DE10137496A1 - Verfahren und Reglungsstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen bei Antrieben mit Motor und Last - Google Patents

Verfahren und Reglungsstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen bei Antrieben mit Motor und Last

Info

Publication number
DE10137496A1
DE10137496A1 DE10137496A DE10137496A DE10137496A1 DE 10137496 A1 DE10137496 A1 DE 10137496A1 DE 10137496 A DE10137496 A DE 10137496A DE 10137496 A DE10137496 A DE 10137496A DE 10137496 A1 DE10137496 A1 DE 10137496A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
load
controller
speed
frequency
damping low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10137496A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10137496B4 (de
Inventor
Stefan Kuenzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE10137496.8A priority Critical patent/DE10137496B4/de
Priority to US10/005,561 priority patent/US6900609B2/en
Publication of DE10137496A1 publication Critical patent/DE10137496A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10137496B4 publication Critical patent/DE10137496B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/0016Control of angular speed of one shaft without controlling the prime mover
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49048Control of damping of vibration of machine base

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

Gemäß der Erfindung erfolgt eine geeignete Aufteilung der Reglerkaskaden und eine Bedämpfung der Schwingung erst im Lastdrehzahlregler. Dabei wird als Aufschaltpunkt für eine Lastbeschleunigung (i) nicht das Motordrehmoment, sondern ein Motordrehzahlsollwert (z) eines schnell geregelten Motordrehzahlreglers (9) gewählt. Um eine kürzere Einschwingzeit zu erzielen, wird erfindungsgemäß zusätzlich die Differenz zwischen Solldrehzahl (x) und Lastdrehzahl (y) auf den Motordrehzahlsollwert (z) aufgeschaltet. Das vorgestellte erfindungsgemäße Lösungsprinzip hat, im Gegensatz zu anderen bekannten Verfahren, den Vorteil, dass die Inbetriebnahme der entsprechenden Regler vergleichsweise bei sehr guten Regelungsergebnissen einfach ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Regelungsstruk­ tur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen bei Antrieben mit Motor und Last, wobei ein Motordrehzahlregler und ein Lastdrehzahlregler vorgesehen sind.
In der Antriebsregelung wird häufig eine Lastmasse L über ei­ ne Welle W oder ein Getriebe G von einem geregelten Antrieb bzw. Motor M bewegt. Dabei ist es unerheblich, ob es sich beim Motor M oder der Last L um eine lineare oder eine rota­ torische Bewegung handelt und ob das Getriebe G eine rotie­ rende Bewegung auf eine Linearbewegung bzw. translatorische Bewegung umsetzt oder umgekehrt oder ob rotierende Bewegungen auf rotierende bzw. linear Bewegungen auf linear Bewegungen übertragen werden. Die beiden Darstellungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 zeigen zwei mögliche Antriebskonfigurationen. Die Dar­ stellung gemäß der Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild eines Mo­ dells der zugehörigen Regelungsstrecke.
Einem Stromregler 1 wird eingangsseitig ein Sollwert a vorge­ geben. Ausgangsseitig wird dann ein Stromistwert b aufgebaut, der einem Drehmoment proportional ist, aus dem durch Integra­ tion 2 die Motordrehzahl c und durch erneute Integration 3 die Motorlage d resultiert. Die Elastizität der Welle W oder eines Getriebes G wird durch eine Federkomponente 4 berück­ sichtigt. Der Ausgangswert e entspricht dem Federmoment, das über die Additionsstelle 2' auf die Motordrehzahl (Integrator 2) zurückwirkt. Das Federmoment e wird mit einem Lastmoment f verknüpft 5'. Daraus wird durch weitere Integration 5 der Lastdrehzahlistwert g und durch weitere Integration 6 der Lastlageistwert h erhalten. Letzterer wird eingangsseitig auf iie Federkomponente 4 negativ rückgekoppelt 4'.
Die folgenden Ausführungen werden zur Veranschaulichung auf rotierende Bewegungen beschränkt, die Überlegungen gelten a­ ber in gleicher Weise auch für lineare oder gemischt linea­ re/rotierende Bewegungen.
Bei bestimmten Verhältnissen von Motor- und Lastträgheit und der Elastizität der Welle W bzw. des Getriebes G entstehen niederfrequente Schwingungen zwischen Motor M und Last L. Diese werden im folgenden als Lastschwingungen bezeichnet, die häufig sehr störend und regelungstechnisch schwer be­ herrschbar sind.
Häufig setzt man bei schwingungsfähigen Systemen Zustandsreg­ ler zur Dämpfung solcher Lastschwingungen ein. Diese Regler sind allerdings häufig so komplex, dass eine Anwendung nur durch akademische Regelungsspezialisten möglich ist. Für eine breite Produktlösung, vor allem mit Hinblick auf eine einfa­ che Inbetriebnahme, scheinen solche Zustandsregler daher un­ geeignet.
Eine andere bekannte Lösung benutzt eine Differenzdrehzahl- und Differenzlagerückführung auf den Drehmomentsollwert des Motors M. Außerdem liefert auch ein überlagerter Motordreh­ zahlregler einen Drehmomentsollwert, der zu der Differenz­ drehzahl- und Differenzlagerückführung addiert wird. Damit erhält man eine ähnlich komplexe Struktur, wie die des klas­ sischen Zustandsreglers, dessen Einstellung schwierig ist. Da der Motordrehzahlregler die Rückführungswerte zum Teil kom­ pensiert, beeinflusst die Einstellung des Motordrehzahlreg­ lers die Wirkung der Aufschaltung im Allgemeinen stark.
Ein Ausweg könnte sein, direkt die Lastdrehzahl ohne Motor­ drehzahlregler zu regeln. Aber auch das ist problematisch, denn hierbei weist die Regelungsstrecke drei Pole am Stabili­ tätsrand auf und verfügt über keine Nullstelle, was eine sta­ bile Regelung nur in einem schmalen Band möglich macht. Nur als Hinweis sei hier angemerkt, dass ein weiterer Pol am Sta­ bilitätsrand durch einen I-Anteil des Reglers hinzukommt. Da­ mit ist eine Inbetriebnahme schwierig.
Setzt man keine Maßnahmen zur aktiven Bedämpfung von Last­ schwingungen ein, so muss man durch die Bewegungsführung ei­ ne Anregung der Schwingung vermeiden. Dies hat zur Folge, dass Bewegungsvorgänge vergleichsweise lange dauern und dass man nur eine geringe Regelungssteifigkeit erzielen kann. Stö­ rungen können dann Schwingungen anregen, die nicht aktiv be­ kämpft werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Mög­ lichkeit zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen bei Antrieben mit Motor und Last zu finden, die bei guten Re­ gelungsergebnissen auch eine einfache Inbetriebnahme ermögli­ chen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen bei Antrieben mit Motor und Last gelöst, wobei ein Motordreh­ zahlregler und ein Lastdrehzahlregler vorgesehen sind, indem geeignete Aufschaltwerte auf den Drehzahlsollwert eines Mo­ tordrehzahlreglers erzeugt werden. Der zentrale Lösungsgedan­ ke liegt also darin, dass die Dämpfung erst in einen dem Mo­ tordrehzahlregler überlagerten Lastdrehzahlregler erfolgt.
Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass zur Dämpfung eine Lastbeschleunigung, die vorzugsweise mit einem vorgebbaren Faktor multipliziert ist, auf einen eingangsseitigen Motor­ drehzahlsollwert des Motordrehzahlreglers aufgeschaltet wird.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Lastbeschleunigung direkt gemessen. Alternativ kann die Lastbeschleunigung auch durch Differenzieren der jeweiligen Lastdrehzahl oder aus der Dif­ ferenzlage, also der Differenz Motorlage und Lastlage, ermit­ telt werden.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn zur Lastdrehzahlregelung eine Differenz aus Drehzahlsollwert und Lastdrehzahl, die vorzugsweise mit einem vorgebbaren Faktor multipliziert ist, auf den eingangsseitigen Motordrehzahl­ sollwert des Motordrehzahlreglers aufgeschaltet wird. Auf diese Weise kann eine wesentlich verkürzte Einschwingzeit er­ reicht werden.
Wenn die Differenz aus Drehzahlsollwert und Lastdrehzahl vor der Aufschaltung auf den Motordrehzahlsollwert mit einem vor­ gebbaren Faktor multipliziert wird, dann kann auf diese Ein­ schwingzeit Einfluss genommen werden.
Zur Vermeidung eines "wind-up" der Regelungsstrecke wird der jeweilige Differenzwert zur Lastdrehzahlregelung vorzugsweise vor der Aufschaltung auf den Motordrehzahlsollwert begrenzt.
Weiterhin kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine Vorsteuerung eines Lastdrehzahlsollwertes an der Lastregelung vorbei zum Motordrehzahlregler erfolgen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfah­ rens nach der Erfindung verfügt die Lastdrehzahlregelung we­ nigstens über einen proportionalen und/oder einen differen­ tiellen Regelanteil. Weiter ist es mit dem Verfahren nach der Erfindung möglich, oberhalb der Lastdrehzahlregelung eine Lastlageregelung vorzunehmen.
Ferner wird die voranstehende Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung auch durch eine Kaskadenreglerstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen bei Antrieben mit Motor und Last durch einen unterlagerten Motordrehzahlregler und einen überlagerten Lastdrehzahlregler gelöst.
Auch hierbei dient zur Dämpfung vorzugsweise eine dem Motor­ drehzahlregler eingangseitig aufgeschaltete Lastbeschleuni­ gung.
Der Lastdrehzahlregler ist vorzugsweise durch eine eingangs­ seitige Aufschaltung einer Differenz aus Drehzahlsollwert und Lastdrehzahl auf den Motordrehzahlregler realisiert. Dadurch wird als Vorteil eine verkürzte Einschwingzeit der Regelungs­ struktur erzielt.
Diese Einschwingzeit kann gezielt beeinflusst werden, indem ein Mittel zur Multiplikation der Differenz aus Drehzahlsoll­ wert und Lastdrehzahl vor der Aufschaltung auf den Motordreh­ zahlregler vorgesehen ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Regelungsstruktur ist ein Mittel zur Begrenzung der Differenz aus Drehzahlsollwert und Lastdrehzahl vor der Aufschaltung auf den Motordrehzahlregler vorgesehen. Dadurch kann ein "wind-up" der Regelungsstrecke vermieden werden.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Last­ drehzahlregler wenigstens über einen proportionalen und/oder einen differentiellen Regelanteil verfügt.
Weiterhin kann ergänzend eine Vorsteuerung eines Lastdreh­ zahlsollwertes an dem Lastregler vorbei zum Motordrehzahlreg­ ler vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäße Regelungsstruktur kann des weiteren vor­ teilhaft oberhalb des Lastdrehzahlreglers um einen Lastlage­ regler erweitert werden, wodurch sich die Regelungseigen­ schaften weiter verbessern lassen.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform weist eine Filter­ einheit zur Filterung der dem Motordrehzahlregler eingangsei­ tig aufgeschalteten Lastbeschleunigung auf.
Die vorliegende Erfindung stellt somit ein Verfahren sowie eine korrespondierende Regelungsstruktur vor, die Lastschwin­ gungen aktiv bedämpfen und zusätzlich, im Vergleich zu bishe­ rigen Regelungen, deutlich kürzere Einschwingzeiten für einen Drehzahl- oder Lageregelkreis ermöglichen. Dabei wird ledig­ lich vorausgesetzt, dass die Motordrehzahl und die Lastdreh­ zahl verfügbar sind. Diese können z. B. mit Hilfe eines Motor­ lagemesssystems und eines Lastlagemesssystems erhalten wer­ den.
Der Lastdrehzahlregler benutzt somit vorzugsweise alle oder einen Teil der folgende Komponenten:
  • - eine Vorsteuerung. Sie sorgt dafür, dass stationär keine Soll-Ist-Differenz des Lastdrehzahlreglers bleibt, auch wenn der Lastdrehzahlregler keinen integrierenden bzw. I- Anteil hat;
  • - einen der Lastbeschleunigung proportionalen Anteil, der bei Bedarf mit einem Filter gefiltert wird. Die Lastbeschleuni­ gung kann beispielsweise direkt gemessen werden, aus der Lastdrehzahl oder der Lastlage durch Differentiation er­ zeugt werden oder aus der Differenzlage ermittelt werden;
  • - einen proportionalen Anteil (Differenz Drehzahlsollwert und Lastdrehzahlistwert multipliziert mit einem einstellbaren Wert). Dieser Anteil kann Einfluss auf die Einschwingzeit nehmen und diese z. B. verkürzen. Außerdem kann er eine bes­ sere Störunterdrückung bewirken. Zur Vermeidung eines "wind-up" der Regelungsstrecke wird der proportional Anteil zur Lastdrehzahlregelung vorzugsweise vor der Aufschaltung auf den Motordrehzahlsollwert begrenzt.
Ein wesentlicher Schritt der Erfindung liegt in der geeigne­ ten Aufteilung der Reglerkaskaden und der Entscheidung, die Schwingung erst im Lastdrehzahlregler zu bedämpfen. Dabei hat das vorgestellte erfindungsgemäße Lösungsprinzip, im Gegen­ satz zu anderen bekannten Verfahren, den Vorteil, dass die Inbetriebnahme der entsprechenden Regler vergleichsweise bei sehr guten Regelungsergebnissen einfach ist.
Weitere Vorteile und Details der Erfindung ergeben sich an­ hand der folgenden Beschreibung eines vorteilhaften Ausfüh­ rungsbeispiels und in Verbindung mit den Figuren. Es zeigen jeweils in Prinzipdarstellung
Fig. 1 eine erste mögliche Antriebskonfiguration mit Motor und Last,
Fig. 2 eine weitere mögliche Antriebskonfiguration mit Mo­ tor und Last,
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Modells der zugehörigen Regelungsstrecke und
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Rege­ lungsstruktur zur Dämpfung von Lastschwingungen.
Die Darstellungen von Fig. 1 bis Fig. 3 wurden bereits eingangs erläutert. Im folgenden soll nun die Erfindung anhand des in Fig. 4 gezeigten Blockschaltbilds einer erfindungsgemäßen Kas­ kadenregelungsstruktur zur Dämpfung von Lastschwingungen nä­ her erläutert werden. Dabei wird im wesentlichen auf den Aus­ führungen zu Fig. 3 aufgesetzt, da Fig. 4 die Darstellung von Fig. 3 beinhaltet.
Bei der Erfindung wird als Aufschaltpunkt nicht das Motor­ drehmoment, sondern ein Motordrehzahlsollwert z eines schnell geregelten Motordrehzahlreglers 9 gewählt, welcher dem aus Fig. 3 bekannten Stromregler 1 überlagert ist. Die Ausführung des Motordrehzahlreglers 9 als PI-Regler ist nicht zwingend, es könnten auch andere Regler zum Einsatz kommen.
Der Motordrehzahlregler 9 kann - sofern es sich um eine nie­ derfrequente Lastschwingung handelt - immer schnell einge­ stellt werden. Dies liegt daran, dass zusätzlich zu den Schwingungspolen der Lastschwingung ein konjugiert komplexes Nullstellenpaar mit einer niedrigeren Frequenz in der Rege­ lungsstrecke auftritt. Sofern also die übrigen kleinen Zeit­ konstanten von Strecke und Regler bei der Schwingungsfrequenz eine vernachlässigbare Phasendrehung verursachen, kann die Schwingung für den Motordrehzahlregler 9 leicht aktiv be­ dämpft werden. Aus diesem Grund ist der Vorschlag der Erfin­ dung vorzugsweise auf niederfrequente Lastschwingungen an­ wendbar. Hochfrequente Lastschwingungen sind aber auch nicht so störend.
Für den Motordrehzahlregler wird vom Motordrehzahlsollwert z der Motordrehzahlistwert c in einem Aufschaltpunkt 9" sub­ trahiert und dem Motordrehzahlregler 9 zugeführt. Der Last­ drehzahlregler 10, dessen mögliche Komponenten durch eine ge­ strichelte Linie zusammengefasst sind, gibt den Motordreh­ zahlsollwert vor, der im Summationspunkt 9' gebildet wird. Hier geht die gefilterte Lastbeschleunigung i (mit einem ein­ stellbaren Faktor multipliziert) ein, sowie der Vorsteuerwert 12 und ein begrenzter proportionaler Anteil 10" des Last­ drehzahlreglers 10, der aus dem Drehzahlsollwert x abzüglich dem Lastdrehzahlistwert g im Summationspunkt 10' gebildet wird, mit der proportionalen Verstärkung in 10" beaufschlagt und mit dem Begrenzer 11 begrenzt wird.
Die Lastbeschleunigung i kann entweder direkt gemessen werden oder durch Differenzieren 7 und evtl. anschließendes Filtern aus der Lastdrehzahl g oder durch die Differenzlage ermittelt werden. Damit kann man die gewünschte Dämpfung mit einer Dämpfungsaufschaltung 8 einstellen. Ergänzend ist es auch vorteilhaft, wenn diese Beschleunigungsrückführung optional gefiltert wird. Ein entsprechendes Filter 13 kann zwischen den Elementen 7 und 8 in Fig. 4 angeordnet werden. Als Filter kann man z. B. eine PT1 oder PT2-Glättung verwenden, aber an­ dere Filter sind ebenfalls denkbar. Das Filter 13 beseitigt eventuelle Probleme, die durch die Rauschverstärkung der Dif­ ferentiation entstehen oder durch weitere höherfrequentere Schwingungen. Dieser Anteil wirkt somit schwingungsdämpfend.
Um die Einschwingzeit zu verändern, wird erfindungsgemäß die Differenz zwischen Solldrehzahl und Lastdrehzahl multipli­ ziert mit einem weiteren einstellbaren Faktor 10 auf den Mo­ tordrehzahlsollwert aufgeschaltet.
Zur Vermeidung eines Regelstrecken-wind-up wird dieser Auf­ schaltwert in einer auf den Lastdrehzahlregler 10 folgenden Begrenzung 11 noch begrenzt. Weil die Motordrehzahl c und die Lastdrehzahl g stationär gleich sind, ist ergänzend eine Vor­ steuerung 12 des Lastdrehzahlsollwertes x am Lastdrehzahlreg­ ler 10 mit Begrenzung 11 vorbei zum Motordrehzahlregler 9 vorgesehen.
Die Einstellung von Dämpfung und Einschwingzeit kann mit die­ sen beiden Eingriffen nahezu unabhängig voneinander erfolgen, was die Inbetriebnahme im Vergleich zu herkömmlichen Dämp­ fungsmaßnahmen wesentlich vereinfacht. Falls die Frequenz der Lastschwingung bekannt ist, ergeben sich so einfache Ein­ stellformeln für beide Faktoren. Auch für den notwendigen Be­ grenzungswert zur Vermeidung des Regelungsstrecken-wind-up lässt sich eine Formel angeben, in die noch zusätzlich das Motorträgheitsmoment einfließt.
Der Lastdrehzahlregler 10 kann vorzugsweise auch alle Auf­ schaltungen umfassen (Vorsteuerung, Beschleunigungsaufschal­ tung und proportionale Aufschaltung). In Fig. 4 ist der besse­ ren Übersicht halber nur die proportionale Aufschaltung als Lastdrehzahlregler 10 bezeichnet.
In der Darstellung gemäß Fig. 4 sind Teile des Lastdrehzahl­ reglers nur in der Istwertrückführung (Beschleunigung) und Teile sowohl für Soll- als auch für Istwertrückführung (z. B. der P-Anteil) berücksichtigt. Die Funktion des erfindungsge­ mäßen Reglers ist jedoch unabhängig davon, ob nur der Istwert oder Soll- und Istwert aufgeschaltet werden. Beispielsweise könnte anstelle der in Fig. 4 gezeigten Dämpfungsaufschaltung mit den Elementen 7 und 8 ein Lastdrehzahlregler 10 alterna­ tiv auch als PD-Regler, also mit proportionalem und differen­ zierendem Anteil, ausgeführt werden.
Von dieser vorangehend beschriebenen und in Fig. 4 dargestell­ ten erfindungsgemäßen Kaskadenregelungsstruktur sind auch weitere Varianten denkbar. Die wesentlichen Elemente sind da­ bei jedoch eine Kaskadenstruktur mit einem unterlagerten Mo­ tordrehzahlregler 9 und einem überlagerten Lastdrehzahlregler 10 mit mindestens einem proportionalen Regelanteil bzw. P- Anteil und/oder einem differentiellen Regleranteil bzw. D- Anteil. Diese Regleranteile können nur in der Rückführung o­ der auch im Sollwertzweig eingebracht werden. Oberhalb des Lastdrehzahlreglers kann weiterhin, ein Lageregler (nicht ge­ zeigt) angeordnet werden, der die Lastlage h regelt.

Claims (20)

1. Verfahren zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingun­ gen bei Antrieben mit Motor (M) und Last (L), wobei ein Mo­ tordrehzahlregler (9) und ein Lastdrehzahlregler (10) vorge­ sehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfung erst im Lastdrehzahlregler (10) erfolgt.
2. Verfahren zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingun­ gen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass zur Dämpfung eine Lastbeschleunigung (i), die vorzugsweise mit einem vorgebbaren Faktor multipliziert wird, auf einen eingangsseitigen Motordrehzahlsollwert (z) des Mo­ tordrehzahlreglers (9) aufgeschaltet (9') wird.
3. Verfahren zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingun­ gen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, dass die Lastbeschleunigung (i) direkt gemessen wird.
4. Verfahren zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingun­ gen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, dass die Lastbeschleunigung (i) durch Differenzieren (7) der jeweiligen Lastdrehzahl (g) ermittelt wird.
5. Verfahren zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingun­ gen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, dass die Lastbeschleunigung (i) aus der Differenzla­ ge, also der Differenz Motorlage und Lastlage, ermittelt wird.
6. Verfahren zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingun­ gen nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass zur Lastdrehzahlregelung (10) eine Differenz (y) aus Drehzahlsollwert (x) und Lastdrehzahl (g), die vorzugsweise mit einem vorgebbaren Faktor multipli­ ziert ist, auf den eingangsseitigen Motordrehzahlsollwert (z) des Motordrehzahlreglers (9) aufgeschaltet wird.
7. Verfahren zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingun­ gen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, dass der jeweilige Differenzwert (y) zur Lastdreh­ zahlregelung (10) vor der Aufschaltung (9') auf den Motor­ drehzahlsollwert (z) begrenzt (11) wird.
8. Verfahren zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingun­ gen nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch ge­ kennzeichnet, dass eine Vorsteuerung (12) eines Lastdrehzahlsollwertes (x) an der Lastdrehzahlregelung (10, 11) vorbei zum Motordrehzahlregler (9) erfolgt.
9. Verfahren zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingun­ gen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Lastdrehzahlregelung (10) wenigstens über einen proportionalen und/oder einen differen­ tiellen Regelanteil verfügt.
10. Verfahren zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwin­ gungen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Lastdreh­ zahlregelung (10) eine Lastlageregelung erfolgt.
11. Verfahren zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwin­ gungen nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastbeschleunigung (i) vor der Aufschaltung auf einen eingangsseitigen Motordreh­ zahlsollwert (z) des Motordrehzahlreglers (9) mit einem Fil­ ter (13) gefiltert wird.
12. Kaskadenreglerstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen bei Antrieben mit Motor (M) und Last (L), gekennzeichnet durch einen unterlagerten Mo­ tordrehzahlregler (9) und einen überlagerten Lastdrehzahlreg­ ler (10).
13. Kaskadenreglerstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, dass zur Dämpfung eine dem Motor­ drehzahlregler (9) eingangseitig aufgeschaltete (9') Lastbe­ schleunigung (i) dient.
14. Kaskadenreglerstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastdrehzahlregler (10) durch eingangsseitige Aufschaltung (9') einer Differenz (y) aus Drehzahlsollwert (x) und Lastdrehzahl (g) auf den Mo­ tordrehzahlregler (9) realisiert ist.
15. Kaskadenreglerstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, dass ein Mittel zur Multiplikation der Differenz (y) aus Drehzahlsollwert (x) und Lastdrehzahl (h) vor der Aufschaltung (9') auf den Motordrehzahlregler (9) vorgesehen ist.
16. Kaskadenreglerstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel zur Begrenzung (8) der Differenz (y) aus Drehzahlsollwert (x) und Lastdreh­ zahl (g) vor der Aufschaltung (9') auf den Motordrehzahlreg­ ler (9) vorgesehen ist.
17. Kaskadenreglerstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vor­ steuerung (12) eines Lastdrehzahlsollwertes (x) an dem Last­ drehzahlregler (10,11) vorbei zum Motordrehzahlregler (9) vorgesehen ist.
18. Kaskadenreglerstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Last­ drehzahlregler (10) wenigstens über einen proportionalen und/oder einen differentiellen Regelanteil verfügt.
19. Kaskadenreglerstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Lastdrehzahlreglers (10) ein Lastlageregler angeordnet ist.
20. Kaskadenreglerstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fil­ tereinheit (13) zur Filterung der dem Motordrehzahlregler (9) eingangseitig aufgeschalteten (9') Lastbeschleunigung (i) vorgesehen ist.
DE10137496.8A 2001-03-14 2001-07-31 Verfahren und Reglungsstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen bei Antrieben mit Motor und Last Expired - Lifetime DE10137496B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10137496.8A DE10137496B4 (de) 2001-03-14 2001-07-31 Verfahren und Reglungsstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen bei Antrieben mit Motor und Last
US10/005,561 US6900609B2 (en) 2001-03-14 2001-12-04 Method and control structure for damping low-frequency load oscillations in drives with a motor and load

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10112615.8 2001-03-14
DE10112615 2001-03-14
DE10137496.8A DE10137496B4 (de) 2001-03-14 2001-07-31 Verfahren und Reglungsstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen bei Antrieben mit Motor und Last

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10137496A1 true DE10137496A1 (de) 2002-10-17
DE10137496B4 DE10137496B4 (de) 2016-07-21

Family

ID=7677661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10137496.8A Expired - Lifetime DE10137496B4 (de) 2001-03-14 2001-07-31 Verfahren und Reglungsstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen bei Antrieben mit Motor und Last

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10137496B4 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10246093C1 (de) * 2002-10-02 2003-11-27 Siemens Ag Verfahren zur Dämpfung mechanischer Schwingungen von Achsen von Werkzeugmaschinen, Produktionsmaschinen oder Robotern
DE10340400B4 (de) * 2003-09-02 2008-11-27 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen bei einem geregelten Antrieb
DE102008019742A1 (de) * 2008-04-19 2009-10-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Dämpfung von Maschinenresonanzen
EP2241946A1 (de) 2009-04-15 2010-10-20 FESTO AG & Co. KG Verfahren zur Ermittlung von Reglerparametern einer Regelungseinrichtung zur Antriebsregelung eines Antriebssystems
EP3144754A1 (de) * 2015-09-17 2017-03-22 Siemens Aktiengesellschaft Dämpfung von lastschwingungen ohne zusätzliche messmittel an der lastseite

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD239057A1 (de) * 1985-07-01 1986-09-10 Zeiss Jena Veb Carl Regleranordnung zur positionierung schwach gedaempfter mechanischer regelstrecken von mehrmassensystemen
DE19617866A1 (de) * 1996-04-24 1997-11-06 Cegelec Aeg Anlagen Und Antrie Hochdynamische, überschwingfreie Drehzahlregelung von Motoren mit Lastschwungmasse und elastischer Welle

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10246093C1 (de) * 2002-10-02 2003-11-27 Siemens Ag Verfahren zur Dämpfung mechanischer Schwingungen von Achsen von Werkzeugmaschinen, Produktionsmaschinen oder Robotern
DE10340400B4 (de) * 2003-09-02 2008-11-27 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen bei einem geregelten Antrieb
DE102008019742A1 (de) * 2008-04-19 2009-10-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Dämpfung von Maschinenresonanzen
EP2241946A1 (de) 2009-04-15 2010-10-20 FESTO AG & Co. KG Verfahren zur Ermittlung von Reglerparametern einer Regelungseinrichtung zur Antriebsregelung eines Antriebssystems
DE102009017090A1 (de) 2009-04-15 2010-11-11 Festo Ag & Co. Kg Verfahren zur Ermittlung von Reglerparametern einer Regelungseinrichtung zur Antriebsregelung eines Antriebssystems
EP3144754A1 (de) * 2015-09-17 2017-03-22 Siemens Aktiengesellschaft Dämpfung von lastschwingungen ohne zusätzliche messmittel an der lastseite
WO2017045920A1 (de) 2015-09-17 2017-03-23 Siemens Aktiengesellschaft Dämpfung von lastschwingungen ohne zusätzliche messmittel an der lastseite
JP2018529165A (ja) * 2015-09-17 2018-10-04 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft 負荷側に測定手段を追加することなしに負荷振動を減衰させる方法および装置
US10528027B2 (en) 2015-09-17 2020-01-07 Siemens Aktiengesellschaft Attenuation of load oscillations without additional measuring means on the load side

Also Published As

Publication number Publication date
DE10137496B4 (de) 2016-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69914816T2 (de) Elektrische Servolenkung mit einer verbesserten Motorstromsteuerung mit Bandsperrfilter
DE69731060T2 (de) Verfahren und Gerät zur Berechnung und Steuerung von nicht-linearen Störungen in einem Rückführsteuerungssystem
DE60015348T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur regelung einer elektrischen servolenkung mit adaptiv mischendem drehmomentfilter
DE10231417B4 (de) Modellfreie Adaptation eines Prozessreglers (Prozesssteuereinheit)
EP1934660B1 (de) Verfahren und einrichtung zur bewegungsführung eines bewegbaren maschinenelements einer maschine
DE112007001271T5 (de) Servoregelvorrichtung
DE102004001764A1 (de) Ausgleich der Reibung in einem Lenksystem eines Fahrzeuges
DE4408105C2 (de) Positionsregler und zugehöriges Verfahren zur Positionsregelung
EP2574819B1 (de) Geschwindigkeitsproportionale aktive Schwingungsdämpfung
EP1757835B1 (de) Verfahren zum Einstellen eines Kupplungsmoments
DE102005046148A1 (de) Motorsteuerung
DE102004043906B4 (de) Positionsregelung einer Vorschubwelle
DE4427697A1 (de) Steuervorrichtung für Motor mit variabler Drehzahl
EP1118043B1 (de) Verfahren und schaltungsanordnung zur automatischen parametrierung eines schnellen digitalen drehzahlregelkreises
EP2852048A1 (de) Elektrische Maschine mit adaptivem Regler
DE10137496A1 (de) Verfahren und Reglungsstruktur zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen bei Antrieben mit Motor und Last
EP3329335B1 (de) Dämpfung von lastschwingungen ohne zusätzliche messmittel an der lastseite
EP4059813B1 (de) Regelungseinrichtung und verfahren zur lenkwinkelregelung eines fahrzeugs
DE102016202467A1 (de) Regler zur Ansteuerung eines mikromechanischen Aktors, insbesondere eines Mikrospiegels, Ansteuersystem, Mikrospiegelsystem und Verfahren zum Ansteuern eines mikromechanischen Aktors
DE69017269T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Schrittmotors.
DE1299452B (de) Stabilisierung von verzoegerungsarmen Regel- oder Steuerstrecken
DE10302374B3 (de) Verfahren zur Erhöhung der Regeldynamik eines mindestens einer Lose und/oder Elastizität aufweisenden Antriebsstranges einer Werkzeug- oder Produktionsmaschine
DE10340400B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Dämpfung von niederfrequenten Lastschwingungen bei einem geregelten Antrieb
DE102019127260A1 (de) Reibungskompensation für einen Greifer eines Robotermanipulators
EP3961320B1 (de) Verfahren und eine einrichtung zur bewegungsführung eines bewegbaren maschinenelements einer maschine

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R071 Expiry of right