CN111032357A - 带有多个主驱动马达的打印机的调节 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种打印机、尤其输纸打印机的调节，所述打印机带有多个主驱动马达(M)，其经由传动系连接。为了调节机器转速使用中央调节器单元(ZR)，其中，为了调节尤其使用传动系的不同位置的当前转速，其中，转速以传感器(S)来检测或以观察器来估测。使用转速参量作为调节参量，其可由动量定律来导出，并且/或者使用一个或多个差速转矩，其由马达的馈入转矩之间的差异来选择。差速转矩如此来选择，使得反向作用于或阻止传动系中的齿面上升。作为调节器结构使用PI‑多参量调节器，其中，可利用输入耦合如此简化调节器结构，使得实现固定的或可变的转矩划分。在此，可分离地处理引导行为和干扰行为。调节器参数通过系统范数的优化来获取，其中，待优化的系统具有本质干扰源的位置作为系统输入并且具有与打印品质相关的差角作为系统输出。对于驱动马达的定位而言考虑到传动系的振型和本质干扰源的位置，其中，为了主动的旋转振荡衰减，驱动马达优选地位于最后的和/或第一模块中的边缘位置中和/或翻转模块中。

Description

带有多个主驱动马达的打印机的调节

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的打印机、尤其输纸打印机的调节，该打印机带有多个马达(主驱动马达)。

背景技术

由文件DE 10 2008 042 396 A1已知一种用于带有多个工具(Werk，有时称为机构)的旋转打印机的驱动部。工具构造为打印工具或喷漆工具。其是一种带有搭接工具的驱动轮列

有时称为驱动滑动齿轮)的旋转打印机，驱动轮列在打印运行期间驱动多个旋转体。旋转打印机此外具有至少一个主驱动马达，其将驱动转矩馈入到驱动轮列中，其中，至少一个另外的旋转体在工具中分别关联有单驱动部并且另外的旋转体与由驱动轮列驱动的旋转体处于传递转矩的接触中。该发明的任务在于，改善带有单驱动部的打印机中的主驱动部。这通过如下方式来解决，即，主驱动马达是构造成高扭矩马达的低速马达，其直接地或经由优选地单级的带有高刚性的中间轴式变速器关联于驱动轮列。

文件DE 10 2007 049 455 B4公开了一种用于运行打印机、尤其输纸胶印机(Bogenoffsetdruckmaschine，有时称为纸张平板印刷机)的方法，在其中，至少两个相互独立的可轴承调节的驱动部压配在打印机的连贯的轮列中。打印机的与轮列联接的、待驱动的装置、尤其打印工具和/或喷漆工具如此来驱动，使得每个驱动部用于打印机的关联于相应的驱动部的包括至少一个待驱动的装置的部分单元的驱动。驱动部的压配部位被彼此旋转以用于提供角差。对于压配到连贯的轮列中的驱动部而言如此来确定期望的转矩分布，使得每个驱动部一方面为同样关联的部分单元且此外为关联于后置于相应的驱动部的驱动部的部分单元提供驱动转矩。基于该转矩分布为每个驱动部测定单独的角度理论值。以此为基础单独地位置调节每个驱动部，以便于在驱动部的压配部位之间提供与转矩分布相关的角差。在驱动部的单独的位置调节的情况中测定在位置调节的情况中实际调整的转矩分布。在此检验，实际调整的转矩分布是否在期望的转矩分布周围的通过上极限值和下极限值限定的公差带以内。当在此确定，实际的转矩分布位于公差带以内，则用于驱动部的位置调节的角度理论值保持不变。当在此确定，实际转矩分布位于公差带之外，则至少一个用于驱动部的位置调节的角度理论值如此自动变化，使得实际转矩分布又位于公差带以内。

由文件DE 195 02 909 B4已知一种用于带有多个通过轮列相连接的打印工具、调节转速的引导马达和在另一打印工具处的根据引导马达调节转矩的马达、前置于引导马达和马达之前的由关联于引导马达并且将振荡叠加的转速值馈入到调节控制系统中的转速传感器构成的调节控制系统、转速求和点n_soll/n_ist和转速调节器的打印机的多马达驱动部的转速调节装置。前置于引导马达和另外的马达的调节控制系统还包含电流调节器，其将总马达电流以可调整的比例划分到引导马达和马达上，并且为了将转速适配的转矩通过马达馈入到打印机中，在电流调节器与马达之间布置有将用于限制马达和产生附加的振荡的电流峰值的马达电流从马达电流分离的电流限制器。

由文件DE 10 2008 048 406 A1已知一种用于控制带有至少两个作用到齿轮列上的电气驱动马达的输纸旋转打印机的装置，其中，齿轮列将输纸旋转打印机中的多个打印工具机械地相互连接。该发明通过如下出众，电气驱动马达各具有带有更高频调整元件的调节回环，并且在驱动马达的至少一个调节回环中存在更低频调整元件，其输出信号以预设的比例联上到驱动马达的调节回环上。

发明内容

本发明的任务在于，创造一种带有多个马达(主驱动马达)的打印机的调节，利用其改善打印品质。

该任务通过主权利要求的构造特征来实现。有利的改进方案由从属权利要求、说明书和附图得出。

有利的实现可能性在于，当调节参量通过各个转速值的加权平均值获取时，用于机器转速的调节参量与局部转速振荡变得无关。以有利的方式，可将传动系的各个质量惯性用作权重。另一优点在于，通过调节影响传动系中的转矩方向并且可在运行期间阻止改变，由此阻止可能的齿面上升(Zahnflankenabheben)。如果例如在改变的机器状态如生产转速(机器转速)、机器加热或打印模块状态等方面改变打印机的总转矩要求，则还改变轮列内的转矩流并且在各个模块之间出现改变的平均偏离(mittlere Verschiebung)。可同样利用预设差异转矩或通过整个驱动转矩到各个主驱动马达上的划分的改变来反作用于该打印技术上负面的效应。以有利的方式，调节不仅局部作用到相邻的打印工具上，并且还作用到整个机器上，并且测得的转速或输出误差具有对所有马达的全面作用。

根据本发明压制或补偿转速波动，从而实现旋转振荡衰减或旋转振荡补偿。

为了调节机器转速使用中央调节器单元。为了调节尤其使用传动系的不同位置的多个当前的转速。各个转速可利用传感器来检测或借助于观察器来估测。作为调节器结构使用PI-多参量调节器结构。该结构可利用输入耦合来有利地简化，利用其可实现固定的或可变的转矩划分(Drehmomentaufteilung，有时称为转矩分配)。引导行为(慢动态特性)和干扰行为(快动态特性)可实际上分离地来处理(双步骤过程)。

作为调节参量使用速度参量(机器转速)和如有可能多个差异转矩。速度参量可例如有利地由动量定律来导出并且由各个速度或转速的通过各个质量惯性加权的平均来得出。作为差异转矩选择马达的馈入转矩之间的差异。

对于驱动马达在传动系处的定位而言考虑传动系的振型(Eigenform，有时称为本征模)和本质干扰源的位置。在此尤其在最后和第一模块中、如还在翻转模块处的中间区域中提供两个边缘位置。

借助于差异转矩理论值适宜的预设或整个驱动转矩到各个主驱动马达上的划分的适宜的选择可反作用于在传动系(轮列)中的可能的齿面上升。

调节参数通过系统范数(H2)的优化来获取。待优化的系统具有本质干扰位置作为系统输入并且具有与打印品质相关的差角来作为系统输出以用于计算系统范数。

借助于打印机、尤其带有一个或多个经由传动系相连接的主驱动马达的输纸打印机的调节根据本发明为了调节机器转速和振荡的主动衰减(旋转振荡衰减)使用中央调节器单元，其中，为了调节使用传动系的不同位置的多个转速，其中，利用传感器检测转速和/或以观察器来估测。

以有利的方式，每个转速作用到所有主驱动马达上或多个输出误差作用到所有主驱动马达上。

以有利的方式，机器转速调节参量由不同的当前转速的加权平均来计算，其中，相应的权重由传动系的质量惯性得出。

以有利的方式，除了机器转速调节参量外选择其它的调节参量，如优选地调整转矩差。作为调节参量可使用速度参量(机器转速)，其由动量定律导出，并且/或者使用一个或多个差异转矩，其由马达的馈入转矩之间的差异选择。

以有利的方式，使用PI-多参量调节器作为调节器结构，其中，调节器结构可利用输入耦合如此来简化或耦合，从而实现固定的或可变的与打印机的状态相关的转矩划分。

以有利的方式，如此选择差异转矩，使得传动系中的齿面上升得以阻止。

以有利的方式，调节器设计根据引导行为和干扰行为分离地实现。

以有利的方式，通过系统范数(例如H2-系统范数)的优化来获取调节器参数，其中，待优化的系统具有本质干扰源的位置作为系统输入并且具有与打印品质相关的差角(例如相邻的打印模块的差角)作为系统输出。

以有利的方式，对于驱动马达的定位而言，考虑传动系的振型和/或本质干扰源的位置，其中，优选地，驱动马达位于最后的和/或第一模块中的边缘位置中，并且/或者位于翻转模块的区域中。

附图说明

本发明的实施例在不应限制于此的情况下根据附图更详细阐述。

在此：

图1示意性地显示了带有中央调节器单元的输纸胶印机的模块化的构造，

图2示意性地显示了用于成排振动器(Reihenschwinger)的简化的传动系模型，

图3示意性地显示了不带有阻尼的传动系模型的标准化的振型，

图4示意性地显示了振幅特性曲线与弗罗宾尼斯范数(Frobenius-Norm)H(ω)曲线的比较，

图5示意性地显示了轮列内的转矩流，

图6示意性地显示了用于PI多参量输出回引的调节结构，

图7示意性地显示了带有输入耦合的PI输出回引，

图8示意性地显示了用于静态转速回引、用于以在传动系处的不同位置的变化数量的主驱动马达的弗罗宾尼斯范数的曲线，以及

图9示意性地显示了用于以主驱动马达的相同位置的不同的系统输出的静态回引的弗罗宾尼斯范数的曲线。

具体实施方式

探讨带有多个主驱动马达的输纸胶印机的调节。在关于振荡行为的模态研究而模拟化传动系的开始时提出用于多个主驱动马达的两个不同的调节结构。在此，探讨打印机特定的特点并且比较不同的驱动部构型(马达的数量和位置)。

图1显示了输纸胶印机的模块化的结构。为了印刷输纸(Bogen，有时称为纸张或印纸)首先将其在推纸器(Anleger，有时称为进纸器)1处与堆垛(Stapel)分开，并且相继输送给第一打印模块3。在第一打印模块3中使各个输纸加速到机器转速并且以第一打印色彩印刷。输纸穿过接下来的打印模块4并且/或者喷漆模块5，并且紧接着在推纸器2处制动，并且又被下放(ablegen，有时称为放下)至堆垛。通过模块化的构造可通过可变数量的模块和模块组合来使打印机适配于特定的用户期望。存在例如如下可能性，即翻转模块6设置有翻转鼓(Wendetrommel)7，以便于使输纸翻转并两侧印刷。

模块内的运动的部件如棍子、圆筒等大体上通过机器跨度的轮列(在图1中未示出)相互连接并且形成传动系。为了驱动打印机可使用一个或多个马达M(主驱动马达)。马达M的示例性的组件在图1中示出。该调节经由中央调节器单元ZR、调整元件M(这里马达)和传感器S来实现。传感器S可例如是角度或转速传感器。在该调节的情况中非强制必须的是，调整元件M和传感器S的数量相同，参比图1。

调节的主要任务是调整期望的机器转速(刚体转速的固定理论值调节)和局部转速波动的压制(主动旋转振荡衰减)。在此，对于打印品质而言，各个引导打印图和传输输纸的部件的位置同步的运动有决定性意义。传动系是可振荡的系统，其本质上通过周期性的、转速和角度相关的干扰被激励至振荡，由此导致各个部件的位置同步性的偏差，其可负面地影响打印品质。在设计的情况中应注意的是，在打印运行中不出现齿面变化(Zahnflankenwechsel)，其可能导致显著的位置偏差和不可使用的打印品质。

为了模拟化在直至大约50Hz的下面的频率范围中的传动系的本质上的旋转振荡自身行为常常使用线性多体系统，在其中将各个真实的质量惯性归纳为置换质量惯性m_k并且关联于力学坐标(mechanische Koordinate，有时称为机械坐标)q_k。该惯性通过线性置换刚性k_k和置换阻尼b_k相互关联。这样简化的、线性的和被动的带有力输入矢量f的多体系统通过如下运动方程来说明：

其中M为质量矩阵，B为阻尼矩阵，且K为刚性矩阵。通常，作为传动系的基本形式采用带有平滑的无分支和无交织的轴系的扭转振荡器。图2显示了用于带有十个模块的打印机的这里此外所使用的简化的带有N＝10的机械自由度和靠近现实的参数的传动系模型。

为了模态研究可忽略小的且经由传动系分布的机械阻尼。来自(方程1)的阻尼矩阵B可省去，由此形成不带有阻尼的系统

基于力学系统矩阵M和K的对称性可找到有规律的模态矩阵

借助于其可利用本征值的对角矩阵Λ₀将不带有阻尼的系统转变成模态坐标图(“质量标准化”)。

其中，q＝Ψ₀p (方程2)

(方程2)中的各N个二阶微分方程被解耦并且分别说了不带有阻尼的PT2-振荡器，其分别与剩余的PT2-振荡器无关。模态矩阵Ψ₀的N个关于质量和刚度矩阵正交的列在另外的振型中被称为ψ_0,i，并且一方面说明了自身行为如何由各个模态的PT2-振荡器组成，并且其另一方面反映出力矢量f对各个模态的PT2-振荡器的影响。由此直观的是，第i个振型中的第k个元素是用于在第k个机械自由度q_k处的相应的第i个不带有阻尼的本征值

的可控制性和可观察性的量。图3显示了这里探讨的不带有阻尼的示例系统的前三个弹性振型。这里研究的不受束缚的系统的特征是振荡波腹(Schwingungsbauch)，其(尤其对于低频振型)分别出现在成排振荡器的边缘处(参比均质扭转振荡器链)。

周期性的对系统输出的干扰激励z_j的影响，例如两个机械自由度的差异位置d_i，在频谱中通过频率响应h_di←zj(ω　)以简写方式(d_i←z_j)来描述。不同的频率响应可归纳在频率响应矩阵中，例如从所有干扰输入到所有以简写方式(d←z)的差异位置H_d←z(ω)上的传递路径。

对于许多相关的频率响应的简单的视觉评估而言可考虑频率响应矩阵的在频率ω上的弗罗宾尼斯范数的曲线。

在相应的频率部位处的所有振幅响应的该平方和在图4中为了这里使用的示例模块以对数幅度示出(粗线)。为了比较，附加地示出来自频率响应矩阵的一些振幅响应(细线)。弗罗宾尼斯范数在频率上的标量函数可揭示所有共振峰

有时称为共振过高)，其在各个振幅响应中仅部分清楚地显示出来，由此弗罗宾尼斯范数良好地适用于频率响应矩阵的视觉评估。力(差)位置振幅响应的特征是振幅响应向更高频率的原则上的下降。对于之后的调节器设计使用H2-系统范数

在其中弗罗宾尼斯范数的函数明确地经由频率被积分到标量中。

调整参量：

如果使用多个马达来用于调节，则提出如下问题，各个马达的哪个方位性位置对于共振峰的衰减而言是适宜的。由图3显而易见的是，在振型的情况中，尤其对于低频共振而言，在边缘处始终构造振荡波腹，由此可导出相应的本征值的良好的可观察性和可控制性。两个马达在成排振荡器的边缘处的由此积极的定位作为缺点对立于在轮列中的齿面的可能的上升。这可由于干扰临时改变轮列内的转矩方向，导致已经提到的问题。在此外紧随的方法中设置成，第一驱动部关联于一端部、优选地模块一，并且剩余的马达如此分布，使得相应的马达始终驱动超出可能的跟随的马达。图5绘出了一示例的想法，在其中所需的驱动转矩经由两个马达被馈入。为了清晰化，各个模块应需要想象的各为1的转矩要求。第一模块中的第一马达(左)将后面的六个模块驱动超出模块五中的第二马达的馈入部位。如此从左向右的转矩方向根据转矩划分相对于干扰激励不敏感。在第一模块中的马达的定位附加地提供如下可能性，即充足影响的有决定性的干扰转矩直接在形成位置处被补偿，其通过用于将输纸加速到打印速度(机器转速)上的机制来形成。

在翻转机的情况中通常在打印机的中间区域中存在翻转单元，其同样是相对大的干扰激励物。在翻转单元的方位附近中的马达这里也有利于直接在形成位置处补偿干扰。此外产生特定的设定运行的要求，在其中打印机必须非常准确地定位在翻转单元的方位处，为此在直接方位附近中的调整元件同样是适宜的。

调节参量：

调节目的是传动系的所有部分的尽可能同步的运动。在此可最多选择如此多的调节参量，如独立的调整参量存在的那样。

对于机器转速的调节而言可将平均的转速参量用作调节参量v_ges，其由脉冲导出。

通过各个转速与相应的质量惯性的该加权平均使得调节参量最大程度上独立于尤其通过其它自身运动引起的局部偏差。

作为另外的调节参量提出在调整参量之间的差。借助于其驱动转矩的划分可影响于打印机的改变的总转矩要求地反应并且由此反作用于齿轮列中可能的侧面上升。此外，可基于在轮列中改变的待传递的转矩来反作用于在各个模块之间的静态差角的变化(周缘对版漂移(Umfangsregisterdrift))。这样一种变化可例如由于打印机的改变的机器转速或改变的加热状态而出现。实践上在调整转矩之间选择如此高的差异，使得出现的干扰不造成转矩流中的本质改变并且无论如何不造成符号改变。

测量参量：

首先类似于调整参量，对于测量方位的选择，轮列的端部又是适宜的。此外出于实践原因，调整方位自身是有利的。作为用于调节的回引参量选择转速，因为在使用角度位置的情况中存在时间同步的检测与角度分辨率的高要求。此外静态转速回引

(其中R为调节器矩阵)和由调整参量u和干扰z得出的力矢量f＝u+z直接影响运动方程(方程1)中的阻尼矩阵，

并且由此本质上影响系统阻尼。角度位置q的回引可能直接作用于刚性矩阵并且主要地影响频率ω_0,i和振型ψ_0,i。在实践中不必测量所有使用的回引参量，而是缺失的参量可利用观察器结构来产生并且如此节省传感机构。

现有技术是，对于转速调节而言使用单回环PI调节器结构，其将调整转矩经由主马达在轮列的部位处馈入。调节器中的I元件这里负责用于固定理论值调节的静态准确性，并且P元件提高调节回路的动态特性。

如果为了调节提供m个调整输出和n个测量输出，则可如图6中示出的地那样使用PI多参量输出回引，在其中限定多个调节参量y_R并且可经由引导参量w来预设。整体上可限定如此多的调节参量，如独立的调整输入存在的那样。根据单回环PI调节器，这里与输出误差e_y成比例作用的调节器矩阵

主要作用到封闭的调节回路的快速动态特性上，相对地，带有积分的调节误差e_R的调节器矩阵

影响较缓慢的调节动态特性并且类似于单回环PI调节器负责用于调节参量的静态准确性。输出误差e_y说明了在(测得)的系统输出y与设计模型的静态端值之间的偏差，所述端值利用预控矩阵

由引导参量w来计算。利用预控矩阵

可优化引导行为，这此外由于可与能够振荡的本征值比较的缓慢的理论值变化而不那么相关并且不被进一步考虑(M_u＝0)。

作为调节参量在该结构中使用来自(方程5)的机器转速v_ges和m-1个调整参量差异u_d,k-1＝u_d,1-u_d,k，k＝2…m。由此一方面确保机器转速的静态准确性，并且还实现期望的平均转矩差的调整，利用其可避免齿面上升。

备选于PI多参量调节器提出图7中的调节结构。这里仅仅将转速参量v_ges限定为调节参量y_R，其经由I调节器和输入耦合

被回引到系统上。借助于矢量t可实现(固定的)百分比的转矩划分。在静态的最终状态中，输出误差e_y(转速误差，因为选择

)为0并且调整参量仅仅还由I部分和预控制组成，并且到调整输入上的百分比的划分通过t来确定。在此优点在于更简单的结构，因为仅仅还有带有标量参数的I元件存在。一旦要求的针对机器转速的调节回路动态特性明显慢于封闭的调节回路的快速的部分，也就是说有阻尼的固有振荡，则这里适用的是，机器转速调节可最大程度上独立于R以参数r_I来调整，这是另一优点。最后，调整参量的百分比的划分可相对于差矩的预设同样是有利的。缺点是固定的转矩划分，因为，必须针对每个期望的划分重新正式地设计调节器。如之后讨论的，然而实际上在没有重新设计的情况下可实现划分的改变，并且在实践中被证实为鲁棒稳定的。

提出的结构的调节器矩阵经由系统范数的最小化来确定。为了说明该方法首先仅考虑经由矩阵R的静态回引，即主动的振荡衰减的调节目的。

目的是，使机器以内的位置偏差最小化，所述偏差通过上述在各个质量处的干扰来造成。对动态系统的周期性的干扰的影响通过系统的从干扰输入至考虑到的输出的频率响应来说明。由此这是有意义的调节目的，即以合适的形式使所有N个干扰输入对所有N-1个位置偏差的频率响应最小化。为此提供H2系统范数，其如在(方程4)中示出的那样相应于平方地积分的单个频率响应的总和。

静态输出回引：

封闭的调节回路的从干扰输入z至位置偏差d的相关的频率响应矩阵(d←z)取决于调节器参数R(R_I＝0)。为了有意义地制订优化问题以用于找到调节参数，还必须考虑输入参量u_R。这典型地可以附加的品质项

的形式来实现，使得

得以解决。通过γ的变化可确定调整参量的加权。调整参量的给出的限制，例如‖u_R←z‖₂≤10可在此通过γ的合适的变化来维持。

常常在优化系统范数的情况中还通过如下方式执行频率相关的加权，即通过将观察的频率响应与过滤器

相乘。于是在其中加权过滤器W(ω)采用高值的频率范围中强烈地实现频率响应的减少。由此使更高的共振的幅度这里自然地强烈下降，但这不是必要的。

不同于在图7中示出的那样，如果不仅是转速而且所有的状态参量都被回引，则可封闭地解决优化问题(方程7)。在该情况中可显示出，静态回引是最佳的，也就是说在使用动态特性调节器的情况下也不会实现更好的结果。在该情况中，得出的调节器相应于在相关文献中已知的黎卡提调节器(Ricatti-Regler)。

然而，如果将调节器例如限制到所有转速亦或转速的仅仅一部分的静态回引上，则总的来说不可实现(方程7)的封闭的解决，而是必须实现数值优化。这可利用Matlab的程序包的控制系统工具箱的Systune功能来进行。这还允许不一致附加条件的直接考虑，从可考虑如下优化问题：

利用输入耦合的PI输出回引：

对于计算图7中的结构的调节参数R和r_I而言，必须相应于

来扩宽优化问题。在此，分离地限制两个调节器部分的调整参量。对于刚体转速的调节而言必须的调整参量直接由摩擦和启动加速中的特定加速度得出。马达的此外存在的转矩储备可(在考虑齿面上升的情况下)经由u_R用于振荡衰减。由此参量α_T不是真实的自由度，并且通过分离的限制使得之后不同构思的比较更简单。在品质准则中，代替调节偏差e_R自身地评估刚体转速的积分的调节偏差x_I，因为在此更强地加权低的频率。

显示出，刚体转速的所要求的调节相对于系统的剩余的动态特性本质上更慢，并且仅微不足道地取决于R。反言之，剩余的动态特性仅可忽略地被r_I影响。由此可将(方程9)拆分成两个步骤，在其中首先R经由(方程8)来计算。这允许首先鉴于良好的振荡衰减设计R，并且紧接着例如简单地根据主导极的位置来调整r_I。然而，调节回路的整体行为于是应严格地检查。如果在个别情况中刚体转速的较高的动态特性是必须的，则必须根据(方程9)以一个步骤实现调节器设计。

对于该结构而言还须察觉的是，通过t给出的转矩划分是系统参数。如果其改变，则系统改变并且由此形式上需要新的调节器设计，以便于确保稳定性和调节品质。备选地可针对固定的调节器借助于μ分析实现稳定性关于所有有意义的t(t的元素的总和为一并且在t中不出现负的元素)的测试。一旦被调节的刚体转速(机器转速)的动态特性相对于系统的能够振荡的本征值足够慢，则可期待的是，可证明鲁棒稳定性，并且此外还显示出t对振荡衰减的调节行为的仅小的影响。由此可在没有新的调节器设计的情况下在运行调节期间适配转矩划分。

PI多参量输出回引：

对于图6中的结构的调节参数R和R_I的计算而言，解决如下优化问题：

在此，设置成，刚体转速的积分的偏差x_I,v以及调整参量差的积分的偏差x_I,△u分离地来加权，以便于为此可影响不同的动态特性。

对于不同的调节回路构型的接下来的比较和讨论而言使用统一的调整界限‖u_R←z‖₂≤10。其近似地相应于相同的调整参量使用。调节器中的I部分如此来调整，使得得出刚体转速或转矩差异的调节的慢的动态特性并且如此不实现对振荡衰减的本质影响。出于该原因，接下来仅考虑静态回引R就足够。

图8上面显示了从干扰输入z至角差d的弗罗宾尼斯范数的曲线(方程3)以用于光学地评估在使用一个、两个或N＝10个马达的情况中可实现的振荡衰减。在图例中为了比较给出实现的H2系统范数。未调节的系统(虚线、窄的)明显地显示了弱阻尼的共振。这里，参考是带有各自由度一马达的完全激励的系统(全线、窄的)，由此根据期望地最强地衰减该系统。利用在位置一(全线，宽的)处的马达已经可实现在大约50rad/s、120rad/s和180rad/s时的第一共振的可观的衰减。相对地，在位置五处的第二马达的添加在第一和第三共振的情况中仅仅不那么显著地(虚线，宽的)有帮助。对此的缘由在于对位置五处的第一和第三本征值的弱的影响，图3示出这。相反，对第二本征值的影响良好且这里解释了较大的阻尼。如果对于第二马达而言选择最后的位置N(点划线，宽的)，则可实现的阻尼如振型可期望的那样更强烈得出(ausfallen)。在图8下面示出了干扰输入到调整参量u_R的范数。本质上的调节耗费在相关的在大约25rad/s直至大约300rad/s(≈50Hz)之间的频率带中发生。

图9显示了在固定的马达位置一和五的情况中回引的参量的影响。该参考是状态回引(全线，窄的)。如果不是所有状态而是仅仅所有转速被回引(虚线，宽的)，则可实际上同样良好地衰减该系统，这是所期望的。如果仅仅并置的(kollokiert，有时称为配置的)转速，即在调整位置处的转速被回引，则可实现的系统衰减已经显著更小地得出(点划线，宽的)。在位置N处的另一转速的回引(全线，宽的)为了第一和第三共振的衰减得出明显的升高(以第二共振为代价)。

提出两种用于打印机的转速调节的调节器结构以及说明用于设计调节器参数的基于优化的方法。后者在此允许在系统上和客观地评估不同可能的驱动部构型。这示例性地来讨论。在此，结论与来自振型的观察的定性说法相吻合。

作为用于机器转速的调节参量可例如使用力学坐标的各个转速或来自不同转速参量的平均值。如提出的那样可有利的是，利用在该坐标处的相应的质量惯性来加权各个转速值(由动量定律导出)。用于机器转速的调节参量由此独立于局部的转速波动，因为该平均值形成、尤其在这里存在的小的力学阻尼的情况中，相应于从属于刚体转速的振型并且由此最大程度上关于质量矩阵正交于剩余的振型。

将调整参量的差异用作静态总调整参量的另外的调节参量或可调整的划分允许打印机的另一正面影响。通过该调节参量可影响转矩方向并且在运行期间避免改变，并且由此阻止可能的齿面上升。如果打印机总转矩要求由于改变的机器状态、如机器转速、机器加热或打印模块状态等而变化，则改变轮列内的转矩流并且出现在各个模块之间的改变的平均偏离。在打印技术上的该负面效应可同样利用差异转矩的预设来被反作用。

由于侵入的周期性的干扰、例如通过周期性的加速机制或暂时性的干扰、例如由于打印机的运行状态的改变、例如生产转速(机器转速)引起的局部角度或转速偏差借助于主动的旋转振荡衰减通过静态转速回引来实现。

借助于模态分析(振型)和其它的打印机特定的边缘条件说明用于测量元件和调整元件的有利位置并且示例性地研究不同的可能性。

说明了视觉上评估和在值方面比较不同调节器的可能性并且其用于调节参数优化。在对针对机器转速的引导行为的小的动态特性要求的情况中可分离地实现静态转速回引的设计以用于影响相关的(动态特性的)自身行为(干扰传递行为)。对于两种调节器结构而言都提出了对于单步骤的或双步骤的过程的优化问题。

Claims (9)

1.一种打印机、尤其输纸打印机的调节，所述打印机带有一个或多个主驱动马达(M)，其经由传动系连接，其特征在于，为了调节机器转速和主动地衰减振荡使用中央调节器单元(ZR)，其中，为了调节使用所述传动系的不同位置的多个转速，其中，所述转速以传感器(S)来检测并且/或者以观察器来估测。

2.根据权利要求1所述的调节，其特征在于，每个转速作用于所有主驱动马达或者多个输出误差作用于所有主驱动马达。

3.根据权利要求1至2中任一项或多项所述的调节，其特征在于，由不同的当前转速的加权平均来计算机器转速调节参量，其中，相应的权重由所述传动系的质量惯性得出。

4.根据权利要求1至3中任一项或多项所述的调节，其特征在于，除了机器转速调节参量之外选择其它调节参量，如优选地调整转矩差。

5.根据权利要求1至4中任一项或多项所述的调节，其特征在于，使用PI多参量调节器作为调节器结构，其中，以输入耦合如此简化调节器结构，使得实现与所述打印机的状态相关的固定的或可变的转矩划分。

6.根据权利要求1至5中任一项或多项所述的调节，其特征在于，如此选择差异转矩，使得在所述传动系中的齿面上升得以阻止。

7.根据权利要求1至6中任一项或多项所述的调节，其特征在于，根据引导行为和干扰行为分离地实现调节器设计。

8.根据权利要求1至7中任一项或多项所述的调节，其特征在于，通过系统范数的优化来获取调节器参数，其中，待优化的系统具有本质干扰源的位置来作为系统输入并且具有与所述打印品质相关的差角来作为系统输出。

9.根据权利要求1至8中任一项或多项所述的调节，其特征在于，对于所述驱动马达的定位而言考虑所述传动系的振型和本质干扰源的位置，其中，所述驱动马达优选地位于最后的和/第一模块中的边缘位置中，和/或翻转模块的区域中。

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