AT8090U2 - Verfahren zur selbstdiagnose von versuchsanordnungen sowie versuchsanordnung, insbesonders prüfstand - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zur Selbstdiagnose von Versuchsanordnungen, insbesonders von Prüfständen für Arbeitsmaschinen, mit zumindest einem Prüfling, mit Stell- und Versorgungseinrichtungen für den Prüfling und mit zumindest einer Messanordnung, umfasst die Einstellung zumindest eines Betriebspunktes aus dem Raum der Eingangsgrößen und Randbedingungen für die Versuchsanordnung durch die Stell- und Versorgungseinrichtungen. Um dabei auch multidimensionale hochdynamische Entwicklungsaufgaben unter Berücksichtigung von unbekannten Prüflingen generalisieren zu können, wird zumindest eine Teilanordnung der Versuchsanordnung durch ein virtuelles Modell abgebildet und der Prüflauf unter Verwendung dieses Modells parallel zum realen Prüflauf mitverfolgt.
Claims (16)
10 AT 008 090 U2 tungsfunktionen können diese Analysen auf Problemfelder fokusiert und damit öfter geprüft werden. Ein Beispiel aus dem Bereich der Motorentechnik soll die obigen Absätze weiter erläutern. Ein 5 für die Verbrennung wesentlicher Parameter ist beispielsweise das Lambda λ. Lambda ist das stöcheometrische Verhältnis von Luft zur Treibstoff. Es ist also keine primäre Größe, sondern ergibt sich aus dem Blickwinkel der Regelungstechnik aus der Mannigfaltigkeit der verbrennungssteuernden Größen indirekt. Daraus folgt, daß die betrachteten Größen voneinander nicht unabhängig und redundant sind. Nachdem die Basis der Lambdaberechnung eine Bilanzglei-io chung ist, korrelieren alle Primärgrößen, welche den chemischen Stoffumsatz beeinflussen. Lambda ist für die Verbrennung eine charakteristische Größe und bietet insofern eine Möglichkeit der Diagnose. Wird nun Lambda vom Prüfstand als Hilfsgröße errechnet, so spiegelt dieser Wert nicht nur die 15 Eigenschaften des Motors, sondern auch die Eigenschaften der Meßgeräte - Ansprechverhalten, Meßunsicherheit, Drifterscheinungen oder auch ein Fehlverhalten der Messkette. Der Lambdazustand des Motors ist im mehrdimensionalen Parameterraum des Motors ebenfalls ein definierter Zustand, dessen Änderung bei einer Änderung der Primärgröße erfaßt und in der Folge prognostiziert werden kann. Eine Abweichung der Prognose kann somit zur Diagnose 20 herangezogen werden. Ansprüche: 1. Verfahren zur Selbstdiagnose von Versuchsanordnungen, insbesondere von Prüfständen für Arbeitsmaschinen, mit zumindest einem Prüfling, mit Stell- und Versorgungseinrichtungen für den Prüfling und mit zumindest einer Messanordnung, wobei durch die Stell- und Versorgungseinrichtungen zumindest ein Betriebspunkt aus dem Raum der Eingangsgrößen und Randbedingungen für die Versuchsanordnung eingestellt wird, dadurch gekenn- 30 zeichnet, daß zumindest eine Teilanordnung der Versuchsanordnung durch ein virtuelles Modell abgebildet und der Prüflauf unter Verwendung dieses Modells parallel zum realen Prüflauf mitverfolgt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Unterschiede des virtuellen 35 gegenüber dem realen Prüflauf gespeichert und/oder angezeigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abweichungen des realen vom virtuellen Prüflauf außerhalb definierbarer Grenzen der reale Prüflauf abgebrochen oder auf jenen Teilbereich des Raums der Eingangsgrößen und Randbedingungen 40 für die Versuchsanordnung beschränkt wird, in welchem Teilbereich der virtuelle Prüflauf innerhalb der definierbaren Grenzen abläuft.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abweichungen des realen vom virtuellen Prüflauf eine Vorhersage begrenzender Parameter 45 und/oder Funktionen berechnet wird, welche den Prüflauf auf erlaubte und/oder sichere Werte eingrenzen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte zusätzlicher Messanordnungen für die mechanische Integrität der Versuchsanordnung er- 50 fasst und für die Einschränkung des Prüflaufs auf erlaubte und/oder sichere Werte heran gezogen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstellung des virtuellen Modells mittels der vereinfachen Modellbildung vorgenommen wird. 55 11 AT 008 090 U2
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand mechanischer Komponenten durch zumindest ein virtuelles Modell oder einen Wert einer Messanordnung für diese mechanische Komponente beschrieben wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Messwert und der durch das virtuelle Modell einer mechanischen Komponente beschriebene Zustand verglichen wird, wobei das Ergebnis dieses Vergleiches in einer Plausibilitätsprüfung weiter verarbeitet wird. io 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstellung des virtuellen Modells mittels Differentialgleichungen oder linearisierter Differentialgleichungssysteme vorgenommen wird.
10. Versuchsanordnung, insbesonders Prüfstand für Arbeitsmaschinen, mit zumindest einem 15 Prüfling, mit Stell- und Versorgungseinrichtungen für den Prüfling zur Vorgabe von Be triebspunkten aus dem Raum der Eingangsgrößen und Randbedingungen für die Versuchsanordnung und mit zumindest einer Messanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswerteeinheit vorgesehen und darin ein Programm implementiert ist, das zumindest eine Teilanordnung der Versuchsanordnung durch ein virtuelles Modell abbildet und den 20 Prüflauf unter Verwendung dieses Modells parallel zum realen Prüflauf mitverfolgt.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speicher- und/oder Anzeigeeinrichtung vorgesehen bzw. im Programm eine Unterroutine definiert ist, welche die Unterschiede des virtuellen gegenüber dem realen Prüflauf speichert und/oder anzeigt. 25
12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm zumindest einen Grenzwert für zumindest einen Parameter als Abbruch- oder Beschränkungsbedingung für den realen Prüflauf enthält.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Pro gramm eine Unterroutine enthält, die bei Abweichungen des realen vom virtuellen Prüflauf eine Vorhersage für den Prüflauf auf erlaubte und/oder sichere Werte eingrenzende Parameter und/oder Funktionen berechnet und bewertet.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzli cher Messanordnungen für die mechanische Integrität der Versuchsanordnung vorhanden und mit der Auswerteeinheit verbunden sind, wobei im Programm eine Unterroutine für die Einschränkung des Prüflaufs auf erlaubte und/oder sichere Werte für die Versuchsanordnung implementiert ist. 40
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm die Erstellung des virtuellen Modells mittels der vereinfachen Modellbildung vornimmt.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Messanordnung für zumindest eine durch ein virtuelles Modell abgebildete mechanische Komponente vorgesehen ist, und das Programm eine Vergleichsroutine für zumindest einen Messwert dieser Komponente mit dem virtuellen Modell enthält. so 17. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung und/oder ein Programm für die Plausibilitätsprüfung vorhanden bzw. implementiert ist, und zumindest eine Messanordnung für zumindest eine mechanische Komponente vorgesehen ist, wobei der Vorrichtung und/oder dem Programm für die Plausibilitätsprüfung den zumindest einen Messwert für diese mechanische Komponente und den durch 55 das virtuelle Modell der mechanischen Komponente beschriebenen Zustand vergleicht. 12 ÄT 008 090 U2
18. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm die Erstellung des virtuellen Modells mittels Differentialgleichungen oder linearisier-ter Differentialgleichungssysteme vornimmt. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
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