn in jedem Quadranten 15, 16, 17 und 18 der Platte 2 eine Aktorgruppe 26, 27, 28 und 29 aus parallel geschalteten und verteilt angeordneten Aktoren 3, 3', 3", 3'" vorgesehen ist. Die Aktoren der jeweiligen Aktorgruppen sind am Rand der Platte 2 verteilt angeordnet, so dass diese beispielsweise auch um die Ecken der Platte 2 verlaufen. Die Anzahl der Aktoren 3, 3', 3", 3'" ist frei wählbar und kann beispielsweise durch die zu erzeugende Kraftgröße bestimmt sein.A more uniform application of force to the plate 2 for the purpose of improved vibration reduction results when in each quadrant 15, 16, 17 and 18 of the plate 2, an actuator group 26, 27, 28 and 29 of parallel-connected and distributed actuators arranged 3, 3 ', 3 ", 3' " is provided. The actuators of the respective actuator groups are arranged distributed on the edge of the plate 2, so that they extend, for example, around the corners of the plate 2. The number of actuators 3, 3 ', 3 ", 3' " is freely selectable and can be determined, for example, by the force magnitude to be generated.

[0026] Hohe Stabilität in der Regelung ergibt sich, wenn jeweils zwischen zwei Quadranten 15 und 16 bzw. 16 und 17 bzw. 17 und 18 bzw. 18 und 15 ein Sensor 5, 5', 5", 5'" angeordnet ist, 4/11High stability in the control results when between each two quadrants 15 and 16 or 16 and 17 or 17 and 18 or 18 and 15, a sensor 5, 5 ', 5 ", 5' " is arranged, 4/11

Claims

AT511 225 B1 2013-01-15 as can be seen in particular from FIG. In addition, at least vibrations of three modes M1, M2, M3 can be compensated for. The sensors 5, 5 ', 5 ", 5 " are structurally simple. on the actuators 3, 3 ', 3 ", 3"' The modal filters 9, 10, 11 comprise adders 30 and / or subtracters 31 in order to determine the amplitude 32, 33, 34 of the oscillation of the individual modes M1, M2 and M3. By such a signal combination, however, the amplitude 32, 33, 34 must be adjusted to an averaged value, on the basis of which the proportional terms 35 (reduction to 1/4 of the determined amplitude level) and 36 (reduction to 1/2 of the determined amplitude level) are provided as can be seen in FIG. 2. 1. A method for reducing a vibration of a particular transparent plate (2), in particular a disc, recorded in the measurement data from the edge region (4) of the vibrating plate (2) and in dependence of these measurement data (6, 6 ', 6 ", 6 " the plate (2) is loaded with a compensation oscillation over its edge region (4) such that an at least partial reduction of the oscillation of the plate (2) occurs, characterized in that measurement data (6, 6 ', 6 ", 6 " ') at positions (8, 8', 8 ", 8 " ') of the maximum curvature edge region (M1', M2 ', M3') of vibration modes (M1, M2, M3) of the plate (2 ), linear combination of suitable measurement data (6, 6 ', 6 ", 6"') determines parameters (9 ', 10', 1V) for at least two oscillation modes (M1, M2, M3) of the plate (2), Dependence of these parameters (9 ', 10', 11 ') for each quadrant (15, 16, 17, 18) of the plate (2) vibration components (15', 16 ', 17 ', 18') are calculated on the compensation oscillation and thus each respective quadrant (15, 16, 17, 18) of the plate (2) is loaded for common formation of the compensation oscillation.

2. The method according to claim 1, characterized in that the quadrants (15, 16, 17, 18) with the same vibration component (15 ', 16', 17 ', 18') are loaded several times in parallel.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that at the points (8, 8 ', 8 ", 8'") for taking measurement data (6, 6 ', 6 ", 6'") no vibration components (15 ', 16', 17 ', 18') are placed on the plate (2).

Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that in each case between the two quadrants (15 and 16, 16 and 17, 17 and 18, 18 and 15) measurement data (6, 6 ', 6 ", 6' ";) and via their linear combination parameters (9 ', 10', 1V) to at least the first three vibration modes (M1, M2, M3) of the plate (2) are calculated.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that with the aid of the linear combination, the amplitudes (32, 33, 34) of the particular first three vibration modes (M1, M2, M3) are determined.

6. A device for reducing a vibration of an at least partially clamped and in particular at least partially transparent plate (2), in particular a disc with at least in the edge region (4) of the plate (4) provided actuators (3, 3 ', 3 ", 3 '), in particular piezo elements, with sensors (5, 5', 5 ", 5 '") provided in the edge region (4) of the plate (2) for taking measurement data (6, 6', 6 ", 6 '") to the disk vibration and to a control means (7) connected to the sensors (5, 5', 5 ", 5 ") and actuators (3, 3 &min;, 3 " compensation oscillation dependent on the recorded measurement data (6, 6 ', 6 ", 6'") for reducing the oscillation of the panel, characterized in that sensors (5, 5 ', 5 ", 5'") in the edge area (4 ) are provided at points of maximum curvature (MV, M2 ', M3') of vibration modes (M1, M2, M3), and in that the control device (7) both whom at least two modal filters (9, 10, 11) connected to the sensors (5, 5 ', 5 ", 5'") for separating the measurement data (6, 6 ', 6 ", 6'") into fractions ( 9 ', 10', 1V) of individual vibration modes (M1, M2, M3) of the plate (2), as well as for each filter (9, 10, 11) an associated controller (12, 13, 14) for Er- 5 / 11