DE102013217093A1

DE102013217093A1 - Verfahren zum Anpassen der Parameter eines Reglers für mikromechanische Aktoren und Vorrichtungen

Info

Publication number: DE102013217093A1
Application number: DE102013217093.9A
Authority: DE
Inventors: Mohamad Iyad Al Dibs
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2015-03-05
Also published as: CN104423380A; US9354441B2; US20150062681A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zum Anpassen der Parameter eines Reglers für mikromechanische Aktoren, mit den Schritten Beaufschlagen des mikromechanischen Aktors mit einem Testsignal, welches einen Sprung aufweist, Erfassen einer Testsignalantwort des mikromechanischen Aktors auf das Testsignal, Identifizieren einer absoluten Lage mindestens einer Mode in der erfassten Testsignalantwort, und Anpassen mindestens eines der Parameter des Reglers basierend auf der identifizierten absoluten Lage der mindestens einen Mode. Ferner offenbart die vorliegende Erfindung ein entsprechende Vorrichtung.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anpassen der Parameter eines Reglers für mikromechanische Aktoren und eine entsprechende Vorrichtung.
Stand der Technik
Mikromechanische Aktoren werden heute in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Beispielsweise werden Mikrospiegel in Projektoreinheiten eingesetzt, die auf sehr kleinem Bauraum aufgebaut werden sollen.
In solchen Projektoreinheiten werden üblicherweise Mikrospiegel eingesetzt, die ein sog. MEMS – Micro-Electro-Mechanical-System – darstellen. Solche MEMS-Spiegel besitzen häufig mehrere mechanische Resonanzstellen – auch Moden oder Polstellen in der Übertragungsfunktion genannt – die entsprechend elektrisch angeregt werden können. Ferner besitzen solche MEMS-Spiegel auch Anti-Resonanzmoden – auch Nullstellen in der Übertragungsfunktion oder notch genannt.
Die Moden der MEMS-Spiegel unterteilen sich dabei in Nutzmoden und Störmoden. Insbesondere beeinträchtigt die Anregung von Störmoden die Qualität des projizierten Bildes negativ.
Die genannten MEMS-Spiegel bilden ein sog. träges Feder-Masse-System, das in erster Näherung als ein Tiefpass zweiter Ordnung (PT2-Element) modelliert werden kann. Die Eckfrequenzen des trägen Feder-Masse-Systems werden dabei durch dessen erste Mode definiert.
Ein solcher MEMS-Spiegel kann entweder resonant auf einer oder mehreren Nutzmoden betrieben werden oder quasi-statisch betrieben werden. Die quasi-statische Ansteuerung erfolgt mit einem niederfrequenten Signal und vermeidet eine Anregung der Moden.
Für den Bildaufbau mit Hilfe von MEMS-Spiegeln benötigt man üblicherweise zwei MEMS-Spiegel, wobei einer der MEMS-Spiegel resonant angesteuert wird und einer der MEMS-Spiegel quasi-statisch betrieben wird. Dabei ist der resonant betriebene MEMS-Spiegel für die Zeilenprojektion des Bilder zuständig und der quasistatisch betriebene MEMS-Spiegel für den zeilenweisen Bildaufbau.
Üblicherweise wird ein MEMS-Spiegel mit einem Sägezahnsignal angesteuert, um z.B. eine Bildrate von 60Hz zu erzeugen. Das Sägezahnsignal weist dabei im Frequenzbereich die Vielfachen der geraden und ungeraden Harmonischen der Grundfrequenz auf. Zwei mögliche Sägezahnsignale mit unterschiedlichen Rücklaufzeiten sind in dem Diagramm der 11 als gestrichelte und durchgehende Kurven dargestellt. Auf der Abszissenachse ist dabei die Zeit und auf der Ordinatenachse die Amplitude des Sägezahnsignals dargestellt. In 11 sind die steigenden Flanken diejenigen Flanken, die den MEMS-Spiegel von Zeile zu Zeile steuern. Die fallenden Flanken stellen den Rücklauf des MEMS-Spiegels in die Ausgangsposition dar. In 12 ist das entsprechende Sägezahnsignal im Frequenzbereich dargestellt.
Zur Ansteuerung der MEMS-Spiegel im quasistatischen Zustand werden üblicherweise Linear-Treiber oder digitale Treiber verwendet. Um eine ausreichende Genauigkeit bei der Ansteuerung zu erzielen bzw. die lineare Auslenkung zu erhöhen, werden die Mikrospiegel in einem geschlossenen Regelkreis (sog. closed loop) geregelt. Dabei können unterschiedliche Regler zum Einsatz kommen, z.B. adaptive PD-Regler, current controller and position controller in feed forward structure, LMS-Harmonic Controller, Iterative Harmonic Coefficent Determination, und dergleichen. Den verwendeten Reglern gemein ist, dass diese eine sehr hohe Systembandbreit und damit eine sehr hohe Rechenleistung benötigen.
Eine Steuerung, die nach dem Verfahren der „Iterative Harmonic Coefficent Determination“ arbeitet, wird in der US 7,952,783 B2 offenbart.
Eine hohe Systembandbreite und eine hohe Rechenleistung bedeuten in den Ansteuer-ICs einen hohen Flächenbedarf z.B. für Analog-Digital-Wandler, Mikrocontroller, Digital-Analog-Wandler, Treiberstufen und dergleichen.
Beispielsweise benötigen Systeme mit MEMS-Spiegel und Regler üblicherweise eine Reglerbandreite von 1 MHz, um jede Bildzeile genau zu regeln. Ferner benötigen einige der bekannten Reglerkonzepte zusätzliche Zustandsinformationen des MEMS-Spiegels, die in der Realität nur sehr schwer zu erfassen sind oder sehr schwer zu schätzen sind.
Zur Ansteuerung eines MEMS-Spiegels können ferner modulare Multi-Feedback-Regler genutzt werden, die einen einfachen Aufbau aufweisen.
Solche modularen Multi-Feedback-Regler sind gegenüber anderen Reglerstrukturen weniger komplex und können daher sehr einfach z.B. in einem ASIC oder in Software, z.B. als Programm in einem DSP oder Mikrocontroller, implementiert werden.
Die modularen Multi-Feedback-Regler für unterschiedliche MEMS-Spiegel werden entsprechend parametriert, dass diese die bestmögliche Leistung erzielen.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zum Anpassen der Parameter eines Reglers für mikromechanische Aktoren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Anpassung der Parameter eines Reglers für einen mikromechanischen Aktor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7.
Demgemäß ist vorgesehen:
Ein Verfahren zum Anpassen der Parameter eines Reglers für mikromechanische Aktoren, mit den Schritten Beaufschlagen des mikromechanischen Aktors mit einem Testsignal, welches einen Sprung und/oder Impuls und/oder einen Frequenz-Sweep aufweist, Erfassen einer Testsignalantwort (z.B. einer Sprung- bzw. Impulsantwort) des mikromechanischen Aktors auf das Testsignal, Identifizieren einer absoluten Lage mindestens einer Mode in der erfassten Testsignalantwort, und Anpassen mindestens eines der Parameter des Reglers basierend auf der identifizierten absoluten Lage der mindestens einen Mode.
Ferner offenbart die vorliegende Erfindung:
Eine Vorrichtung zur Anpassung der Parameter eines Reglers für einen mikromechanischen Aktor, mit einem Signalgenerator, welcher dazu ausgebildet ist, ein Testsignal, welches einen Sprung und/oder Impuls und/oder einen Frequenz-Sweep aufweist, an den mikromechanischen Aktor auszugeben, mit einer Erfassungseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Testsignalantwort des mikromechanischen Aktors auf das Testsignal zu erfassen, mit einer Analyseeinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine absolute Lage mindestens einer Mode in der erfassten Testsignalantwort zu identifizieren, und mit einer Anpassungseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, mindestens einen der Parameter des Reglers basierend auf der identifizierten absoluten Lage der mindestens einen Mode anzupassen.
Vorteile der Erfindung
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass ein Regler-Modul z.B. ein modularer Multi-Feedback-Regler an den jeweiligen anzusteuernden mikromechanischen Aktor angepasst wird, um eine bestmögliche Leistung zu erzielen bzw. eine bestmögliche Regelung zu ermöglichen.
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht nun darin, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und eine Möglichkeit vorzusehen, die Parameter eines Reglers, der dazu dient, einen mikromechanischen Aktor zu steuern, sehr einfach zu bestimmen.
Dazu sieht die vorliegende Erfindung vor, dass ein mikromechanischer Aktor ohne einen vorgeschalteten Regler mit einem Testsignal beaufschlagt wird, welches einen Signalsprung, Signalimpuls bzw. einen Frequenz-Sweep aufweist.
Wird ein solcher mikromechanischer Aktor mit einem erfindungsgemäßen Testsignal beaufschlagt, wird dieser ausgelenkt und erzeugt so eine messbare Testsignalantwort auf das Testsignal.
Die vorliegende Erfindung sieht nun vor, diese Testsignalantwort zu erfassen und auszuwerten.
Insbesondere sieht die vorliegende Erfindung vor, eine absolute Lage mindestens einer Mode in der erfassten Testsignalantwort zu identifizieren und den mindestens einen Parameter des Reglers basierend auf dieser erfassten absoluten Lage der mindestens einen Mode anzupassen.
Die Anpassung der Parameter des jeweiligen Reglers für den jeweils eingesetzten mikromechanischen Aktor führt zu einem qualitativ sehr hochwertigem Reglerverhalten mit einer hohen Regelgüte.
Beispielsweise können alle technologiebedingten Schwankungen zwischen einzelnen mikromechanischen Aktoren mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ausgeglichen werden und eine hohe Robustheit des Gesamtsystems erzielt werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
In einer Ausführungsform ist der weitere Schritt Bestimmen einer relativen Lage der Moden zueinander in der erfassten Testsignalantwort vorgesehen, wobei beim Anpassen der mindestens eine Parameter basierend auf der identifizierten absoluten Lage der mindestens einen Mode und/oder der relativen Lage der Moden in der erfassten Testsignalantwort zueinander angepasst wird. Dies ermöglicht eine exakte Anpassung der Parameter an den jeweiligen mikromechanischen Aktor.
In einer Ausführungsform ist der weitere Schritt Detektieren mindestens einer Phasendrehung bzw. mindestens eines Phasensprungs im Frequenzgang des mikromechanischen Aktors basierend auf der erfassten Testsignalantwort vorgesehen, wobei beim Anpassen der mindestens eine Parameter basierend auf der identifizierten absoluten Lage der mindestens einen Mode und/oder der relativen Lage der Moden in der erfassten Testsignalantwort zueinander und/oder den detektierten Phasendrehungen bzw. der detektierten Phasensprünge angepasst wird. Dies ermöglicht es, die Parameter des jeweiligen Reglers mit noch höherer Genauigkeit einzustellen.
In einer Ausführungsform ist der weitere Schritt Bestimmen jeweils eines Dämpfungsfaktors für jede der Moden basierend auf der erfassten Testsignalantwort vorgesehen, wobei beim Anpassen der mindestens eine Parameter basierend auf der identifizierten absoluten Lage der mindestens einen Mode und/oder der relativen Lage der Moden in der erfassten Testsignalantwort zueinander und/oder der detektierten Phasendrehungen bzw. der detektierten Phasensprünge und/oder den bestimmten Dämpfungsfaktoren angepasst wird. Dadurch wird eine sehr einfache und genaue Einstellung der Parameter der jeweiligen Regler möglich.
In einer Ausführungsform ist der weitere Schritt Transformation der erfassten Testsignalantwort in den Frequenzbereich vorgesehen, wobei das Identifizieren der absoluten Lage mindestens einer Mode und/oder das Bestimmen der relativen Lage der Moden zueinander und/oder das Detektieren einer Phasendrehung bzw. eines Phasensprungs und/oder das Bestimmen des Dämpfungsfaktors für jede der Moden basierend auf der transformierten Testsignalantwort im Frequenzbereich durchgeführt wird. Dies ermöglicht eine sehr einfache und wenig komplexe Analyse der Testsignalantwort.
In einer Ausführungsform sind die weiteren Schritte Beaufschlagen des mikromechanischen Aktors mit dem Regler in einer geschlossenen Regelschleife mit einem Probesignal, welches einen Sprung und/oder Impuls und/oder einen Frequenz-Sweep aufweist, Erfassen der Systemantwort auf das Probesignal, und Überprüfen der Systemstabilität basierend auf der erfassten Systemantwort vorgesehen. Dadurch wird es möglich, die Korrektheit der angepassten Parameter zu überprüfen und gegebenenfalls die Anpassung der Paramater zu wiederhohlen.
In einer weiteren Ausführungsform können die Parameter einzelner Elemente der Regler derart parametriert werden, dass diese Elemente ganz abgeschaltet werden bzw. gezielt zu- oder abgeschaltet werden. Beispielsweise kann dies durch eine entsprechende Anpassung der Parameter erfolgen. Dies ermöglicht es, die Reglerstruktur an den jeweiligen mikromechanischen Aktor anzupassen.
In einer weiteren Ausführungsform können zusätzlich zu den Parametern der Regler ferner Filter bestimmt bzw. berechnet werden, die dazu dienen können, Eingangssignale und Ausgangssignale der Regler zu filtern. Solche Filter können z.B. Tiefpassfilter, Hochpassfilter oder Bandpassfilter sein.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
1 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
3 ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
4 ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
5 ein Bodediagramm für einen mikromechanischen Aktor;
6 ein Bodediagramm für einen weiteren mikromechanischen Aktor;
7 eine Testsignalantwort eines mikromechanischen Aktors im Zeitbereich;
8 die Testsignalantwort der 7 im Frequenzbereich;
9 ein Blockdiagramm eines modularen Multi-Feedback-Reglers;
10 ein Blockdiagramm eines weiteren modularen Multi-Feedback-Reglers;
11 mögliche Sägezahnsignale zur Ansteuerung eines MEMS-Spiegels im Zeitbereich;
12 ein mögliches Sägezahnsignal zur Ansteuerung eines MEMS-Spiegels im Frequenzbereich.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Verfahren sieht in einem ersten Schritt S1 das Beaufschlagen des mikromechanischen Aktors 3 mit einem Testsignal 5 vor, welches einen Sprung und/oder Impuls und/oder einen Frequenz-Sweep 6 aufweist.
In einem zweiten Schritt S2 ist das Erfassen einer Testsignalantwort 8 des mikromechanischen Aktors 3 auf das Testsignal 5 vorgesehen.
In einem dritten Schritt S3 wird eine absolute Lage 10 mindestens einer Mode 11-1–11-3 in der erfassten Testsignalantwort 8 erfasst.
Schließlich sieht der vierte Schritt S4 das Anpassen mindestens eines der Parameter 13-1–13-n des Reglers 2 basierend auf der identifizierten absoluten Lage 10 der mindestens einen Mode 11-1–11-3 vor.
Die Wechselwirkung bzw. der Wirkzusammenhang zwischen Reglerparameter und Parametern des mikromechanischen Aktors als Regelstrecke kann von einem Fachmann z.B. mathematisch oder experimentell abgeleitet werden, um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen.
2 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.
Die Vorrichtung 1 weist einen Signalgenerator 4 auf, welcher ein Testsignal 5, welches einen Sprung und/oder Impuls und/oder einen Frequenz-Sweep 6 aufweist, an den mikromechanischen Aktor 3 ausgibt.
Ferner ist eine Erfassungseinrichtung 7 vorgesehen, welche eine Testsignalantwort 8 des mikromechanischen Aktors 3 auf das Testsignal 5 erfasst.
Die Erfassungseinrichtung 7 gibt die erfasste Testsignalantwort 8 an eine Analyseeinrichtung 9 aus, welche eine absolute Lage 10 mindestens einer Mode 11-1–11-3 in der erfassten Testsignalantwort 8 identifiziert.
Schließlich ist eine Anpassungeinrichtung 12 vorgesehen, welche mindestens einen der Parameter 13-1–13-n des Reglers 2 basierend auf der identifizierten absoluten Lage 10 der mindestens einen Mode 11-1–11-3 anpasst.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Analyseeinrichtung 9 dazu ausgebildet sein weitere Größen in der Testsignalantwort 8 zu analysieren. Beispielsweise kann die Analyseeinrichtung 9 die relative Lage 14 der Moden 11-1–11-3 zueinander in der erfassten Testsignalantwort 8 identifizieren, oder mindestens eine Phasendrehung 15-1 bzw. mindestens einen Phasensprung 16-1–16-2 im Frequenzgang des mikromechanischen Aktors 3 basierend auf der erfassten Testsignalantwort 8 identifizieren.
Die Analyseeinrichtung 9 kann z.B. auch jeweils einen Dämpfungsfaktor 17 für die Moden 11-1–11-3 basierend auf der erfassten Testsignalantwort 8 identifizieren.
In solchen Ausführungsformen ist die Anpassungseinrichtung 12 dazu in der Lage, die Parameter 13-1–13-n des Reglers 2 basierend auf den zusätzlich aus der erfassten Testsignalantwort 8 analysierten Größen anzupassen.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Verfahren der 3 basiert auf dem Verfahren der 1 und weist die weiteren Schritte S5–S8 auf, die zwischen den Schritten S3 und S4 angeordnet sind. Ferner sind die Schritte ST1–ST3 vorgesehen, die nach dem Schritt S4 angeordnet sind.
Der Schritt S5 sieht das Bestimmen einer relativen Lage 14 der Moden 11-1–11-3 zueinandervor. In dem Schritt S6 ist das Detektieren S6 mindestens einer Phasendrehung 15-1 bzw. mindestens eines Phasensprungs 16-1–16-2 im Frequenzgang des mikromechanischen Aktors 3 basierend auf der erfassten Testsignalantwort 8 vorgesehen. In dem Schritt S7 wird jeweils ein Dämpfungsfaktor 17 für jede der Moden 11-1–11-3 basierend auf der erfassten Testsignalantwort 8 bestimmt.
Schließlich wird in einem achten Schritt S8 die erfasste Testsignalantwort 8 in den Frequenzbereich transformiert.
Ferner wird das Anpassen S4 der Parameter 13-1–13-n basierend auf der identifizierten absoluten Lage 10 der mindestens einen Mode 11-1–11-3 und/oder der relativen Lage 14 der Moden 11-1–11-3 in der erfassten Testsignalantwort 8 zueinander und/oder der detektierten Phasendrehungen 15-1 bzw. der detektierten Phasensprünge und/oder den bestimmten Dämpfungsfaktoren 17 durchgeführt.
Schließlich sind Testschritte ST1–ST3 vorgesehen, die als erstes das Beaufschlagen ST1 des mikromechanischen Aktors 3 mit dem Regler 2 in einer geschlossenen Regelschleife mit einem Probesignal vorsehen, welches einen Sprung und/oder Impuls und/oder einen Frequenz-Sweep 6 aufweist.
Ferner wird in dem Schritt ST2 die Systemantwort auf das Probesignal erfasst und in dem Schritt ST3 die Systemstabilität basierend auf der erfassten Systemantwort überprüft.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In dem Schritt SI wird ein Systemidentifikationsmodus gestartet, in welchem die Parameter des jeweiligen Reglers 2 angepasst und überprüft werden können.
In einem Schritt S11 wird überprüft, ob der mikromechanische Aktor 3 eine Fehlfunktion aufweist. Ist dies der Fall, wird der Systemidentifikationsmodus beendet. Liegt keine Fehlfunktion vor, wird in dem Schritt S12 der mikromechanische Aktor 3 mit einem Testsignal angeregt, welches einen Sprung und/oder Impuls und/oder einen Frequenz-Sweep aufweist. Dabei befindet sich der mikromechanische Aktor 3 in einem sog. open loop Modus.
D.h. es besteht keine Rückkopplung zwischen dem mikromechanischen Aktor 3 und dem Regler.
In dem Schritt S13 wird die Testsignalantwort 8 des mikromechanischen Aktors auf das Testsignal erfasst. In dem Schritt S14 wird die erfasste Testsignalantwort 8 in den Frequenzbereich transformiert. Dies kann z.B. mittle einer FFT-Transformation (Fast Fourier Transformation) geschehen. Der Schritt S15 sieht vor, dass die relevanten Parameter 13-1–13-n des Reglers 2 identifiziert werden. Dazu kann z.B. die Übertragungsfunktion oder ein Modell des Reglers 2 vorliegen.
In dem Schritt S16 wird daraufhin die Reglerstruktur bestimmt und in Schritt S17 für den jeweiligen mikromechanischen Aktor 3 eine entsprechende Reglerstruktur konfiguriert. Mögliche Reglerstrukturen sind z.B. in 9 und 10 dargestellt. In Schritt S18 werden die Parameter 13-1–13-n für die jeweilige Reglerstruktur berechnet und in Schritt S19 die Parameter 13-1–13-n in dem Regler 2 aktualisiert.
Parallel zur Bestimmung der Parameter 13-1–13-n findet in Schritt S20 eine Bestimmung von Filtern statt, die eventuell Notwendig sein können, um die Eingangs- bzw. Ausgangssignale des Reglers 2 zu filtern. Solche Filter können z.B. Hochpassfilter, Tiefpassfilter oder Bandpassfilter sein. In Schritt S21 werden die entsprechenden Filter in dem Regler aktiviert bzw. deaktiviert.
Schließlich ist in Schritt S22 vorgesehen, dass der mikromechanische Aktor 3 mit dem entsprechenden Regler 2 in eine close loop Anordnung versetzt wird, also in einer geschlossenen Regelschleife mit dem Regler 2 betrieben wird.
In Schritt S23 wird der mikromechanische Aktor 3 nun mit einem Testsignal beaufschlagt und in Schritt S24 wird überprüft, ob das Gesamtsystem sich stabil verhält bzw. die gewünschte Systemcharakteristik aufweist.
Sollte das Gesamtsystem instabil sein oder nicht die gewünschte Systemcharakteristik aufweisen, kann das Verfahren erneut durchgeführt werden.
Ist das Gesamtsystem stabil und weist die gewünschte Systemcharakteristik auf, wird in Schritt S25 der Systemidentifikationsmodus beendet.
5 zeigt ein Bodediagramm für einen mikromechanischen Aktor 3 der z.B. ein Mikrospiegel sein kann.
Das Bode-Diagramm weißt zwei einzelne Diagramme auf, die übereinander angeordnet sind. Auf der Abszissenachse der Diagramme ist jeweils die Frequenz logarithmisch angetragen. Auf der Ordinatenachse des oberen Diagramms ist die Dämpfung in dB des Mikrospiegels 3 bei der jeweiligen Frequenz eingezeichnet. Auf der Ordinatenachse des unteren Diagramms ist die Phase des Ausgangssignals des Mikrospiegels 3 bei der jeweiligen Frequenz dargestellt.
In dem oberen Diagramm beginnt der Kurvenverlauf bei ca. 0 dB und verläuft in etwa parabelförmig bis zu einer Frequenz von ca. 550 Hz, wo er ein lokales Maximum 10 bzw. eine erste Resonanzmode 11-1 mit einem Betrag von ca. 50 dB aufweist. Von ca. 550 Hz bis kurz 700 Hz fällt die Dämpfung auf ca. 0dB ab, um in etwa mit der Form einer nach unten geöffneten Parabel bis 1,6 kHz auf ca. –70dB abzufallen, wo sich die Antiresonanzmode 11-2 befindet, und gleich danach steil bis auf ca. 40dB anzusteigen, wo sich die zweite Resonanzmode 11-3 befindet. Von dort fällt das Signal rasch auf ca. –10dB und verläuft dann geradlinig bis zum Ende des Diagramms bei 10kHz zu –50dB.
In dem unteren Diagramm verläuft die Phase bis zu ca. 500Hz bei 0° um dann bei der ersten Resonanzmode steil bis zu auf –180° zu fallen. Dies ist eine Phasendrehung 15-1. Bei der Folge von Antiresonanzmode 11-2 und Resonanzmode 11-3 bei ca. 1,6kHz steigt die Phase mit einem Phasensprung 16-1 kurz auf 0° an und fällt mit einem zweiten Phasensprung 16-2 wieder auf –180° ab.
In dem Diagramm der 5 ist zu erkennen, wie eine Resonanzmode zu einer Phasenverschiebung von –180° führt. Ferner ist ersichtlich, dass eine Antiresonanzode bei diesem Mikrospiegel das Gegenteil, eine Phasenverschiebung um +180° erzeugt.
6 zeigt ein Bodediagramm für einen weiteren mikromechanischen Aktor 3.
Das Bode-Diagramm weißt ebenfalls zwei einzelne Diagramme auf, die übereinander angeordnet sind. Auf der Abszissenachse der Diagramme ist erneut jeweils die Frequenz logarithmisch angetragen. Auf der Ordinatenachse des oberen Diagramms ist die Dämpfung in dB des Mikrospiegels 3 bei der jeweiligen Frequenz eingezeichnet. Auf der Ordinatenachse des unteren Diagramms ist die Phase des Ausgangssignals des Mikrospiegels 3 bei der jeweiligen Frequenz dargestellt.
In dem oberen Diagramm beginnt der Kurvenverlauf bei ca. –5 dB und weist bei einer Frequenz von 741 Hz ein lokales Maximum bzw. eine erste Resonanzmode mit einem Betrag von 8.19dB auf. Von 741 Hz bis kurz vor 2,1kHz fällt die Dämpfung auf ca. –30dB ab, um bei 2,1kHz auf –83,8dB abzufallen (erste Antiresonanzmode) und bis 2,4kHz auf 20,5dB (zweite Resonanzmode) anzusteigen. Zwischen 2,4kHz und 2,6kHz fällt die Dämpfung auf ca. –3dB um bei 2,6kHz auf 21,9dB (dritte Resonanzmode) anzusteigen und bis 2,87kHz wieder auf –56,3dB (zweite Antiresonanzmode) abzufallen. Gleich nach 2,87kHz steigt die Dämpfung bis auf ca. 30dB und fällt dann bis ca. 10,9kHz erneut auf ca. –56dB (dritte Antiresonanzmode), steigt unverzüglich auf ca. –53dB und verläuft dann in etwa Parabelförmig bis zu 28kHz und –35,8dB (fünfte Resonanzmode) um bis 49,2kHz auf –128 dB abzufallen. Von dort steigt das Signal auf ca. 100dB und fällt bis zum Ende des Diagramms bei 1MHz auf ca. –140dB.
In dem unteren Diagramm verläuft die Phase bis zu ca. 400Hz bei 0° um dann bis zu 741Hz auf –90° zu fallen und bis ca. 1kHz auf –180° zu fallen. Bei 2,1kHz steigt die Phase auf 0° und bei 2,4kHz fällt die Phase auf –180°, um bei 2,6kHz auf –360° zu fallen und bei 2,87kHz wieder auf –180° zu steigen. Bei ca. 10,9kHz weist der Phasengang eine Spitze bis auf ca. –100° auf, verläuft bis 28kHz bei –180° und fällt zwischen 28kHz und 49,2kHz auf –360°, um dann bis zum Ende des Diagramms bei –180° zu verlaufen.
In dem Diagramm der 6 ist deutlich die Phasenverschiebung von –180° zu –360° zu erkennen, die ein Mikrospiegel 25 aufweist, wenn in dem Bode-Diagramm des Mikrospiegels 25 zwei Moden von einer Antiresonanzmode gefolgt werden.
In den 5 und 6 wird deutlich, dass unterschiedliche mikromechanische Aktoren 3, z.B. Mikrospiegel 3, sehr unterschiedliche Verhaltensweisen aufweisen können. Z.B. weist der Mikrospiegel der 5 lediglich Phasen von 0° bis –180° auf, während der Mikrospiegel 3 der 6 Phasen zwischen 0° und –360° aufweist.
Die vorliegende Erfindung bietet eine Möglichkeit, diese unterschiedlichen Verhaltensweisen der Mikrospiegel 3 zu kompensieren, indem anhand der Testsignalantwort 8 des jeweiligen Mikrospiegels 3 die Parameter des jeweiligen Reglers 2 bestimmt werden. Dies wird in Zusammenhang mit 8 näher erläutert.
7 zeigt eine Testsignalantwort 8 eines mikromechanischen Aktors im Zeitbereich.
Die Abszissenachse des Diagramms zeigt die Zeit in Sekunden von ca. –0.01s bis 0,33s. Die Ordinatenachse zeigt einen dimensionslosen Rohwert eines Analog-Digital-Wandlers, der den Ausschlag des mikromechanischen Aktors 3 aufnimmt.
Das Signal weist Schwingungen mit allen Frequenzen bzw. Frequenzanteilen des Mikrospiegels auf und beginnt bei 0s mit seiner maximalen Amplitude von ca. 6000 um den Signalmittelpunkt von 4000 zu schwingen. Die Amplitude des Signals sinkt exponentiell und beträgt bei 0,05s bereits lediglich ca. 4000.
Die Aufgenommene Testsignalantwort 8 macht im Zeitbereich eine Analyse sehr schwer, da die charakteristischen Werte nur schwer zu extrahieren sind. Daher wird diese Testsignalantwort 8 in den Frequenzbereich transformiert. Dies wird in Zusammenhang mit 8 näher erläutert.
8 zeigt die Testsignalantwort 8 der 7 im Frequenzbereich. Dabei ist die Dämpfung über die Zeit aufgetragen. Die Frequenz reicht von 0Hz bis 5000Hz. Die Dämpfung reicht von –55dB bis –105dB.
Der Verlauf der Dämpfung beginnt bei 0Hz bei ca. –100dB und steigt bis ca. 750Hz auf ca. –57dB, wo sich die erste Resonanzmode 11-4 des entsprechenden mikromechanischen Aktors 3 befindet. Von der ersten Resonanzmode 11-4 fällt das Signal bis zu ca. 2550Hz auf –99dB ab, wo sich die erste Antiresonanzmode 11-5 befindet. Bei ca. 2100Hz liegt die zweite Resonanzmode 11-6, wo die Dämpfung auf –65dB steigt, um danach auf –97dB abzufallen und bis ca. 2900Hz bei der dritten Resonanzmode 11-7 wieder auf 87dB zu steigen. Gleich danach fällt die Dämpfung bei der zweiten Antiresonanzmode 11-8 auf –105dB ab und steigt wieder auf –95dB. Von dort fällt die Dämpfung bis zum Ende des Diagramms flach bis auf –100dB.
Die Übertragungsfunktion des mikromechanischen Aktors ist von der jeweiligen mikromechanischen Bauform und deren Eigenschaften abhängig und unterschiedlich. Diese kann z.B. lauten:
mit:

D01:: Dämpfungsfaktor der ersten Mode
D02:: Dämpfungsfaktor der zweiten Mode
D02b:: Dämpfungsfaktor der zweiten Antiresonanzmode
f01:: Frequenz der ersten Mode
f02:: Frequenz der zweiten Mode
f02b:: Frequenz der dritten Mode
ks01:: Anteil der Mode 1 am DC-Gain der Übertragungsfunktion
ks02:: Anteil der Mode 2 am DC-Gain der Übertragungsfunktion
ks03:: Anteil der Mode 3 am DC-Gain der Übertragungsfunktion

Die Wechselwirkung bzw. der Wirkzusammenhang zwischen den Reglerparametern und den Parametern des mikromechanischen Aktors als Regelstrecke kann von dem Fachmann z.B. mathematisch oder experimentell abgeleitet werden, um die bestmöglichen Eigenschaften des geschlossenen Regelkreises zu erzielen.
9 zeigt ein Blockdiagramm eines modularen Multi-Feedback-Reglers 1.
Der Regler 20 weist einen ersten Signaleingang 21 auf, der mit einem ersten Reglerelement 25 gekoppelt ist. Das erste Regelelement 25 ist mit einem dritten Reglerelement 29 gekoppelt, welches mit einem vierten Regelelement 31 gekoppelt ist.
Ferner ist ein zweiter Signaleingang 23 vorgesehen, welcher ein empfangenes Messsignal 24 an ein zweites Reglerelement 27 und an das dritte Reglerelement 29 übermittelt. Das empfangene Messsignal 24 kennzeichnet dabei eine aufgenommene Reaktion des mikromechanischen Aktors 3 auf ein Steuersignal 32. Dem zweiten Signaleingang 23 ist das zweite Reglerelement 27 nachgeschaltet, welches das empfangene Messsignal 24 modifiziert, indem es die Güte der ersten Mode 11-1 des empfangenen Messsignals 24 minimiert bzw. diese dämpft.
Der erste Signaleingang 21 ist dazu ausgebildet, ein Referenzsignal 22 zu empfangen und dieses an das erste Reglerelement 25 zu übermitteln, welches aus dem empfangenen Referenzsignal 22 vorgegebene Frequenzmoden und/oder vorgegebene Frequenzanteile herausfiltert oder dämpft.
Das erste Reglerelement 25 des Reglers 20 kann als eine digitale Filtereinheit, z.B. als ein IIR-Filter, ein notch-Filter oder ein FIR-Filter ausgebildet sein und dient dazu, unerwünschte Frequenzmoden bzw. Frequenzanteile in der Führungsgröße des Referenzsignals 22 zu eliminieren, zu dämpfen oder zu unterdrücken.
Das zweite Reglerelement 27 kann die Güte der ersten Mode des mikromechanischen Aktors 3 im geschlossenen Regelkreis mit dem empfangenen Messsignal 24 minimieren. In einer Ausführungsform kann das zweite Filterelement 27 die komplexen Polstellen der ersten Mode des mikromechanischen Aktors 3 im geschlossenen Regelkreis durch Verarbeitung des Messsignals 24 in Richtung der realen Achse des Poll-Nullstellendiagramms verschieben. Dies entspricht einer Erhöhung der Dämpfung der Mode. Ferner kann das zweite Reglerelement 27 die Polstelle der ersten Mode des Messsignals 24 eliminieren und eine neue Polstelle mit einem veränderten Dämpfungsfaktor, z.B. von 0.707, einfügen.
In einer Ausführungsform kann der Güte-Faktor der zweiten bzw. höherer Moden durch weitere Rückführungen einer oder mehrerer Frequenzinformationen minimiert werden.
In einer Ausführungsform kann der Dämpfungsfaktor der zweiten bzw. höherer Moden durch weitere Rückführungen einer oder mehrerer Frequenzinformationen erhöht werden.
Das dritte Reglerelement 29 ist der eigentliche Kern des Reglers 20 und minimiert die Regelabweichung zwischen dem gefilterten und/oder gedämpften Referenzsignal 26 und dem empfangenen Messsignal 24. Das dritte Reglerelement 29 gibt das minimierte Referenzsignal 30 an das vierte Reglerelement 31 aus.
Das dritte Reglerelement 29 kann z.B. ein PID-Regler sein.
Das vierten Reglerelement 31 dreht die Phase der Differenz des minimierten Referenzsignals 30 und des modifizierten Messsignals 28 für mindestens eine vorgegebene Frequenz oder für einen vorgegebenen Frequenzbereich. Das gedrehte Messsignal wird als das Steuersignal 32 an den mikromechanischen Aktor 3 übermittelt.
Das vierte Reglerelement 31 wird z.B. zur Phaseninversion bzw. Phasendrehung eingesetzt, wenn die Übertragungsfunktion des eingesetzten mikromechanischen Aktors zwei aufeinanderfolgende Resonanzmoden aufweist, die von einer Antiresonanzmode gefolgt werden.
10 zeigt ein Blockdiagramm eines weiteren modularen Multi-Feedback-Reglers 40.
Der Regler 40 weist einen ersten Signaleingang 41 auf, der mit einem ersten Reglerelement 45 gekoppelt ist. Das erste Regelelement 45 ist mit einem dritten Reglerelement 49 gekoppelt.
Ferner ist ein zweiter Signaleingang 43 vorgesehen, welcher ein empfangenes Messsignal 44 an ein zweites Reglerelement 47, an ein viertes Reglerelement 51 und an das dritte Reglerelement 49 übermittelt. Das empfangene Messsignal 44 kennzeichnet dabei eine aufgenommene Reaktion des mikromechanischen Aktors 3 auf ein Steuersignal 52. Dem zweiten Signaleingang 43 sind das zweite Reglerelement 47 und das vierte Reglerelement 51 nachgeschaltet, welche das empfangene Messsignal 44 modifizieren. Das zweite Reglerelement 47 minimiert bzw. dämpft die Güte der ersten Mode des empfangenen Messsignals 44. Das vierte Reglerelement 51 passt die Bandbreite des empfangenen Messsignals 44 an.
Der erste Signaleingang 41 ist dazu ausgebildet, ein Referenzsignal 42 zu empfangen und dieses an das erste Reglerelement 45 zu übermitteln, welches aus dem empfangenen Referenzsignal 42 vorgegebene Frequenzmoden und/oder vorgegebene Frequenzanteile herausfiltert oder dämpft und das gefilterte und/oder gedämpfte Referenzsignal 46 ausgibt.
Das erste Reglerelement 45 des Reglers 40 kann als eine digitale Filtereinheit, z.B. als ein IIR-Filter, ein notch-Filter oder ein FIR-Filter ausgebildet sein und dient dazu, unerwünschte Frequenzmoden bzw. Frequenzanteile in der Führungsgröße des Referenzsignals 42 zu eliminieren, zu dämpfen oder zu unterdrücken.
Das zweite Reglerelement 47 kann die Güte der ersten Mode des mikromechanischen Aktors 3 im geschlossenen Regelkreis durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals 44 minimieren. In einer Ausführungsform kann das zweite Filterelement 47 die komplexen Polstellen der ersten Mode des mikromechanischen Aktors 3 durch Verarbeitung des Messsignals 44 in Richtung der realen Achse des Poll-Nullstellendiagramms des geschlossenen Regelkreises verschieben. Dies entspricht einer Erhöhung der Dämpfung der Mode. Ferner kann das zweite Reglerelement 47 die Polstelle der ersten Mode des mikromechanischen Aktors 3 durch Verarbeitung des Messsignals 44 eliminieren und eine neue Polstelle mit einem veränderten Dämpfungsfaktor, z.B. von 0.707, im geschlossenen Regelkreis einfügen.
In einer Ausführungsform kann der Güte-Faktor der zweiten bzw. höherer Moden des mikromechanischen Aktors 3 durch weitere Rückführungen einer oder mehrerer Frequenzinformationen minimiert werden.
In einer Ausführungsform kann der Dämpfungsfaktor der zweiten bzw. höherer Moden des MEMS- Elementes durch weitere Rückführungen einer oder mehrerer Frequenzinformationen erhöht werden.
Das zweite Reglerelement 47 weist eine Übertragungsfunktion mindestens 1. Ordnung auf und kann sowohl eine gerade als auch eine ungerade Ordnung aufweisen.
Das dritte Reglerelement 49 ist der eigentliche Kern des Reglers 40 und minimiert die Regelabweichung zwischen dem gefilterten und/oder gedämpften Referenzsignal 46 und dem empfangenen Messsignal 44. Das dritte Reglerelement 49 gibt das minimierte Referenzsignal 50 als das Steuersignal 52 aus. Bevor das Steuersignal 52 an den mikromechanischen Aktor 3 übermittelt wird, werden noch das modifizierten Messsignal 48 und das empfangene Messsignal 44 von diesem abgezogen.
Das dritte Reglerelement 10 kann z.B. ein PID-Regler sein.
Das vierte Reglerelement 51 wird eingesetzt, um die Bandbreite des mikromechanischen Aktors 3 im geschlossenen Regelkreis durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals 44 und damit des Gesamtsystems aus mikromechanischem Aktor 3 und Regler 40 anzupassen. Beispielsweise kann die Bandbreite des Gesamtsystems erhöht oder gesenkt werden
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7952783 B2 [0010]

Claims

Verfahren zum Anpassen der Parameter (13-1–13-n) eines Reglers (2) für mikromechanische Aktoren (3), mit den Schritten: Beaufschlagen (S1) des mikromechanischen Aktors (3) mit einem Testsignal (5), welches einen Sprung und/oder Impuls und/oder einen Frequenz-Sweep (6) aufweist; Erfassen (S2) einer Testsignalantwort (8) des mikromechanischen Aktors (3) auf das Testsignal (5); Identifizieren (S3) einer absoluten Lage (10) mindestens einer Mode (11-1–11-3) in der erfassten Testsignalantwort (8); und Anpassen (S4) mindestens eines der Parameter (13-1–13-n) des Reglers (2) basierend auf der identifizierten absoluten Lage (10) der mindestens einen Mode (11-1–11-3).
Verfahren nach Anspruch 1, mit dem weiteren Schritt: Bestimmen (S5) einer relativen Lage (14) der Moden (11-1–11-3) zueinander in der erfassten Testsignalantwort (8); wobei beim Anpassen (S4) der mindestens eine Parameter (13-1–13-n) basierend auf der identifizierten absoluten Lage (10) der mindestens einen Mode (11-1–11-3) und/oder der relativen Lage (14) der Moden (11-1–11-3) in der erfassten Testsignalantwort (8) zueinander angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, mit dem weiteren Schritt: Detektieren (S6) mindestens einer Phasendrehung (15-1) bzw. mindestens eines Phasensprungs (16-1–16-2) im Frequenzgang des mikromechanischen Aktors (3) basierend auf der erfassten Testsignalantwort (8); wobei beim Anpassen (S4) der mindestens eine Parameter (13-1–13-n) basierend auf der identifizierten absoluten Lage (10) der mindestens einen Mode (11-1–11-3) und/oder der relativen Lage (14) der Moden (11-1–11-3) in der erfassten Testsignalantwort (8) zueinander und/oder den detektierten Phasendrehungen (15-1) bzw. der detektierten Phasensprünge angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit dem weiteren Schritt: Bestimmen (S7) jeweils eines Dämpfungsfaktors (17) für jede der Moden (11-1–11-3) basierend auf der erfassten Testsignalantwort (8); wobei beim Anpassen (S4) der mindestens eine Parameter (13-1–13-n) basierend auf der identifizierten absoluten Lage (10) der mindestens einen Mode (11-1–11-3) und/oder der relativen Lage (14) der Moden (11-1–11-3) in der erfassten Testsignalantwort (8) zueinander und/oder der detektierten Phasendrehungen (15-1) bzw. der detektierten Phasensprünge und/oder den bestimmten Dämpfungsfaktoren (17) angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit dem weiteren Schritt: Transformation (S8) der erfassten Testsignalantwort (8) in den Frequenzbereich; wobei das Identifizieren (S3) der absoluten Lage (10) mindestens einer Mode (11-1–11-3) und/oder das Bestimmen (S5) der relativen Lage (14) der Moden (11-1–11-3) zueinander und/oder das Detektieren (S6) einer Phasendrehung (15-1) bzw. eines Phasensprungs (16-1–16-2) und/oder das Bestimmen (S7) des Dämpfungsfaktors (17) für jede der Moden (11-1–11-3) basierend auf der transformierten Testsignalantwort (8) im Frequenzbereich durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit den weiteren Schritten: Beaufschlagen (ST1) des mikromechanischen Aktors (3) mit dem Regler (2) in einer geschlossenen Regelschleife mit einem Probesignal, welches einen Sprung (6) aufweist; Erfassen (ST2) der Systemantwort auf das Probesignal; und Überprüfen (ST3) der Systemstabilität basierend auf der erfassten Systemantwort.
Vorrichtung (1) zur Anpassung der Parameter (13-1–13-n) eines Reglers (2) für einen mikromechanischen Aktor (3): mit einem Signalgenerator (4), welcher dazu ausgebildet ist, ein Testsignal (5), welches einen Sprung und/oder Impuls und/oder einen Frequenz-Sweep (6) aufweist, an den mikromechanischen Aktor (3) auszugeben; mit einer Erfassungseinrichtung (7), welche dazu ausgebildet ist, eine Testsignalantwort (8) des mikromechanischen Aktors (3) auf das Testsignal (5) zu erfassen; mit einer Analyseeinrichtung (9), welche dazu ausgebildet ist, eine absolute Lage (10) mindestens einer Mode (11-1–11-3) in der erfassten Testsignalantwort (8) zu identifizieren; und mit einer Anpassungeinrichtung (12), welche dazu ausgebildet ist, mindestens einen der Parameter (13-1–13-n) des Reglers (2) basierend auf der identifizierten absoluten Lage (10) der mindestens einen Mode (11-1–11-3) anzupassen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Analyseeinrichtung (9) ferner dazu ausgebildet ist, die relative Lage (14) der Moden (11-1–11-3) zueinander in der erfassten Testsignalantwort (8) zu identifizieren; und die Anpassungeinrichtung (12) dazu ausgebildet ist, den mindestens einen Parameter (13-1–13-n) des Reglers (2) basierend auf der absoluten Lage (10) der mindestens einen Mode (11-1–11-3) und/oder der relativen Lage (14) der Moden (11-1–11-3) zueinander in der erfassten Testsignalantwort (8) anzupassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, wobei die Analyseeinrichtung (9) ferner dazu ausgebildet ist, mindestens eine Phasendrehung (15-1) bzw. mindestens einen Phasensprung (16-1–16-2) im Frequenzgang des mikromechanischen Aktors (3) basierend auf der erfassten Testsignalantwort (8) zu identifizieren; und die Anpassungeinrichtung (12) dazu ausgebildet ist, den mindestens einen Parameter (13-1–13-n) des Reglers (2) basierend auf der absoluten Lage (10) der mindestens einen Mode (11-1–11-3) und/oder der relativen Lage (14) der Moden (11-1–11-3) zueinander in der erfassten Testsignalantwort (8) und/oder der identifizierten Phasendrehungen (15-1) bzw. den identifizierten Phasensprüngen anzupassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Analyseeinrichtung (9) ferner dazu ausgebildet ist, jeweils einen Dämpfungsfaktor (17) für die Moden (11-1–11-3) basierend auf der erfassten Testsignalantwort (8) zu identifizieren; und die Anpassungeinrichtung (12) dazu ausgebildet ist, den mindestens einen Parameter (13-1–13-n) des Reglers (2) basierend auf der absoluten Lage (10) der mindestens einen Mode (11-1–11-3) und/oder der relativen Lage (14) der Moden (11-1–11-3) zueinander in der erfassten Testsignalantwort (8) und/oder der identifizierten Phasendrehungen (15-1) bzw. den identifizierten Phasensprüngen und/oder den Dämpfungsfaktoren (17) anzupassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Signalgenerator (4) ferner dazu ausgebildet ist, den mikromechanischen Aktor (3) mit dem Regler (2) in einer geschlossenen Regelschleife mit einem Probesignal, welches einen Sprung und/oder Impuls und/oder einen Frequenz-Sweep (6) aufweist, zu beaufschlagen; wobei die Erfassungseinrichtung (7) ferner dazu ausgebildet ist, die Systemantwort des mikromechanischen Aktors (3) mit dem Regler (2) in der geschlossenen Regelschleife zu erfassen; und wobei die Analyseeinrichtung (9) ferner dazu ausgebildet ist, die Systemstabilität basierend auf der Systemantwort zu bestimmen.