DE102009046538B4 - Vorrichtungen und Verfahren zur Schwingungsreduktion - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Schwingungsreduktion in einer bahn- oder bogen- be- und/oder verarbeitenden Maschine, insbesondere in einer Rotationsdruckmaschine, mit mindestens zwei aufeinander abrollenden rotierbaren Bauteilen (02; 03), und mit mindesten einem Aktor (12; 12'), mittels welchem unmittelbar oder mittelbar auf wenigstens eines der rotierenden Bauteile (02; 03) eine Kraft mit zumindest einer radial wirksamen Komponente einleitbar ist, und mit einem eine Störgrößenaufschaltung bewirkenden Steuerprozess (13), welchem eine Festlegungsvorschrift (18) zwischen einer die Drehwinkellage mindestens eines der rotierenden Bauteile (02; 03) repräsentierenden Information und einer dem mindestens einen Aktor (12; 12') zu beaufschlagenden Größe eines Stellsignals (uSGA(t)) implementiert ist, wobei zusätzlich zu dem Steuerprozess (13) ein Regelprozess (14) mit wenigstens einem Regler (21) vorgesehen ist, durch welchen unter Verwendung einer unmittelbar oder mittelbar auf einen Messwert y(t) wenigstens eines Sensors (16) zurückgehenden Eingangsgröße eine Größe eines dem mindestens einen Aktor (12) zu beaufschlagenden Stellsignals (uZR(φ(t)) ermittelbar ist, und wobei der Regelprozess (14) mit dem Steuerprozess (13) in der Weise verbunden ist, dass mindestens einem selben Aktor (12; 12') sowohl das Stellsignal (uZR(φ(t)) des Regelprozesses (14) als auch das Stellsignal (uSGA(t)) des Steuerprozesses (13) einander überlagert beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass dem Regelprozess (14) ein mathematisches Modell (23) für die zu regelnde Regelstrecke implementiert ist, anhand dessen aus physikalisch ermittelten, die Schwingung charakterisierenden Messwerten (y(t)) modale Zustände (t) rekonstruierbar, welche dem Regler (21) als mittelbar auf einen Messwert y(t) zurückgehende Eingangsgrößen beaufschlagbar sind, und dass das mathematische Modell (23) Teil eines inneren Regelkreises mit einem inneren Regler (26) ist, welcher dazu ausgebildet ist, eine Eingasgröße (um(t)) des Modells (23) im Hinblick darauf zu variieren, dass eine Abweichung zwischen physikalischen Messwerten (y(t)) eines oder mehrerer Sensoren (16) und virtueller, durch das Modell (23) für den jeweils der Messung entsprechenden Messort rekonstruierter Messwerte (y~ (t)) einzeln oder hinsichtlich einer zu betrachtenden Gesamtheit mehrerer Messorte einem festgelegten Kriterium folgt, insbesondere einzeln oder hinsichtlich einer zu betrachtenden Gesamtheit mehrerer Messorte möglichst klein wird.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Schwingungsreduktion gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 3.
• Durch die DE 102 53 997 C1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verminderung von Schwingungen bekannt, wobei eine Überhöhung im Bereich der Mantelfläche eines rotierenden Bauteils in ihrer Höhe und/oder Lage veränderbar ist.
• Die WO 03/064763 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verminderung von Schwingungen, wobei mittels Aktoren auf Zapfen und/oder Lager eingewirkt wird. Hierbei erfolgt eine Beaufschlagung eines in Abhängigkeit einer Winkellage des Bauteils vorgehaltenen Signalverlaufs, wobei die vorgehaltenen Steuersignale adaptiv angepasst werden können.
• In der DE 196 52 769 A1 ist ein Verfahren zur Dämpfung von Kontaktschwingungen in einer Papiermaschine offenbart, wobei auf das Lager oder den Zapfen wirkende Aktoren vorgesehen sind, welche zur Schwingungsdämpfung über einen Regelkreis betrieben werden.
• Die EP 03 31 870 A2 offenbart eine Einrichtung zum Lagern von Zylindern, wobei Zapfen eines Zylinders in zwei in axialer Richtung des Zylinders nebeneinander angeordneten Lagern gelagert sind. Mittels Druckmittelzylindern können die Lager einzeln senkrecht zur Rotationsachse bewegt werden um beispielsweise eine Durchbiegung zu kompensieren.
• Durch die DE 200 11 948 U1 ist eine Lageranordnung für einen Zylinder einer Druckmaschine bekannt, wobei zur exakten Positionierung des Lagers zwischen dem Außenring und einer Gestellbohrung piezoelektrische Stellelemente angeordnet sind.
• In der JP 62-228730 A werden Schwingungen einer rotierenden Welle mittels Piezoelementen reduziert.
• Durch die DE 101 07 135 A1 ist ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung eines Zylinders einer Flexo-Druckmaschine bekannt, wobei mittels eines Aktors der Schwingung entgegen wirkende Kräfte aufgebracht werden, welche hinsichtlich ihrer Größe und Richtung in Abhängigkeit der tatsächlich gemessenen Schwingungen in einem Computer ermittelt werden. Alternativ kann eine adaptive Gegensteuerung Anwendung finden, wobei die sich wiederholende Abweichung pro Umdrehung des Zylinders gemessen und durch einen ortsfesten, über die Winkellage des Zylinders zugeordneten Algorithmus die jeweils verbleibende Abweichung bewertet und über die Ansteuerung des Aktors ausgeglichen wird.
• Die WO 2006/061432 A1 offenbart ein Verfahren und Vorrichtungen zur Schwingungsreduktion, indem eine Vorsteuerung durch eine Kraftbeaufschlagung entsprechend eines hinterlegten Winkellage-Kraftverlaufs erfolgt, wobei eine Skalierung unter Verwendung mindestens eines die Schwingung charakterisierenden Messwertes erfolgt. Hierzu wird der mindestens ein Messwert über einen die Eigenmoden berücksichtigenden Berechnungsalgorithmus im Hinblick auf eine maximal auf dem Ballen auftretende Amplitude ausgewertet, wobei die Information zu den Eigenmoden maschinendynamisch berechnet sein können.
• Durch die DE 199 30 600 A1 ist eine Vorrichtung zum aktiven Schwächen unerwünschter Schwingungen einer rotierenden Walze bekannt, welche wenigstens eine Sensoreinrichtung zum Erfassen unerwünschter Schwingungen und wenigstens einen Aktor umfasst, welcher in Abhängigkeit von Signalen der Sensoreinrichtung im Sinne einer Schwächung der Schwingungen einwirkt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Schwingungsreduktion zu schaffen.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 3 gelöst.
• Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass einerseits durch eine Störgrößenaufschaltung mit einem vordefinierten Kraftverlauf die erforderlichen schnellen Reaktionszeiten und die hohe Dynamik erreichbar ist, andererseits durch eine vorteilhaft als Zustandsregelung ausgebildete Feedback-Regelung die gesamte Regelung weniger anfällig gegenüber Fehlern oder Ungenauigkeiten in der geometrischen Beschreibung und/oder in getroffenen Annahmen und/oder sich in sich verändernden Bedingungen ist und/oder auch auf zusätzliche, nicht kanalschlagbedingte Anregungen reagieren kann.
• Die extrem hohen und kurzzeitigen Kraftstöße und, damit verbunden die großen dynamischen Änderungen beim Kanaldurchgang und die steilen Flanken können über Störgrößenaufschaltung durch Vorbestimmung einer an den Kanalschlagverlauf angepassten Signalverlauf des durch den Aktor zu erzeugenden Kraftstoßes erheblich gemindert werden, wobei Anpassungen und anderweitige Störeinflüsse durch die Regelung vorgenommen werden.
• Von großem Vorteil ist es auch, wenn neben dem Kanalschlag auch die Anregung durch den Aktor selbst mit in das Modell einfließt. Hierdurch ist die Schwingung insgesamt, also auch Moden, welche durch den Aktor selbst verursacht werden, zu reduzieren. Andernfalls besteht die Gefahr, dass zwar eine Eigenmoder der kanalschlagbedingten Zylinderschwingung vermindert, jedoch eine durch den Aktor verursachte Mode vergrößert wird.
• Ebenfalls von erheblichem Vorteil ist es, dass – insbesondere unter Berücksichtigung sowohl der sich theoretisch durch dem Kanalschlag als auch durch den Aktor erzeugten Schwingung – aus dem Messwert an einem festen Ort am Zylinder-Zapfen-System über eine mathematische Modellierung und Beschreibung des schwingungsfähigen Systems auf die am Zylinder vorliegende Schwingungsformen und -amplituden geschlossen wird, und diese dann – zerlegt in die Schwingungen einzelner Moden – einem entsprechenden Regler zugeführt werden. Der Messwert allein würde lediglich einen Ausschnitt und eine Superposition der Amplituden verschiedener Moden abbilden und dadurch ggf. zu erheblich falschen Rückschlüssen führen.
• Aufgrund der Tatsache, dass mittels tatsächlicher Sensorik im vorliegenden System mit vertretbarem Aufwand lediglich punktuell und unvollständig gemessen werden kann, ist es hier vorteilhaft, im Regelsystem einen „Beobachter” im regelungstechnischen Sinn vorzusehen, welcher unter Verwendung eines Modells aus bekannten Eingangsgrößen und Messgrößen, z. B. einzelnen tatsächlichen Messwerten, nicht messbare Größen bzw. Zustände rekonstruiert. Vorzugsweise wird hier als Beobachter ein sog. „Luenberger-Beobachter” vorgesehen. Hierzu ist neben dem mit seinem Ausgang auf den Aktor wirkenden (äußeren) Regler vorteilhafter Weise ein (innerer) Regler vorgesehen, welcher mit seinem Ausgang auf das Modell wirkt, und der das Modell den messbaren Zustandsgrößen, z. B. den einzelnen Messwerten, nachführt.
• Von besonderem Vorteil ist es weiter, wenn durch den Beobachter über das Modell rechnerisch rekonstruierte Amplitudenverläufe mehrerer Schwingungsmoden dem auf den Aktor wirkenden äußeren Regler zugeführt, und dort hinsichtlich einer geeigneten Regelstrategie ausgewertet, und hieraus entsprechende Signale am Ausgang erzeugt werden. Hierzu können beispielsweise durch Gewichtung einzelne Moden stärker oder weniger stark „bestraft” werden.
• Besonders vorteilhaft ist die Verfahrensweise durch Lageranordnungen durchführbar, wobei ein Aktor mittelbar (über ein Radiallager oder einen ein Radiallager aufweisenden Lagerblock) oder unmittelbar auf einen Zylinderzapfen, und daher auch mittelbar auf den Zylinder, wirkt. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die Gewährleistung einer hohen Dynamik, welche in einer vorteilhaften Ausführung durch Verwendung eines Piezoaktors erreicht wird. In einer Ausbildung hydraulisch wirkender Aktoren kann dies durch Anordnung von Schnellsteuerventilen im Hydrauliksystem erreicht werden.
• Von besonderem Vorteil im Hinblick auf kurze Stellwege und einfache Montage ist auch eine Ausführung einer Lageranordnung des Zylinder, wobei der betreffende Zylinder in Linearlagern an einen zweiten Zylinder an/abstellbar ist. Hierbei sind vorzugsweise sowohl die Linearlagerelemente, das Rotationslager als auch der die Schwingung kompensierende Aktor als Baueinheit in einer als ganzes montierbaren Lagereinheit angeordnet.
• In einer Ausführung, wobei ein der Schwingung entgegengerichteter Aktor vom eine Stellbewegung bewerkstellenden Aktor verschieden ist, ist es vorteilhaft den erstgenannten Aktor im bewegbaren Teil der Lagerung zu integrieren. Dadurch bleibt die Wirkung des erstgenannten Aktors unabhängig von einer An-/Abstelllage.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
• Es zeigen:
• 1 eine schematische Draufsicht auf ein Doppeldruckwerk;
• 2 eins schematische Darstellung eines Nipdurchganges;
• 3 eine schematische Darstellung des Kraftverlaufs beim Nipdurchgang;
• 4 eine schematische, gemischt verfahrens- und vorrichtungsgemäße Gesamtdarstellung des Regelsystems zur Schwingungsreduktion;
• 5 Beispiele für Schwingungsformen eines Zylinders;
• 6 Regel- und Steuerschema des Systems zur Schwingungsreduktion;
• 7 Beispiele für Schwingungsformen und -moden eines Zylindersystems zweier gekoppelter Zylinder mit durchgehendem Kanal für z. B. die ersten sechs Systemeigenfrequenzen;
• 8 Beispiele für a) eine winkelige und b) eine lineare Zylinderanordnung im Druckwerk sowie c) ein Beispiel für eine Lagerung mit linearem Stellweg;
• 9 ein Ausführungsbeispiel für eine Lagerung mit Aktoren;
• 10 eine Darstellung der im Druckwerk verbauten Lagerung aus 9.
• Eine bahn- oder bogen- be- bzw. verarbeitende Maschine wie beispielsweise eine Rotationsdruckmaschine, insbesondere Offsetrotationsdruckmaschine, weist eine Druckeinheit auf, in welcher ein Bedruckstoff oder eine Materialbahn, kurz Bahn, ein oder beidseitig bedruckbar ist. Die Druckeinheit weist ein Druckwerk 01, insbesondere Offset-Druckwerk 01, mit wenigstens einem Zylinder 02; 03, insbesondere mindestens zwei aufeinander abrollbaren Zylindern 02; 03, hier ein Doppeldruckwerk 01 für den beidseitigen Druck im Gummi-gegen-Gummi-Betrieb, auf (1). Das Doppeldruckwerk 01 – in Form von Brücken- oder n-Druckwerken oder auch als ebenes Druckwerk mit in Anstelllage in einer gemeinsamen Ebene E liegenden Rotationsachsen – wird hier durch zwei Druckwerke 01 gebildet, welche je einen als Übertragungszylinder 02 und einen als Formzylinder 03 ausgebildeten Zylinder 02; 03, z. B. Druckwerkszylinder 02; 03, sowie jeweils ein nicht dargestelltes Farbwerk und im Fall des Nassoffsetdruckes zusätzlich ein Feuchtwerk aufweisen. Jeweils zwischen den beiden Übertragungszylindern 02 wird in Anstelllage eine (Doppel-)Druckstelle gebildet. In anderer Ausführung des Druckwerks 01 kann der zweite Übertragungszylinder 03 auch als keine Farbe führender Gegendruckzylinder ausgebildet sein. Die die Nipstelle 04 bildenden Zylinder 02; 03 rollen in Druck-An unter gegenseitiger Vorspannung aufeinander ab, um das Bild von Zylinder 02; 03 zu Zylinder 03; 02 bzw. von Zylinder 03 auf den Bedruckstoff, z. B. ein Papier, insbesondere eine abgewickelte Papierbahn, zu übertragen.
• Die Zylinder 02; 03 sind jeweils stirnseitig an bzw. in Seitengestellen 07; 08 drehbar gelagert. Wenigstens einer von zwei eine Nipstelle 04 bildenden Zylindern 02; 03 weist im Bereich seiner Mantelfläche mindestens eine axial verlaufende Unterbrechung 10 der ungestörten Mantelfläche, z. B. einen axial verlaufenden Kanal 10 mit einer Breite b_K auf. Grundsätzlich kann ein oder können mehrere in Umfangsrichtung zueinander versetzte Unterbrechungen 10 jeweils über die gesamte Ballenlänge vorgesehen sein, oder aber es können in Umfangsrichtung zueinander versetzte, jeweils lediglich teillange Unterbrechungen 10 (Kanalabschnitte) vorgesehen sein. Unter „Kanal” und „Kanalgeomerie” soll auch ein sich nach außen als Störung bemerkbarer „Spalt” bzw. dessen „Spaltform” verstanden werden, der bzw. die sich beispielsweise durch Stöße von in ggf. vorhandenen Zylinderkanälen gehaltenen Drucktuch- oder Druckformenden am Außenumfang als Störung ergeben.
• Die aneinander angestellten Zylinder 02; 03 bilden die Nipstelle 04 einer Breite b₀ aus, in welcher eine auf dem Übertragungszylinder 03 angeordnete elastische und/oder kompressible Schicht 11, z. B. ein Drucktuch 11, einer Eindrückung δ unterliegt. Die Überrollung des Kanals 10 sorgt im Betrieb für eine kurzfristige Entlastung und verursacht daher Kanalschläge auf einer Kanalschlaglänge b = b_K + b₀, welche wiederum Schwingungen der gegeneinander vorgespannten Zylinder 02; 03 anregen (2). In 3 ist schematisch ein Verlauf für die Kraft F in der Nipstelle 04 bei einer derartigen (quasistatischen) Überrollung in drei zur 2 dargestellten Phasen der Abrollung auf dem Weg x dargestellt, für den Fall, dass der Zylinder 03 am Umfang U lediglich einen derartigen Kanal 10 aufweist. Die Kanalschläge regen die Zylinder 02; 03 zu Schwingungen an, welche ihrerseits zu Pressungsschwankungen in den farbübertragenden Nipstellen, und damit zu qualitätsmindernden Farbschwankungen im Druckbild führen. Im Vergleich zu üblicher Weise kleinen, kontinuierlichen Anregungen, welchen beispielsweise über Tilger-basierte Methoden der aktiven Schwingungsreduktion begegnet werden kann, sind die kanalschlaginduzierten Anregungen im wesentlichen singulär, wobei sie jedoch bei hohen Drehzahlen durch äußerst steile Flanken und hohe Kräfte charakterisiert sind. Eine reine Feed-back-Regelung kann dieser hochdynamischen und großen Auslenkung nur mit unbefriedigenden Ergebnissen folgen und entgegen wirken. Um dieser Schwierigkeit zu begegnen, wurde beispielsweise in der o. g. WO 2006/061432 A1 eine adaptive Störgrößenaufschaltung (Vorsteuerung) vorgeschlagen, welche in der Höhe ihrer Wirkung über einen Regelkreis angepasst, also adaptiert wird. Diese Störgrößenaufschaltung besitzt zwar aufgrund ihrer größeren Effizienz und Schnelligkeit Vorteile gegenüber der Feedback-Regelung erfordert aber die Bestimmung von Kanalschlag-Geometrieparametern bei sehr niedrigen Drehzahlen. Aus maschinensteuerungstechnischen Gründen ist dies nicht immer möglich, zudem können sich die ermitteltem Parameter während des Maschinenlaufs verändern. Dies kann zum einen durch langfristige Veränderungen (Abnutzung, Materialermüdung etc.), durch Bedienfehler oder -unterschiede (z. B. Aufzugaufbringung), durch Lieferanten- oder Chargenunterschiede (z. B. Drucktuchenden), oder aber auch verfahrensbedingt (z. B. durch Passerverstellung und/oder durch Beschleunigungen) verursacht sein. Zudem muss eine exakte Bestimmung für alle Druckwerke mit bereits geringfügig unterschiedlichen Abmessungen und Geometrien erfolgen.
• Vorgeschlagen wird nun ein Regelsystem, welches einerseits eine Störgrößenaufschaltung 13 (d. h. ein Steuerprozess 13 zur Aufschaltung einer Störgröße) und andererseits eine Feedback- bzw. insbesondere Zustandsregelung 14 (d. h. ein Regelprozess 14 zur Regelung infolge eines Feedback-Signals bzw. eines Zustandes) in vorteilhafter Weise miteinander verbindet, und im folgenden auch als Hybrid bzw. hybride Schwingungsreduktion bezeichnet ist. Vorzugsweise wird anstelle des adaptiven Anteils der Störgrößenaufschaltung 13 eine Störgrößenaufschaltung 13 mit ”typischen” Parameterwerten für die Kanalschlaglänge b und eine Aktorspannung u_SGA(t), insbesondere u_SGA(φ(t)), durchgeführt, zu welcher gleichzeitig eine Feedback-Regelung 14, insbesondere eine Zustandsregelung 14 mit Beobachter, aktiv ist.
• Eine Ausführung des Regelsystem zur aktiven Dämpfung von Schwingungen im Zylindersystem des Druckwerks 01 wird im Folgenden am Beispiel der 4 bis 7 erläutert, wobei hier mindestens ein Aktor 12 an wenigstens einem Zylinder-Zapfen-System, vorteilhaft am Zapfen 09 des Zylinders 02; 03, angreift. Vorzugsweise greifen an beiden Zapfen 09 mindestens eines der Zylinder 02; 03, z. B. des Formzylinders 02, Aktoren 12 an. Die Aktoren 09 greifen in der Weise an, dass sie zumindest eine Bewegungs- und/oder Kraftkomponente in radialer Richtung auf den Zylinder 02; 03 bzw. den Zapfen 09 aufbringen können. Im Beispiel der 4 greift an jedem Zapfen 09 des Zylinders 02, z. B. des Formzylinders 02, ein schematisch dargestellter Aktor 12 an, welcher seinerseits aus einem oder mehreren Aktoren aufgebaut sein kann.
• Die Aktoren 12 können grundsätzlich als beliebige, bei Aktivierung eine definierte Kraft aufbringende, und mit der Wirkfläche zumindest geringfügig eine Wegstrecke zurücklegende Aktoren 12, z. B. als pneumatisch oder hydraulisch betätigte Aktoren 12, als über magnetische Kräfte wirksame Aktioren, oder als Piezoaktoren ausgebildet sein. Vorzugsweise sind jedoch Hydraulikaktoren mit Schnellsteuerventilen oder Piezoaktoren, bevorzugt jedoch Piezo-Stapelaktoren – d. h. mit einer in Wirkrichtung hintereinander angeordneten Vielzahl gestapelter Piezoelemente – als Aktoren 12 vorgesehen.
• Für das zu betrachtende Zylindersystem ist wenigstens ein Sensor 16, z. B. als Wegsensor 16 oder als Abstandssensor 16, vorgesehen, mittels welchem ein Messwert y(t), z. B. eine Amplitude y(t), einer Lageveränderung einer der Zylinder 02; 03 oder Zapfen 09 des betrachteten Zylindersystems bzgl. einer radialen Richtung erkennbar ist. Dieser Sensor 16 kann grundsätzlich als optischer, auf die Zylindermantelfläche oder den Zapfen 09 gerichteter optischer Sensor 16, ein als Beschleunigungsaufnehmer ausgebildeter, und zylinder- oder zapfenfest angeordneter Messwertaufnehmer 16, oder in sonstig geeigneter Weise ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Sensor 16 jedoch gestellfest angeordnet und auf berührungslosem, insbesondere optischem Messprinzip beruhend ausgeführt. In einer bevorzugten Ausführung sind mindestens zwei, z. B. zwei, Sensoren 16 für des durch das Regelsystem zu betrachtende Zylindersystem vorgesehen (wobei in 4 lediglich ein Sensor 16 symbolisch dargestellt ist). Besonders bevorzugt hinsichtlich des Nutzsignal-/Rauschverhältnisses ist wenigstens ein Sensor 16 derart angeordnet, dass er eine radiale Bewegung an einem im mittleren Ballenabschnittes, z. B. im mittleren Ballendrittel, liegenden Messort detektiert. Ein Messort eines zweiten Sensor 16 kann dann entweder an einer entsprechenden axialen Stelle eines zweiten Zylinders 03; 02 des Systems, oder aber gezielt an einer von dieser axialen Lage verschiedenen Stelle des selben oder des anderen Zylinders 03; 02 (z. B. im Randbereich des Ballens oder am Zapfen 09) vorgesehen sein. In dieser zweiten Variante sind ggf. unterschiedliche Modenformen besser gegeneinander auswertbar (s. u.). Die zweitgenannte Variante unterschiedlicher axialer Messorte zweier Sensoren 16 (am selben oder einem anderen Zylinders 02; 03 des Systems) kann auch dann von Vorteil angewandt sein, wenn ein erster Sensor 16 nicht auf die Ballenmitte, sondern auf einen Randbereich eines Zylinders 02; 03 oder gar einen Zapfen 09 gerichtet ist. In einer im Hinblick auf den Bauraum und die Bedienbarkeit des Druckwerks 01 vorteilhaften Ausführung können zwei Sensoren 16 nicht im Mitteldrittel, sondern beide im Randbereich und/oder am Zapfen 09 des selben oder verschiedener Zylinder 02; 03 des Systems angeordnet sein, wobei sie sich wie o. g. auch wieder in ihrer axialen Lage unterscheiden können. In einer bzgl. der Herstellungskosten vorteilhaften Ausführung sind zwei Sensoren 16 an zwei Zylindern 02; 03 im wesentlichen baugleich an einem selben axialen Messort vorgesehen, wobei in diesem Fall jedoch vorteilhaft der jeweilige Messort z. B. für den Fall durchgehender Kanäle 10 wenigstens 1/32 eines Lagerabstandes A_L (jedoch z. B. mindestens 10 mm) von der nächstgelegenen zylindernahen Lagerklemmstelle, und wenigstens 1/32 (jedoch z. B. mindestens 10 mm) des Lagerabstandes von einem viertel der Strecke des Lagerabstandes beabstandet sind. Für den Fall zweier im Umfang versetzter Kanalabschnitte („gestackert”) sollten diese vorteilhaft wieder um wenigstens 1/32 des Lagerabstandes (jedoch z. B. mindestens 10 mm) von der nächstgelegenen zylindernahen Lagerklemmstelle, und wenigstens 1/32 (jedoch z. B. mindestens 10 mm) des Lagerabstandes von einer die Strecke zwischen den zylindernahem Lagerklemmstellen halbierenden Stelle beabstandet sein. Die letztgenannten Kriterien sind in vorteilhafter Weise auch für den Messort lediglich einen Sensors 16 für das System, oder auch bei mehreren Sensoren 16 unterschiedlicher axialer Messorte anzuwenden.
• Dem zu betrachtenden Zylindersystem ist wenigstens eine Einrichtung 17 zugeordnet, welche eine Information zu einer Drehwinkellage φ wenigstens eines der Zylinder 02; 03 bereitstellt, und mit welcher die Störgrößenaufschaltung 13 synchronisierbar ist. Diese Einrichtung 17 kann grundsätzlich als Verbindung zu einer elektronischen Leitachse (ggf. mit geeigneten Getriebefaktoren und/oder Achsverschiebungen) ausgebildet, oder aber wie dargestellt, als Winkellagegeber 17, z. B. an einem drehfest mit einem der zu betrachtenden Zylinder 02; 03 verbunden Bauteil, ausgebildet sein. Im Beispiel ist ein die Drehbewegung eines der Zylinder 02; 03 detektierender Drehgeber 17 vorgesehen.
• Das Regelsystem zur aktiven Schwingungsreduktion eines Zylindersystems weist somit einen Regelkreis zur Feedback- bzw. Zustandsregelung mit mindestens einem Sensor 16, einem Regelprozess 14 und einer Ausgabe eines Stellsignals u_ZR(t) an mindestens einen Aktor 12, sowie eine Steuerkette mit einer die Drehwinkellage wenigstens eines der Zylinder 02; 03 ausgebenden Einrichtung 17, einem Steuerprozess 13 und einer Ausgabe eines Stellsignals u_SGA(t) an mindestens einen Aktor 12 auf, wobei vorzugsweise eine Ausgabe aus dem Regelprozess 14 und aus dem Steuerprozess 13 an wenigstens einen selben Aktor 12 erfolgt. Für mindestens einen Aktor 12 werden die Stellsignale u_ZG(t) und u_SGA(t), z. B. als Aktorkraftvorgaben oder Aktorspannungen, mittels z. B. eines Überlagerungsmittel 22, z. B. einem Addierglied 22, einander überlagert und in Summe als Stellsignal u_Aktor(t), z. B. als Aktorkraftvorgabe oder Aktorspannung, dem Aktor 12 zugeführt. Die Überlagerung kann auch im Aktor 12 erfolgen.
• Der Steuerprozess 13 weist eine z. B. in einem Rechen- und/oder Speicherprozess 19 hinterlegte Festlegungsvorschrift 18 auf, in welcher ein Verlauf auszugebender Signale U_SGA(t), z. B. Stellsignale u_SGA(t), mit einer die Winkellage wenigstens eines der Zylinder 02; 03 beschreibenden Winkellage φ korreliert ist. Das Rechen- und/oder Speichermittel 19 (kann auch als Prozess oder Programm ausgebildet sein) ist durch entsprechende Mittel dazu ausgebildet, infolge einer aktuell zugeführten Winkellage φ(t) das zugehörige Signal u_SGA(t) bzw. Signale u_SGA(φ(t)) an einem Ausgang auszugeben. Dieses Signal ist in seiner Gestalt an die Art und Ausführung des verwendeten Aktors 12 angepasst und wird – entweder direkt oder durch einen entsprechenden Verstärker verstärkt – an den Aktor 12 geleitet. Im bevorzugten Fall von Piezoaktoren wird durch den Steuerprozess 13 an dessen Ausgang ein eine Aktorspannung darstellendes Signal u_SGA(t) ausgegeben. Die Festlegungsvorschrift 18 kann entweder empirisch durch entsprechende Messungen, oder aber auch durch mathematische Modellierung in einer in o. g. WO 2006/061432 A1 beschriebenen oder ähnlichen Weise erfolgen.
• In vorteilhafter Ausführung ist die Festlegungsvorschrift 18 über Eingabemittel bzgl. ihrer Signalhöhe skalierbar und/oder in ihrer Form der Abhängigkeit und/oder in ihrer relativen Lage zu einem Winkellagenulldurchgang veränderbar ausgebildet, z. B. zumindest manuell skalier- und/oder parametrierbar. Die Festlegungsvorschrift 18 kann als Vielzahl einzelner Wertepaare, als mehrere abschnittsweise definierte Funktionen, oder als über den vollen Abstand zwischen zwei Kanalüberrollungen reichende Funktion ausgebildet sein.
• Der Regelprozess 14 weist wenigstens einen Regler 21 auf, durch welchen infolge einer unmittelbar (ohne „Beobachter, s. u.) oder mittelbar (mit „Beobachter, s. u.) auf einen Messwert y(t) basierenden Eingangsgröße anhand einer im Regler 21 implementierten Vorschrift, z. B. eines entsprechenden Regelalgorithmus, bestimmte endliche Folge von Anweisungen, nach der aus den Werten der Eingangsgröße Werte für die Ausgangsgrößen, z. B. einem Aktor 12 zuzuführende Signale u_ZR(t), ermittelt und am Ausgang bereitgestellt werden können. Im vorliegenden Fall werden auf dem Messwert y(t) mindestens eines, insbesondere jedoch zweier, Lageveränderungen an einem der Zylinder 02; 03 oder Zapfen 09 detektierenden Sensoren 16 basierende Eingangsgrößen im Regler 21 anhand des implementierten Algorithmus zu Ausgangsgrößen verarbeitet, welche als Stellgröße einem Aktor 12, insbesondere über das Addierglied 22 einem mit dem Steuerprozess 13 gemeinsamen Aktor 12, zugeführt wird. Das so erzeugte gesamte Stellsignal U_Aktor(t), z. B. als Aktorspannung, beinhaltet nun die Stellsignale u_ZR(t) und u_SGA(t) sowohl aus dem Steuerprozess 13 als auch aus dem Regelprozess 14. Der Regler 21 liefert am Ausgang somit den „Feedback-Anteil” für die Aktorkraft.
• Im Ergebnis wird somit dem überwiegenden Anteil der aus den „harten” Kanalschlägen resultierenden Kanalschlagkräften u_Kanal(t) durch den als Störgrößenaufschaltung 13 ausgebildeten Steuerprozess 13 entgegengewirkt, während aus verbleibenden Ungenauigkeiten in der Modellierung und/oder aus Änderungen zu den Modellvoraussetzungen verbleibende Störungsanteile sowie ggf. Störungen u_sonst mit anderer Ursache (z. B. aus Rundlauffehlern, aus Beschädigungen und/oder aus ungleichförmigen Bewegungen, wie sie beispielsweise in Farb- und/oder Feuchtwerk vorkommen) durch den Regelprozess 14 entgegengewirkt wird.
• Grundsätzlich könnte der Regelkreis 14 als einfacher Feedback-Regelkreis mit einem „klassischen” Regler 21 ausgebildet sein, welcher direkt aus den zugeführten Messwerten Y(t) einer Messgröße, hier der gemessenen Amplitude Y(t) einer durch die Schwingung verursachten Auslenkung aus der Solllage, eine Aktorreaktion, d. h. ein entsprechendes Stellsignal u_Aktor(t), z. B. als Aktorkrafvorgabe oder Aktorspannung) nach einer geeigneten Vorschrift erzeugt. In diesem Fall sollten jedoch wenigstens zwei das System beobachtende Sensoren 16 vorgesehen sein, deren Signale in analoger oder digitaler Weise miteinander derart verknüpft werden sollten, das zumindest für die einflussreichsten Schwingungsformen ausreichende Informationen am Eingang des Reglers 21 vorliegen.
• Die Wirksamkeit eines derartigen Systems wäre jedoch stark abhängig davon, wie viele Sensoren 12 zur Beobachtung des Systems herangezogen werden und/oder wo auf dem Zylinder-Zapfensystem sich der Messort bzw. die Messorte des einen oder der mehreren Sensoren 16 in axialer Hinsicht befindet. Zum einen kann das Problem entstehen, dass ein Messort gerade in der Nähe eines Minimums (Knoten) einer äußeren, insgesamt zu beobachtenden resonanten Schwingungsform liegt. Die an diesem Messort ermittelten Werte stellen dann nicht das tatsächliche Ausmaß dar. Dem könnte ggf. durch eine Vielzahl von Sensoren 16 und Messorten begegnet werden, indem dann dem Regler 16 eine Vielzahl von diese äußere Schwingung beschreibenden Messsignalen zugeführt würden, und dieser über einen geeigneten Algorithmus dann einen sämtliche Messorte berücksichtigenden akzeptablen Zustand durch entsprechende Aktorsignale herzustellen versucht. Um dies zu bewirken, müsste jedoch ein großer gerätetechnischer Aufwand getrieben und/oder ein komplizierter und ggf. dennoch ineffizient arbeitender Algorithmus entworfen werden.
• Ein zweiter Aspekt hinsichtlich der nachfolgend vorgeschlagene bevorzugte Lösung beruht jedoch darauf, dass sich die „äußere”, d. h. insgesamt von außen erkennbare Schwingung als Superposition der „inneren”, nicht von außen beobachtbaren Schwingungsmoden darstellt, und dass durch unterschiedlich geartete Störungen geometrieabhängeg durch bestimmte Anregungen unterschiedliche Moden verschieden stark angeregt werden. In 5 sind schematisch Beispiele für unterschiedliche Schwingungsformen für die radiale Schwingung eines Zylinders 02; 03 dargestellt. In a) entspricht die Wellenlänge etwa der haben, in b) der ganzen Zylinderlänge, wobei die Enden im wesentlichen Schwingungsknoten darstellen. In c) entspricht die Wellenlänge etwa der haben, in d) der ganzen Zylinderlänge, wobei die Enden jedoch im wesentlichen mit Amplitudenmaxima zusammenfallen. Die Schwingungsformen a), c) und d) sind im wesentlichen spiegelsymmetrisch zu einer den Zylinder senkrecht schneidenden Mittelebene, b) hingegen punktsymmetrisch zu einem auf halber Zylinderlänge befindlichen Punkt ausgebildet. Es hat sich gezeigt, dass durch die Kanalschläge eines über die gesamte Länge durchgehenden Kanals 10 oder mehrerer spiegelsymmetrisch angeordneter Kanalabschnitte überproportional die Schwingungsform a), durch „gestackerte”, d. h. umfangsmäßig versetzte, nicht splegelsymmetrisch angeordnete Kanalabschnitte überproportional die Schwingungsform b), und durch im Bereich von Zapfen 09 radial wirkende Aktoren 12 überproportional die Schwingungsform c) angeregt wird. Mit diesem Wissen könnten nun zwar grundsätzlich geeignete Messorte und ein geeigneter Algorithmus für einen „direkten” Regelkreis gefunden werden, welche bzw. welcher das richtige „Gleichgewicht” zwischen einer Auslöschung der durch Kanalschlag induzierten Schwingung und dem Entstehen signifikanter durch die Aktoren 12 verursachter Schwingung herzustellen versucht. Für ein Mehrzylindersystem verkompliziert sich jedoch durch die Kopplung der Sachverhalt, wie dies beispielhaft in 7 für einige Eigenfrequenzen eines Zweizylindersystems dargestellt ist. Infolge des durchgehenden Kanals 10 sind hier die punktgespiegelte Schwingungsformen (ein oder drei Knoten bzw. erste oder dritte Modenform) nicht signifikant angeregt, weshalb sie hier auch nicht aufgeführt ist.
• Die Regelung mit dem Regelprozess 14 ist vorzugsweise als Modale Regelung ausgebildet, welche auf eine Mehrzahl von Schwingungsmoden gerichtet ist, wobei dem Regler 21 Eingangswerte einzeln aufgelöster Moden zugeführt werden bzw. zuzuführen sind. Dies können Auslenkungen, d. h. modale Amplituden x ~_i(t) und/oder Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen sein. Die Regelung ist vorzugsweise als Zustandsregelung realisiert. Hierbei erfordert die Zustandsrückführung jedoch die Kenntnis des Zustandes zu jeder Zeit, was durch einige wenige Sensoren 16 praktisch nicht erreichbar ist.
• Höchste Flexebilität bei geringstem Mess- und Materialaufwand kann nun in bevorzugter Ausführung der Regelung dadurch erreicht werden, dass die Regelung als Modale Regelung entworfen ist und/oder der Regelprozess 14 unter Verwendung eines sog. regelungstechnischen Beobachters 24 ausgebildet ist, mit dessen Hilfe aus den an einem oder an einer geringen Anzahl von Messorten durch Sensoren 16 punktuell detektierten (äußeren) Zuständen ein weitgehend bestimmter (äußerer) Gesamtzustand, beispielsweise die Zustände an einer Vielzahl von Orten, des Systems und/oder sog. „innere” Zustände, d. h. zu Zuständen einzelner Schwingungsmoden, zumindest in einer guten Näherung ableitbar ist bzw. sind. Hierbei ist dieser „Beobachter” dazu befähigt, unter Verwendung einzelner Messgrößen, z. B. der aus dem Sensor 12 oder den Sensoren 12 stammenden, Lageveränderungen aufzeigenden Messwerten y(t) (der Ausdruck soll hier sowohl die Messwerte eines als auch ggf. mehrere, z. B,. zweier, Sensoren 12 umfassen), nicht messbare Größen, wie z. B. den äußeren Zustand an axialen Orten ohne Messstelle und/oder insbesondere „innere” modale Zustände x ~_i(t) z. B. modale Amplituden x ~_i(t), von nicht direkt messbaren Einzelmoden zu rekonstruieren. Der Zustand des Systems kann als Zustandsvektor x ~(t) durch Einsatz eines Beobachters 24 aus den tatsächlichen Messgrößen rekonstruierbar sein.
• Hierzu ist im Regelprozess 14, insbesondere im Beobachter 24, ein das schwingungsfähige System hinsichtlich seiner Bewegungsformen beschreibendes Modell 23, insbesondere mathematisches Modell 23, implementiert, welchem die real als Messwerte y(t) am Messort bzw. den Messorten gemessenen Zustandswerte als Stützstellen zum Auffinden der sich durch das Modell zu rekonstruierenden Zustandwerte, insbesondere modaler Amplituden x ~(t), dienen. Der o. g., dem Regelprozess 14 zugeordnete Regler 21 ist hierbei vorzugsweise als Regler 21, z. B. als für Mehrgrößensysteme geeigneter Regler 21, ausgebildet, welchem am Eingang eine Vielzahl von Eingangswerten, insbesondere ein Vektor unterschiedlicher modaler Amplituden x ~(t)(x ~₁(t), x ~2(t), ...) als Eingangswerte zuführbar ist, und in welchem aus einer Mehrzahl von Eingangswerten (z. B. modalen Amplituden x ~(t)), insbesondere modalen Eingangswerten, unter Verwendung eines geeigneten Algorithmus eine dem Aktor 12 zu beaufschlagende Ausgangsgröße ermittelt wird. Unter „modalem” Eingangswert wird der Zustand der zu betrachtenden Größe, z. B. die Amplitude x ~_i(t) der i-ten Mode des Systems, bezogen auf eine bestimmte Schwingungsmode verstanden. Vorzugsweise ist der Algorithmus derart ausgebildet, dass eine Gewichtung einzelner Moden bei der Bewertung von Abweichungen des Ist- vom Sollzustand und/oder beim Auffinden des resultierenden, z. B. optimalen, Ausgangswertes vornehmbar und/oder veränderbar ist. Durch die Berücksichtigung der einzelnen Moden und ggf. eine geeignete Gewichtung ist es möglich, beispielsweise eine überwiegend durch den Kanalschlag angeregte Schwingungsform zu verkleinern, ohne dabei beispielsweise eine durch den Aktor 12 hervorgerufene Schwingungsform in unzulässiger Weise zu vergrößem. Es ist also möglich, eine Optimierung zwischen kanalschlaginduzierter Schwingung und durch den Aktor selbst hervorgerufener Störung herbeizuführen. Auch eine Unterdrückung einer Mode auf Kosten einer anderen kann hier kontrolliert werden.
• Grundsätzlich kann der Regler 21 als für Mehrgrößensysteme geeigneter Regler 21 in unterschiedlicher Weise ausgebildet und nach unterschiedlichem Entwurfsverfahren, z. B. nach dem Frequenzkennlinienverfahren oder vorzugsweise nach dem Optimalregler-Verfahren, insbesondere als nach dem Optimalregler-Verfahren arbeitender LQ-Regler 21, z. B. Ricatti-Regler 21, ausgeführt sein. Der vorzugsweise eine Zustandsregelung ermöglichende Regler 21 ist vorteilhaft als linearer Regler 21 entworfen, dessen Eingänge den Zustand von inneren Freiheitsgraden, d. h. den Zustand einzelner Moden, auf den Aktor 12 bzw. die Aktoren 12 rückführt. Der Regler 21 ist somit als Zustandsregler 21 ausgebildet, wobei der Beobachter 24 aus den tatsächlichen, physikalischen Messwerten y(t), die die Sensoren 16 liefern, Werte für modale Zustände x ~(t) erzeugt, welche ihrerseits dem Eingang des Zustandsregler 21 zugeführt werden.
• Das dem Beobachter 24 zugrunde liegende, insbesondere als Mehrkörpersimulations-Modell (MKS) ausgebildete Modell ist als ein das Schwingungssystem mathematisch nachbildendes System unter Berücksichtigung der Zylinder als flexible Körper, die Kanalschlagkraft, die Geometrie des Kanals, der Eigenschaften der Lagerstellen (Steifheit oder wie im nachfolgenden Beispiel durch Aktor 12 geringfügig bewegbar etc.), die Kopplung der Zylinder 02; 03 in der bzw. den Nipstellen 04 (über das Drucktuch 11) und der Anregung durch den Aktor 12 bzw. die Aktoren 12. Hierbei wird vorteilhaft die Kanalgeometrie und hieraus die bei Überrollung entstehende Kanalschlagkraft über eine näherungsweise die Kanalüberrollung beschreibende Funktion, der Aktor 12 durch ein elektromechanisches Ersatzmodell und die Kopplung über die elastische und/oder kompressible Schicht 11 über viskoelastische Eigenschaften der Schicht 11 berücksichtigt. Die Modellbildung unter Verwendung der genannten Annahmen für die Beschreibung der Geometrie, de Kraftveläufe und der Kopplungen erfolgt weiter über beispielsweise die Ableitung der Bewegungsgleichungen im Lagrange-Formalismus. Bevorzugt wird hier ein Reglerentwurf, z. B. nach dem Optimalregler-Verfahren, welcher von einer Darstellung im Zustandsraum ausgeht. Für diesen Fall werden die Bewegungsgleichungen in die Zustandsraumdarstellung des Zylindersystems überführt, welche beispielsweise in 6 im Modell 23 angedeutet ist, wobei die Werte des Vektors x ~(t) für einzelne innere Freiheitsgrade, u(t) die äußeren Kräfte (Kanalschlag, Aktor) und y ~(t) Amplituden oder Geschwindigkeiten an vorgebbaren, insbesondere mit den tatsächlichen Messorten übereinstimmenden, Orten längs der Zylinderachse darstellen, und wobei A, B, C und D in dieser Reihenfolge eine Dynamikmatrix, Eingangsmatrix, Ausgangsmatrix und Durchgangsmatrix (hier Nullmatrix) darstellen. Die durch den Beobachter 24, insbesondere durch das Modell erzeugten modalen Werte werden nun als Eingangswerte dem Regler 21 zugeführt.
• Dem z. B. als Luenberger Beobachter ausgebildete Beobachter 24 liegt das Prinzip zugrunde, Eingangsgrößen des Modells 23 derart zu variieren, dass an axialen Orten des Systems, die mit den Messorten der realen Messung übereinstimmen, die durch das Modell ermittelten Messwerte” y ~(t), z. B. Amplituden y ~(t), mit den tatsächlich gemessenen Werten möglichst wert übereinstimmen. Hierzu weist der Beobachter 24 einen inneren Regelkreis mit einem inneren Regler 26, dem Modell 23 und einem Vergleichsglied 27, z. B. Subtrahierer 27 (bzw. Addierer) auf. Bei diesem inneren Regelkreis versucht der Regler 26 (virtuelle) Kräfte u_m auf ein Modell 23 der Regelstrecke aufzugeben um zu erreichen, dass die aus diesem Modell 23 erzeugten (virtuellen) Messwerte y ~(t) mit den realen Messwerten y(t) der Regelstrecke übereinstimmen. Auf die Eingänge des Vergleichsgliedes 27 werden zum einen die Messwerte y(t), z. B. die gemessenen Amplituden y(t) von dem einen oder vorzugsweise mindestens zweier Sensoren 16 dieser Messorte gelegt. Zum anderen werden an die Eingänge diesen realen Messwerten y(t) in der Messgröße und dem Messort entsprechende rekonstruierte Messwerte y ~(t), z. B. rekonstruierte Amplituden y ~(t), gelegt, welche durch das Modell 23 des Beobachter s 24 gebildet werden. Die rekonstruierten Messwerte y ~(t) sind aus Superposition modaler Amplituden x ~_i(t) für den betreffenden axialen Messort gebildet. Die realen Messwerte y(t) sind somit – die korrekte Beschreibung und Parametrierung des Modells 23 vorausgesetzt – mit den rekonstruierten Messwerte y ~(t) vergleichbar. Liegen am Ausgang des Vergleichgliedes 27 Differenzen vor, so werden durch den nachgeordneten Regler 26 anhand eines geeigneten Algorithmus ein oder mehrere Parameter als Einganswerte für das Modell 23 variiert. Vorzugsweise werden in das Gleichungssystem des Modells 23 eingehende virtuelle modale Anregungskräfte u_m(t) mit dem Ziel variiert, die tatsächlichen und die rekonstruierten Messwerte y(t), y ~(t) möglichst nahe in Deckung zu bringen. Sind diese in Deckung, kann davon ausgegangen werden, dass das Modell 23 mit seinen virtuellen Anregungskräften u_m(t) den tatsächlichen Zustand des Zylindersystems treffend und weitgehend vollständig beschreibt. Ist dem so, so ist auch anzunehmen, dass die modalen Einzelzustände korrekt beschrieben sind. An einem Ausgang des Modells 23 können somit den Zustand des Zylindersystems beschreibende modale Zustände bzw. Zustandswerte x ~_i(t), z. B. ein Satz x ~(t) modaler Amplituden x ~_i(t), z. B. als Zustandsvektor x ~(t), ausgegeben und dem zur Verarbeitung des Mehrgrößensystems geeigneten Zustandsregler 21 zugeführt werden.
• Vorzugsweise ist der innere Regelkreis derart ausgebildet, dass beim Auffinden der rekonstruierten Werte die relevanten Moden, z. B. die Grundschwingung und die durch den Aktor angeregte(n) Mode(n), mit höherem Gewicht bzw. höherer Priorität in den Algorithmus eingehen bzw. die Pole der relevanten Eigenformen (die durch den Kanal und den Aktor angeregten) derart verschoben werden, dass die tatsächlichen mit den rekonstruierten Messwerten in Übereinstimmung gebracht werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Eigenfrequenzen der relevanten Pole des inneren Regelkreises (im Model) um einen Faktor 1,5 bis 4, insbesondere 2 bis 3, zu höheren Eigenfrequenzen hin verschoben werden bzw. sind, um einerseits nicht zu träge zu reagieren und andererseits jedoch keine Instabilität zu erzeugen.
• In 4 ist der gesamte Verfahrensablauf vom Messen der Messwerte y(t), einem Vergleich der gemessenen Messwerten y(t) mit über ein Modell 23 für die betreffenden Messorte rekonstruierten Messwerte y ~(t), bei einer Abweichung die Variation von Eingangsgrößen des Modells 23, insbesondere fiktiven modalen Kraftverläufen, eine Bereitstellung modaler Zustände x ~_i(t), insbesondere modaler Amplituden x ~_i(t) durch das Modell 23 und Beaufschlagung des Reglers 21 mit diesen modalen Zuständen x ~_i(t) und letztlich hieraus über einen Algorithmus ein Erzeugen eines dem Aktor 12 bzw. den Aktoren 12 zuzuführenden Ausgangs- bzw. Stellsignals u_Aktor(t), wobei in bevorzugter Ausführung das Ausgangssignal des Reglers 21 gemeinsam mit einem Ausgangssignal der Störgroßenaufschaltung 13 auf einen selben Aktor 12 wirkt. Das „Ausregeln” bzw. die Ableitung des Stellsignals u_Aktor(t) im Regler erfolgt unter Berücksichtigung der verschiedenen Zuständen x ~_i(t) zu einem optimalen Gesamtergebnis hin, wobei die Optimierung nicht unbedingt auf die Optimierung einzelner Zustände x ~_i(t), sondern z. B. über die Minimierung eines Gütefunktionals auf eine Gesamtheit bzw. auf eine bestimmte interessierende Gesamtheit hin erfolgt.
• Mit dieser Regelungsmethode ist es also möglich, auf das komplexe Schwingungssystem eines Druckwerks 01 durch Aktoren 12 optimal einzuwirken, ohne dass durch ein Verringern oder Auslöschen einzelner Schwingungsmaxima Probleme an anderer Stelle entstehen oder sich vergrößern.
• In einer durch punktierte Linie in 6 angedeuteten Variante kann der durch die Störgrößenaufschaltung 13 zu beaufschlagende Kraftverlauf u_SGA(t) dem Modell 23 beaufschlagt werden. Dies kann durch entsprechende Variation der zugrunde liegenden Ersatzkraftdarstellungen, aber auch durch Beaufschlagung der modalen Kräfte u_m durch die entsprechenden Komponenten erfolgen. Das Modell 23 weiß dann über die äußere Anregung Bescheid, so dass ggf. schneller ein stabiler Zustand des inneren Regelkreises gefunden werden kann.
• Grundsätzlich kann die Anwendung des dargelegten, auf Zustandsregelung gerichteten Regelprozesses 14 für sich alleine betrachtet, auch ohne zwingend die Störgrößenaufschaltung 13 vorzusehen, vorteilhaft sein. Die oben beschriebene Kopplung ist jedoch von besonderem Vorteil in Bezug auf die Komplexizität der im Druckwerk 01 vorliegenden Sachverhalte bei gleichzeitig höchsten Genauigkeitsanforderungen im Druckbild. In einer Weiterbildung kann die Störgrößenaufschaltung 13 in der Art der Störgrößenaufschaltung der eingangs genannten WO 2006/061432 A1 zusätzlich adaptiv ausgebildet sein. Dies ist in 4 durch den punktiert dargestellten Prozess 28 dargestellt, in welchem beispielsweise ein der Festlegungsvorschrift 18 zu beaufschlagender Skalierungsfaktor k infolge von tatsächlichen oder rekonstruierten Messwerten y(t); y ~(t), insbesondere von modularen Messwerten (z. B. zumindest hauptsächlich Grundschwingung A0 und zweite Mode A2 für durchgehende bzw. A1 und A2 und ggf. A0 für gestackerte Kanäle 10), welche entweder über entsprechende Filter oder aber aus dem Modell 23 gewonnen werden (über eine punktierte Linie 29 angedeutet), über entsprechende Bewertungs- und/oder Auswertungsvorschriften variiert wird. Über diese Methode kann dann der durch den Regelprozess 13 auszuregelnde Anteil generell klein gehalten werden.
• Im Folgenden ist ein für die oben beschriebene Ausführung und Verfahrensweise des Regelsystems (12, 16, 17, 13, 14) vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für eine Lagerung 06 eines Zylinders 02; 03 mittels Lagern gegeben, welche in vorteilhafter Weise ein Entgegenwirken dieser Schwingungen erlauben, indem durch einen oder mehrere Aktoren 12 gezielt eine Kraft im Bereich der Lagerung und/oder des Zapfens 09 beaufschlagt wird. Die Lagerungen 06 können als Lagereinheiten 06 ausgeführt sein, welche als Baueinheit sowohl Rotationslager als auch den Aktor/die Aktoren enthalten. Grundsätzlich kann ein entsprechender Aktor 12 auch an anderer Stelle des Systems aus Zylindern 02; 03 und Zapfen 09 angreifen.
• In einer vorteilhafte Ausführung greift der Aktor 12 bzw. greifen die Aktoren 12 unmittelbar oder mittelbar am Zapfen 09 im Bereich der Lagerung an. Die Aktoren 12 können hierbei zwar auch als Hydraulik- oder Pneumatikaktoren ausgebildet sein, sind hier jedoch vorteilhaft als Piezoaktoren 12 ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, dass lediglich an einem der beiden Zapfen 09 eines Zylinders 02; 03 ein Aktor 12 angreift, jedoch ist es vorteilhaft, an einem aktiv zu beaufschlagendem Zylinder 02; 03 zwei an beiden Zylinderhälften, insbesondere an beiden Zapfen 09 Aktoren 12 vorzusehen. An einem in axialer Hinsicht zu betrachtenden Angriffspunkt kann ein „Aktor” 12 vorgesehen sein, welcher seinerseits mehrere Aktoren 12' aufweisen kann. Ein derart ausgebildeter Aktor 12 bildet dann ein System aus mehreren, im wesentlichen auf einen selben axialen Ort wirkenden Aktoren 12'. Grundsätzlich können mehrere oder gar sämtliche Zylinder 02; 03 des betrachteten Schwingungssystems des Druckwerks 01 ein- oder beidseitig Aktoren 12 aufweisen. In einer vorteilhaften Ausführung genügt es jedoch je Zylinderpaar aus Form- und Übertragungszylinder 02; 03 lediglich einen der Zylinder 02; 03, insbesondere beidseitig, mit Aktoren 12 auszuführen. Vorzugsweise ist der Formzylinder 03 mit Aktoren 12 ausgebildet und aktiv bedämpfbar.
• Die Wirkrichtung R (Kraftrichtung bei Aktivierung) der Aktoren 12 könnte grundsätzlich mit überwiegender Komponente (bzw. die überwiegende Komponente einer resultierenden Wirkrichtung R eines Systems mehrerer Aktoren 12') zum anderen Zylinder 02; 03 des Zylinderpaares hin erfolgen. Vorzugsweise ist der Aktor 12 jedoch derart angeordnet, dass die überwiegende Komponente der Wirkrichtung R des Aktors 12 (bzw. die überwiegende Komponente einer resultierenden Wirkrichtung R eines Systems mehrerer Aktoren 12') von dem anderen der beiden die zu kontrollierende Nipstelle 04 bildenden Zylinder 02; 03 weg weist. D. h., der Aktor 12 bzw. die Aktoren 12' greifen mittel- oder unmittelbar an Stellen in Umfangsrichtung des Zapfens 09 an, welche näher zur Nipstelle 04 mit dem anderen Zylinders 02, z. B. Übertragungszylinder 02, liegen als zur diametral gegenüberliegenden Stelle des Umfangs. Die bei Beaufschlagung resultierende Wirkrichtung (R) bilden z. B. höchstens einen Winkel von 45°, vorteilhaft höchstens 15°, insbesondere höchstens 3°, mit einer die beiden Zylinder (02; 03) in Arbeitsstellung, d. h. in Druck-An, verbindenden Ebene P.
• Die (resultierende) Wirkrichtung R sollte vorzugsweise zumindest eine Richtung aufweisen, welche von der Nipstelle weg weist und mit einer die Rotationsachsen der die Nipstelle 04 in Druck-An verbindenden Ebene P einen spitzen Winkel kleiner 45°, im Idealfall in etwa 0°, bilden (8a). In vorteilhafter Ausführung des Druckwerks 01 als Doppeldruckwerk 01 fallen die Rotationsachsen aller vier Zylinder 02; 03 in Druck-An in eine gemeinsame Ebene E (8b). Hierfür gilt vorzugsweise das selbe zu 8a) für die Anordnung des Aktors 12 bzw. der Aktoren 12' hinsichtlich der Ebene E.
• In einer Ausführung des aktiv zu bedämpfenden Zylinders 02; 03, welcher zwecks An-/Abstellens bewegbar gelagert ist, kann die Aktoranordnung in die Lageranordnung für die Stellbewegung, z. B. eine exzentrische Lagerung, integriert sein (nicht dargestellt). In Ausführung der stellbaren Lagerung mittels Linearführungen 31 und einem entlang einer Stellrichtung S stellbaren Lagerblock 32 können die Aktoren 12; 12' im Lagerblock integriert sein. Die Stellrichtung S weicht vorzugsweise um höchstens einen Winkel von 15° von der Ebene P bzw. E ab. Für die Anordnung der Aktoren 12; 12' hinsichtlich der Ebene P oder E gilt vorteilhaft das oben genannte. Die Stellbewegung bewerkstelligen Aktoren 33 können dann beispielsweise auf der den Aktoren 12 gegenüber liegenden Seite des Lagerblocks 32 angreifen bzw. integriert sein. In einer hinsichtlich des Einstellens einer idealen Pressung vorteilhaften Ausführung, kann der mindestens eine bzw. können die Aktoren 33 als mit Druckmittel, insbesondere eines definierbaren Druckes, beaufschlagbare Aktoren 33, z. B. Hydraulikaktoren 33, ausgebildet sein.
• Für sämtliche Ausführungen, in denen der Aktor 12 im Bereich der Lagerung am Lager oder am Zapfen 09 derart angreift, dass eine zumindest infinitesimal kleine Bewegung des Lagers insgesamt oder des Zapfens 09 im Lager erfolgt, kann es von Vorteil sein, dass das durch den Aktor 12 zu bewegende Teil (Lagerteil oder Zapfen 09) mit zumindest geringfügigem Spiel in Richtung Wirkrichtung R gegenüber dem dieses Teil aufnehmenden Gegenstückes angeordnet ist. In dieser Ausführung ist es von besonderem Vorteil, wenn Vorspanneinrichtungen (39) vorgesehen sind, welche dem zu bewegenden Teil (Zapfen 09, Lagerteil) eine Vorspannung in Richtung Aktorangriffspunkt (bzw. resultierendem Aktorangriffspunkt) aufprägen. Dies können in 8 nicht dargestellte Federelemente (39) sein, welche auf der Seite des den Aktoren 12; 12' gegenüberliegenden Halbraum entgegen der Wirkrichtung auf den Zapfen wirken.
• In 9 und 10 ist exemplarisch eine vorteilhafte Ausführung einer einen Zapfen 09 aufnehmenden Lagerung eines Zylinders 02; 03 dargestellt, wie sie im wesentlichen aus der o. g. DE 10 2007 024 767 A1 bekannt ist. Das dort zur speziellen technischen Ausgestaltung genannte ist prinzipiell auf die hier gezeigte Ausführung anwendbar.
• Die Lagereinheit 06 dient zur Aufnahme eines in 9 nicht dargestellten Zapfens 09 eines o. g. Zylinders 02; 03 wobei es sich versteht, dass zu beiden Seiten des Zylinders 02; 03 jeweils eine derartige Lagereinheit 06 vorgesehen sein kann.
• Ohne auf sämtliche Details einzugehen, umfasst die Lagereinheit 06 ein Lager 36, beispielsweise ein Wälzlager 36, mit einer axialen Bohrung zur Aufnahme des Zapfens 09, sowie ein das Lager 36 aufnehmendes Lagergehäuse 37. Das Lager 36 umfasst neben einem Lagerinnenring 34 einen Lageraußenring 38, der im Lagergehäuse 37 drehfest aufgenommen ist, sowie einen zwischen Lagerinnenring 34 und Lageraußenring 38 aufgenommenen Wälzkörpersatz. Das Lagergehäuse 37 ist z. B. mit einem nicht näher dargestellten Seitengestell der Druckmaschine oder aber mit einem eine Stellbewegung ermöglichenden beweglichen Lagerteil fest verbindbar.
• Der Lageraußenring 38 ist in der Bohrung des Lagergehäuses 37 mit radialem Spiel aufgenommen. Der Lageraußenring 38 ist im Lagergehäuse 37 derart angeordnet, dass er in radialer Richtung, d. h. in einer Ebene senkrecht zur Lagerachse durch das Spiel beweglich, in axialer Richtung aufgrund nicht näher erläuterter Anschläge jedoch unverschieblich aufgenommen ist. Um das Lager 36, d. h. den Lageraußenring 38 relativ zum Lagergehäuse 37 winkelmäßig fixiert, aber in einer Ebene senkrecht zur Lagerachse beweglich zu hatten, ist eine Verdrehsicherung derart vorgesehen, dass eine Verdrehsicherung des Lageraußenrings 38 bei gleichzeitiger Möglichkeit einer Bewegung in radialer Richtung geschaffen wird.
• Auf einer, z. B. rechteckförmigen, Gehäuseseite des Lagergehäuses 37 ist mindestens ein Aktor 12, vorzugsweise sind zwei Aktoren 12', z. B. piezoelektrische Stellelemente 12', beispielsweise zwei Piezo-Stackaktoren 12, ggf. mit integrierter Kraftmessscheibe, angeordnet. Die Aktoren 12; 12 sind z. B. vollständig innerhalb des Lagergehäuses 37 aufgenommen. Die Aktoren 12; 12' erstrecken sich mit ihrer Längsausdehnung in radialer Richtung sowie in Richtung außenliegender Ecken der hier rechteckförmigen Gehäusehälfte. Die Ebene eines jeden Aktors 12; 12' erstreckt sich vorzugsweise senkrecht zur Achse des Lagers 36 bzw. Zylinders 02; 03.
• Die beiden Aktoren 12' sind zueinander winkelig, z. B. unter einem Winkel von 90° +/– 10%, angeordnet, weisen also zueinander jeweils eine etwa senkrechte Wirkrichtung auf. Die Aktoren 12; 12' wirken mit ihrem radial innen liegenden Ende auf den Lageraußenring 38 im Sinne eines Bewegens des Lageraußenrings 38 und somit des gesamten Lagers 36 samt Zapfen 09 in einer radialen Ebene und sind an ihrem radial außen liegenden Ende am Lagergehäuse 37 abgestützt.
• Den beiden Aktoren 12; 12' gegenüberliegend, vorzugsweise diametral gegenüberliegend ist jeweils eine Vorspannungseinrichtung 39 vorgesehen, die der Kraft der Aktoren 12; 12' entgegenwirkt. Die Vorspannungseinrichtung 39 kann insbesondere von einer Federeinrichtung 39, beispielsweise von einem Tellerfederpaket 39 gebildet sein, welches in der hier z. B. halbrunden Gehäusehälfte angeordnet ist, radial ausgerichtet ist, sich mit seiner radial außen liegenden Rückseite an der Gehäusehälfte abstützt und mit seiner radial innen liegenden Vorderseite auf den Lageraußenring 38 einwirkt, und diesen gegen das zugeordnete, gegenüberliegende piezoelektrische Stellelement 12; 12' mit einer Kraft vorspannt.
• Die o. g. Verfahrensweise zum Reduzieren von Schwingungsamplituden der Biegeeigenformen (Schwingungsmoden) des Druckwerkszylinders 02; 03 bzw. Zylindersystems aus mehreren Zylindern 02; 03 z. B. im Wesentlichen darin, dass an mindestens einer Lagerstelle des aktiv zu beaufschlagten Zylinders 02, 03, vorzugsweise an beiden bzw. allen Lagerstellen, durch die Aktoren 12; 12 eine dynamische Fußpunktverschiebung erfolgt. Diese dynamische Fußpunktverschiebung erfolgt je Lagerstelle insbesondere mittels mindestens eines Aktores 12; 12', insbesondere piezoelektrischen Aktors 12; 12'.
• Im Betrieb werden die Aktoren 12; 12' dann mittels der o. g. Grundausführungen oder Varianten und Weiterbildungen für die Regelung und das zugeordnete Regelverfahren, z. B. mittels hybrider Schwingungsreduktion und/oder einer Zustandsregelung modaler Zustände angesteuert. Durch derartige Verfahrensweise wird der betreffende Aktor 12 bzw. die Aktoren 12' eines selben Aktorsystems in der erforderlichen Weise erregt, um in das Lager 36 bzw. über dieses in den Zapfen 09 eine Kraft einzuleiten, die den auf den gelagerten Zylinder 02; 03 einwirkenden Kräften, beispielsweise beim Überrollen eines Kanals 10, in oben beschriebener Weise entgegenwirkt bzw. diese kompensiert, um Schwingungsanregungen möglichst zu vermeiden oder zumindest zu vermindern, wobei insbesondere bei Anwendung o. g. modaler Regelung ein Kompromiss zwischen Minderung von zu bedämpfenden Schwingungen und Erzeugung von durch den Aktor 12; 12' erzeugten Schwingungen gut realisierbar ist, und bei Anwendung einer Störgrößenaufschaltung 13 ein Großteil der kanalschlaginduzierten Schwingungen bereits quasi beim Entstehen abgefangen werden kann.
• Die o. g. Ausführungen sind in Verallgemeinerung der Zylinder 02; 03 auf rotierende, aufeinander abrollbare Bauteile 02; 03 einer bahnbe- und/oder verarbeitenden Maschine oder einer Rotationsdruckmaschine anzuwenden, wobei wenigstens einer der beiden Bauteile 02; 03 in Verallgemeinerung des Kanals 10 eine Störung 10 auf der ansonsten störungsfreien abrollenden Mantelfläche aufweist. Als Störung 10 wird eine signifikante, über das Maß einer Benetzung oder mikroskopische Oberflächenverletzungen hinausgehende Störung betrachtet, welche beispielsweise eine Tiefe von mehr 0,1 mm, insbesondere mehr als 0,3 mm, z. B. mehr als der Größe einer im Druckwerk vorgenommenen Eindrückung δ von z. B. 0,1 mm bis 0,3 mm, und eine Breite von mehr als 1 mm, insbesondere mehr als 2 mm, aufweist.
• Eine derartige Störung 10 kann dann beispielsweise auch durch einen Druckplatten- oder Drucktuchstoß auf einem Bauteil 02; 03 gegeben sein. Auch sind die Ausführungen auf andere Paarungen aufeinander abrollender Bauteile 02; 03 mit mindestens einer Störung 10 zu übertragen, wie sie beispielsweise Zylinder einer Querschneideinrichtung (Messer eines Schneidzylinders und/oder Scheidnut eines mit dem Schneidzylinder zusammen wirkenden Gegenschneid- oder Transportzylinders als Störung 10) und/oder eines Falzapparates (Falzklappen eines Falzklappenzylinders und/oder Falzmesser eines mit dem Falzklappenzylinder zusammen wirkenden Falzmesser- oder Transportzylinders, Transportelemente eines mit dem Falzklappenzylinder oder einem Schneidzylinder zusammen wirkenden Transportzylinders) oder einer Bogenführung (Greif und Übergabeelemente) von Bogendruckmaschinen darstellen. Die Begriffe des „Kanals” 10, des „Zylinders” 02; 03 und der davon abgeleiteter Größen und Begrifflichkeiten sind dann entsprechend auf die genannten Störungen und rotierenden Bauteile zu übertragen.
• In weiterer Verallgemeinerung der Ausführungen zur hybriden Schwingungsreduktion kann die Störgrößenaufschaltung 13 zusätzlich oder anstelle der auf Störungen 10 im Außenumfang gerichteten Störgrößenaufschaltung auch im Hinblick auf andere, periodisch wiederkehrende, und beispielsweise drehwinkellagekorrelierte Störungen gerichtet sein, wie sie beispielsweise in Farb- und/oder Feuchtwerken durch ungleichförmige Reibzylinder- und/oder Heberbewegungen, bei Bogendruckmaschinen den Bogentransport oder bei Fehlern in Antriebszügen auftreten können.
• Bezugszeichenliste

01

Druckwerk, Doppeldruckwerk

02

Bauteil (rotierbar), Zylinder, Übertragungszylinder, Druckwerkszylinder

03

Bauteil (rotierbar), Zylinder, Formzylinder, Druckwerkszylinder

04

Nipstelle

05

06

Lageranordnung, Lagereinheit, Linearlagereinheit, Lager

07

Seitengestell

08

Seitengestell

09

Zapfen

10

Unterbrechung, Kanal, Störung (Spalt)

11

elastische und/oder kompressible Schicht, Drucktuch

12

Aktor, Piezoaktor (auch 12')

13

Steuerprozess, Störgrößenaufschaltung

14

Regelprozess, Feed-Back-Regelung, Zustandsregelung

15

16

Sensor, Wegsensor, Abstandssensor

17

Einrichtung, Winkellagegeber, Drehgeber

18

Festlegungsvorschrift

19

Rechen- und/oder Speichermittel

20

21

Regler (äußerer), Ricatti-Regler, Zustandsregler

22

Überlagerungsmittel, Addierglied

23

Model

24

Beobachter

25

26

Regler (innerer)

27

Vergleichglied

28

Prozess

29

Linie

30

31

Linearführung

32

Lagerblock

33

Aktor (Stellbewegung)

34

35

36

Lager, Wälzlager

37

Lagergehäuse

38

Lageraußenring

39

Vorspannungseinrichtung, Federeinrichtung, Tellerfederpaket

A

Dynamikmatrix

B

Eingangsmatrix

C

Ausgangsmatrix

D

Durchgangsmatrix

A_L

Lagerabstand

A0

Grundschwingung

A2

Mode

b

Kanalschlaglänge (Länge Störungsanregung)

b_K

Kanalbreite (Breite Störung)

b₀

Breite der Nipstelle

F

Kraft

δ

Eindrückung

P

Ebene

E

Ebene

F_k

Kanalschlagkraft (Modell)

k

Skalierungsfaktor

S

Stellrichtung

U

Umfang

u_ZR(t)

Signal, Stellsignals, Aktorkraftvorgabe, Aktorspannung

u_SGA(t)

Signal, Stellsignals, Aktorkraftvorgabe, Aktorspannung

u_Aktor(t)

Signal, Stellsignals, Aktorkraftvorgabe, Aktorspannung

u_m

(virtuelle) Kraft, modal

u_kanal

Kanalschlagkraft

u_sonst

sonstige Kraft

(t)

Zustandsvektor, Satz von modalen Zustandswerten

x ~_i(t)

modaler Zustandswert, modale Amplitude

y(t)

Messwert bzw. mehrere Messwerte, Amplitude bzw. Amplituden (tatsächlich)

y(t)

(virtueller) Messwert bzw. mehrere Messwerte, Amplitude bzw. Amplituden (rekonstruiert)

x

Weg (Abrollung)

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Schwingungsreduktion in einer bahn- oder bogen- be- und/oder verarbeitenden Maschine, insbesondere in einer Rotationsdruckmaschine, mit mindestens zwei aufeinander abrollenden rotierbaren Bauteilen (02; 03), und mit mindesten einem Aktor (12; 12'), mittels welchem unmittelbar oder mittelbar auf wenigstens eines der rotierenden Bauteile (02; 03) eine Kraft mit zumindest einer radial wirksamen Komponente einleitbar ist, und mit einem eine Störgrößenaufschaltung bewirkenden Steuerprozess (13), welchem eine Festlegungsvorschrift (18) zwischen einer die Drehwinkellage mindestens eines der rotierenden Bauteile (02; 03) repräsentierenden Information und einer dem mindestens einen Aktor (12; 12') zu beaufschlagenden Größe eines Stellsignals (u_SGA(t)) implementiert ist, wobei zusätzlich zu dem Steuerprozess (13) ein Regelprozess (14) mit wenigstens einem Regler (21) vorgesehen ist, durch welchen unter Verwendung einer unmittelbar oder mittelbar auf einen Messwert y(t) wenigstens eines Sensors (16) zurückgehenden Eingangsgröße eine Größe eines dem mindestens einen Aktor (12) zu beaufschlagenden Stellsignals (u_ZR(φ(t)) ermittelbar ist, und wobei der Regelprozess (14) mit dem Steuerprozess (13) in der Weise verbunden ist, dass mindestens einem selben Aktor (12; 12') sowohl das Stellsignal (u_ZR(φ(t)) des Regelprozesses (14) als auch das Stellsignal (u_SGA(t)) des Steuerprozesses (13) einander überlagert beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass dem Regelprozess (14) ein mathematisches Modell (23) für die zu regelnde Regelstrecke implementiert ist, anhand dessen aus physikalisch ermittelten, die Schwingung charakterisierenden Messwerten (y(t)) modale Zustände (t) rekonstruierbar, welche dem Regler (21) als mittelbar auf einen Messwert y(t) zurückgehende Eingangsgrößen beaufschlagbar sind, und dass das mathematische Modell (23) Teil eines inneren Regelkreises mit einem inneren Regler (26) ist, welcher dazu ausgebildet ist, eine Eingasgröße (u_m(t)) des Modells (23) im Hinblick darauf zu variieren, dass eine Abweichung zwischen physikalischen Messwerten (y(t)) eines oder mehrerer Sensoren (16) und virtueller, durch das Modell (23) für den jeweils der Messung entsprechenden Messort rekonstruierter Messwerte (y ~(t)) einzeln oder hinsichtlich einer zu betrachtenden Gesamtheit mehrerer Messorte einem festgelegten Kriterium folgt, insbesondere einzeln oder hinsichtlich einer zu betrachtenden Gesamtheit mehrerer Messorte möglichst klein wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (21) als Zustandsregler (21) ausgebildet ist, durch welchen unter Verwendung von ihm zugeführten Werten mehrerer modaler Zustände x ~_i(t) ein Stellsignal (u_ZR(φ(t)) erzeugbar ist.
3. Verfahren zur Schwingungsreduktion in einer bahn- oder bogen- be- und/oder verarbeitenden, mindestens zwei aufeinander abrollende rotierbare Bauteile (02; 03) aufweisenden Maschine, insbesondere in einer Rotationsdruckmaschine, wobei durch einen Steuerprozess (13) unter Anwendung einer Festlegungsvorschrift (18) zwischen einer Drehwinkellage mindestens eines der rotierenden Bauteile (02; 03) repräsentierenden Information und einer einem Aktor (12; 12') zu beaufschlagenden Größe eines ersten Stellsignals (u_SGA(t)) mindestens ein unmittelbar oder mittelbar auf wenigstens eines der rotierenden Bauteile (02; 03) wirkender Aktor (12; 12') durch ein Stellsignal (u_SGA(t)) angesteuert wird, wobei mindestens ein selber Aktor (12; 12') sowohl durch das erste Stellsignal(u_SGA(t)) des Steuerprozesses (13) als auch durch ein überlagertes zweites Stellsignal (u_ZR(φ(t)) eines zusätzlich vorgesehenen Regelprozesses (14) beaufschlagt wird, welches durch einen Regler (21) unter Verwendung einer unmittelbar oder mittelbar auf einen Messwert y(t) wenigstens eines Sensors (16) zurückgehenden Eingangsgröße ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein dem Regelprozess (14) implementiertes mathematisches Modell (23) der zu regelnden Regelstrecke aus physikalisch ermittelten, die Schwingung charakterisierenden Messwerten (y(t)) modale Zustände x ~_i(t) rekonstruiert werden, und ein das das mathematische Modell (23) und einen inneren Regler (26) umfassender innerer Regelkreis eine Eingasgröße (u_m(t)) des Modells (23) im Hinblick darauf variiert, dass eine Abweichung zwischen physikalischen Messwerten (y(t)) eines oder mehrerer Sensoren (16) und virtueller, durch das Modell (23) für den jeweils der Messung entsprechenden Messort rekonstruierter Messwerte (y ~(t)) einzeln oder hinsichtlich einer zu betrachtenden Gesamtheit mehrerer Messorte einem festgelegten Kriterium folgt, insbesondere einzeln oder hinsichtlich einer zu betrachtenden Gesamtheit mehrerer Messorte möglichst klein wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3; dadurch gekennzeichnet, dass dem Regler (21) als Eingangsgrößen Werte mehrerer modaler Zustände x ~_i(t) des Systems zugeführt werden, auf deren Basis dieser das Steilsignal (u_ZR(φ(t)) erzeugt.

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