DE102012013898A1 - Method for determining excitation signal for actuating element of testing system, involves determining reference-output signal in form of measuring data and controlling actuating element of testing system with test signal - Google Patents

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Abstract

The method involves determining a reference-output signal in the form of measuring data and controlling an actuating element (18) of a testing system (10) with a test signal which has a parameter. An output signal of the testing system is measured in response to the test signal. The parameter of the test signal is set such that another output signal of the testing system is generated during the controlling of the actuating element with the excitation signal determined on the basis of the set parameter. An independent claim is included for a testing system arrangement for determining an excitation signal for an actuating element of a testing system.

Description

Die Erfindung betrifft ein. Verfahren zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal für mindestens ein erstes Stellelement eines Testsystems gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 2, 3 und 4 sowie eine Testsystemanordnung nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 8, 9, 10 und 11.The invention relates to a. Method for determining at least one excitation signal for at least one first control element of a test system according to the preambles of patent claims 1, 2, 3 and 4 and a test system arrangement according to the preambles of claims 8, 9, 10 and 11.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Erzeugung von ausgewählten Soll-Ausgangssignalen eines Testsystems bekannt. Insbesondere finden diese Verfahren Anwendung bei Prüfständen von Kraftfahrzeugen, bei denen Belastungssituationen von Fahrmanövern nachgebildet werden sollen, um Belastungstests durchzuführen. Zu diesem Zweck werden bei Testfahrten, in denen verschiedene Manöver gefahren werden, Messdaten aufgenommen, die den Belastungszustand charakterisieren. Diese Messdaten dienen nun als Soll-Ausgangssignale, die beim Testen mittels des Prüfstands erzeugt werden sollen, um die Belastungssituation eines entsprechendes Fahrmanövers zu simulieren. Dabei werden zunächst Aktuatoren, wie beispielsweise Prüfstandszylinder, des Prüfstands mit Anregungssignalen, insbesondere mit unkorrelierten Rauschsignalen, angesteuert und die als Antwort auf die Anregungssignale erzeugten Ausgangssignale mittels Sensoren gemessen. Mit den Anregungssignalen und den entsprechend gemessenen Ausgangssignalen wird eine lineare Näherung des Übertragungsverhaltens des Systems in Form einer Matrix aus Übertragungsfunktionen gebildet und diese anschließend invertiert. Ausgehend von einem ersten Anregungssignal wird nun in einem iterativen Prozess das Anregungssignal so lange korrigiert bis die bei den Testfahrten gemessenen Soll-Ausgangssignale ausreichend genau reproduziert werden. Die Korrektursignale ergeben sich hierbei aus der Multiplikation der Abweichung der Ausgangssignale von den Soll-Ausgangssignalen mit der inversen Übertragungsmatrix. Das Testsystem wird daraufhin mit den korrigierten Anregungssignalen angeregt und wiederum Ausgangssignale gemessen und deren Abweichung von den Soll-Ausgangssignalen bestimmt. Diese Iteration wird so lange durchgeführt bis die gemessenen Ausgangssignale in einem gewissen Toleranzbereich mit den Soll-Ausgangssignalen identisch sind. In Verfahrensmodifikationen kann von diesem Vorgehen geringfügig abgewichen werden, indem die Übertragungsfunktion des Systems nach jedem Iterationsschritt neu ermittelt wird. Mit den so iterativ bestimmten Anregungssignalen kann anschließend der Belastungstest am Prüfstand durchgeführt werden.Techniques for generating selected desired output signals of a test system are known from the prior art. In particular, these methods find application in test benches of motor vehicles, in which load situations of driving maneuvers are to be simulated to perform stress tests. For this purpose, during test drives, in which various maneuvers are driven, recorded measurement data that characterize the load condition. These measured data now serve as desired output signals which are to be generated during testing by means of the test stand in order to simulate the load situation of a corresponding driving maneuver. In this case, actuators, such as test bench cylinders, of the test stand are first of all driven with excitation signals, in particular with uncorrelated noise signals, and the output signals generated in response to the excitation signals are measured by means of sensors. With the excitation signals and the correspondingly measured output signals, a linear approximation of the transmission behavior of the system in the form of a matrix of transfer functions is formed and then inverted. Starting from a first excitation signal, the excitation signal is now corrected in an iterative process until the desired output signals measured during the test drives are reproduced with sufficient accuracy. The correction signals result from the multiplication of the deviation of the output signals from the desired output signals with the inverse transmission matrix. The test system is then excited with the corrected excitation signals and again measured output signals and determines their deviation from the desired output signals. This iteration is carried out until the measured output signals are identical to the desired output signals within a certain tolerance range. In process modifications, this procedure can be slightly deviated by redetermining the transfer function of the system after each iteration step. The stress test can then be carried out on the test bench with the iteratively determined excitation signals.

Nachteilig bei diesen als Iterative Deconvolution bekannten Verfahren ist, dass sie sehr zeitaufwendig sind und aufgrund der Notwendigkeit ständiger Kontrolle in hohem Maße Arbeitskapazität binden. Weiterhin wird der zu testende Prüfling in jedem Iterationsschritt beachtlich beansprucht, was zu einer Beschädigung des Prüflings führen kann, noch bevor der eigentliche Belastungstest durchgeführt wird. Zudem sind diese Verfahren kostenaufwendig und trotz des hohen Aufwands liefert das Deconvolution-Verfahren kein mathematisches Prüfstandsmodell und muss für jedes Manöver von neuem durchgeführt werden.A disadvantage of these methods, which are known as Iterative Deconvolution, is that they are very time-consuming and due to the need for constant control bind a large amount of working capacity. Furthermore, the test specimen to be tested is claimed considerably in each iteration step, which can lead to damage of the test specimen even before the actual load test is carried out. In addition, these methods are costly and despite the high cost, the deconvolution method does not provide a mathematical test bench model and must be redone for each maneuver.

Die EP 1 131 768 B1 beschreibt ein Verfahren zum Steuern eines Testsystems, das auf ein Anregungssignal anspricht, um ein ausgewähltes Soll-Ausgangssignal zu erzeugen. Das beschriebene Verfahren basiert auf der Idee, anstatt das System mit Übertragungsfunktionen zu beschreiben ein künstliches neuronales Netz als nichtlineares Modell zu verwenden. Durch Eingabe von Testsignalen als Anregungssignale, mit denen das Testsystem angesteuert worden ist, und von gemessenen Ausgangssignalen, die bei der Ansteuerung des Testsystems als Antworten auf die Testsignale erzeugt worden sind, in das Model wird das neuronale Netz trainiert. Durch Eingabe des Soll-Antwortsignals in ein inverses Model des Testsystems soll dann das Anregungssignal berechnet werden, mit dem das Testsystem angesteuert werden muss, um das ausgewählte Soll-Ausgangssignal zu erzeugen.The EP 1 131 768 B1 describes a method for controlling a test system responsive to an excitation signal to generate a selected desired output signal. The described method is based on the idea, instead of describing the system with transfer functions, of using an artificial neural network as a nonlinear model. By input of test signals as excitation signals, with which the test system has been activated, and of measured output signals, which were generated during the activation of the test system as responses to the test signals, into the model, the neural network is trained. By inputting the desired response signal into an inverse model of the test system, the excitation signal is then to be calculated with which the test system must be controlled in order to generate the selected nominal output signal.

Bei diesem Verfahren besteht allerdings das Problem, dass aufgrund der Nichtlinearität dieser Modelle Konvergenzprobleme bei der Modellierung auftreten. Eine ausreichend gute Modellierung eines Testsystems mittels eines nichtlinearen Modells ist aufgrund dieser Problematik bisher nicht möglich.The problem with this method, however, is that due to the non-linearity of these models, convergence problems occur in the modeling. A sufficiently good modeling of a test system by means of a nonlinear model is not possible due to this problem.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal bereitzustellen, das eine Modellierung des Testsystems mittels eines nichtlinearen mathematischen Modells verbessert.The object of the present invention is therefore to provide a method for determining at least one excitation signal, which improves a modeling of the test system by means of a non-linear mathematical model.

Diese Aufgabe wird durch Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 2, 3 und 4, sowie durch Testsystemanordnungen mit den Merkmalen der Patentansprüche 8, 9, 10 und 11 gelöst.This object is achieved by methods having the features of claims 1, 2, 3 and 4, and by test system arrangements having the features of claims 8, 9, 10 and 11.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den abhängigen Ansprüchen.Advantageous embodiments of the invention can be found in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal für mindestens ein erstes Stellelement eines Testsystems folgende Schritte:

  • – Bereitstellen mindestens eines Soll-Ausgangssignals in Form von Messdaten;
  • – Ansteuern des mindestens einen ersten Stellelements des Testsystems mit einem ersten Testsignal, das mindestens einen Parameter aufweist;
  • – Messen von mindestens einem ersten Ausgangssignal des Testsystems als Antwort auf das mindestens eine erste Testsignal;
  • – Identifizieren des Testsystems mit mindestens einem nichtlinearen mathematischen Modell durch Eingeben des mindestens einen ersten Testsignals und des mindestens einen ersten gemessenen Ausgangssignals in das Modell;
  • – Eingeben des mindestens einen Soll-Ausgangssignals in das Modell; und
  • – Ermitteln des mindestens einen Anregungssignals in Abhängigkeit von dem mindestens einen Soll-Ausgangssignal mittels des Modells;
Der mindestens eine Parameter des ersten Testsignals wird dabei derart eingestellt, dass beim Ansteuern des mindestens einen ersten Stellelements mit dem aufgrund des mindestens einen eingestellten Parameters ermittelten Anregungssignal mindestens ein zweites Ausgangssignal des Testsystems erzeugt wird, das innerhalb vorgegebener Grenzen mit dem mindestens einen Soll-Ausgangssignal übereinstimmt.According to a first aspect of the invention, the method for determining at least one excitation signal for at least one first actuating element of a test system comprises the following steps:
  • - Providing at least one desired output signal in the form of measurement data;
  • - Controlling the at least one first control element of the test system with a first test signal having at least one parameter;
  • - measuring at least a first output signal of the test system in response to the at least one first test signal;
  • - identifying the test system with at least one non-linear mathematical model by inputting the at least one first test signal and the at least one first measured output signal into the model;
  • - inputting the at least one desired output signal into the model; and
  • - Determining the at least one excitation signal in response to the at least one desired output signal by means of the model;
The at least one parameter of the first test signal is set in such a way that at least one second output signal of the test system is generated upon actuation of the at least one first control element with the excitation signal determined on the basis of the at least one adjusted parameter, within a predetermined limit with the at least one desired output signal matches.

Das Identifizieren des Testsystems mit einem nichtlinearen mathematischen Modell ist dabei so zu verstehen, dass beispielsweise im Fall eines künstlichen neuronalen Netzes, dieses mit Trainingsdaten trainiert wird, um das Testsystem nachzubilden. Als Trainingsdaten werden hierbei das erste Testsignal und das mindestens eine erste gemessene Ausgangssignal als Antwort auf das Testsignal verwendet. Insbesondere können auch mehrere gemessene Ausgangssignale als Antwort auf das mindestens eine erste Testsignal in das Modell eingegeben werden. Weiterhin stellt dabei das nichtlineare mathematische Model das Umkehrmodell des realen Prozesses dar, also ein invertiertes Systemmodell. Bei der Identifikation wird also das mathematische Modell derart trainiert, dass es für das als Eingangsgrößen des Modells eingegebene mindestens eine erste gemessene Ausgangssignal als Ausgangsgröße des Modells das erste Testsignal liefert, so dass das Modell bei Eingabe des mindestens einen Soll-Ausgangssignals als Eingangsgröße des Modells das Anregungssignal als Ausgangsgröße des Modells ermittelt, mit dem das mindestens eine Stellelement des Testsystems angesteuert werden soll, um als Ausgangssignal des Testsystems das Soll-Ausgangssignal zu erzeugen. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die Verwendung von statischen künstlichen neuronalen Netzen als nichtlineares mathematisches Modell, es können auch andere Modelle, wie beispielsweise dynamische ARX-Modelle (Auto Regressive models with eXogenous input), neuronale Netze mit interner Dynamik oder Kombinationen künstlich neuronaler Netze mit Fuzzy-Logischen Modellen verwendet werden. Insbesondere wird dabei bevorzugt das Testsystem für jedes einzelne Stellelement mit einem jeweiligen nichtlinearen mathematischen Modell identifiziert.The identification of the test system with a non-linear mathematical model is to be understood in such a way that, for example in the case of an artificial neural network, it is trained with training data in order to simulate the test system. In this case, the first test signal and the at least one first measured output signal are used as training data in response to the test signal. In particular, a plurality of measured output signals can also be input to the model in response to the at least one first test signal. Furthermore, the nonlinear mathematical model represents the inverse model of the real process, ie an inverted system model. In the identification, therefore, the mathematical model is trained in such a way that it delivers the first test signal for the input as input of the model input at least a first measured output signal as output of the model, so that the model when inputting the at least one target output signal as the input of the model determines the excitation signal as the output of the model with which the at least one actuator of the test system is to be controlled in order to generate the desired output signal as an output signal of the test system. However, the invention is not limited to the use of static artificial neural networks as a nonlinear mathematical model, but other models such as dynamic regression models (ARX) models, neural networks with internal dynamics, or combinations of artificial neural networks be used with fuzzy logic models. In particular, the test system is preferably identified for each individual control element with a respective non-linear mathematical model.

Durch das Einstellen mindestens eines Parameters gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann erreicht werden, dass das zweite Ausgangssignal, das als Antwort auf das Anregungssignal, das mittels des Modells berechnet wurde, bei Ansteuerung eines Stellelements mit diesem Anregungssignal gemessen wird, sehr gut mit dem gewünschten Soll-Ausgangssignal übereinstimmt. So kann hier auf sehr vorteilhafte Weise ein Verbesserung der Modellierung des Testsystems mittels eines nichtlinearen mathematischen Modells erreicht werden, da durch das Einstellen des mindestens einen Parameters die Trainingsdaten als Eingangsgrößen des Modells geeignet gewählt werden können. Die vorgegebenen Grenzen, innerhalb welcher die Signale übereinstimmen, sind dabei in Bezug auf ihre Frequenzanteile zu sehen, insbesondere in Hinblick darauf, in wie vielen Frequenzen sie übereinstimmen, inwiefern die übereinstimmenden Frequenzen in ihren Amplituden übereinstimmen und/oder inwieweit die Leistungsdichteanteile der Frequenzen der beiden Signale übereinstimmen. Der mindestens eine Parameter soll derart eingestellt werden das eine solche Übereinstimmung innerhalb eines Toleranzbereichs, der durch die vorgegebenen Grenzen definiert ist, erzielbar ist. Darüber hinaus kann das mindestens eine Testsignal auch eine Mehrzahl an Parameter aufweisen, die eingestellt werden. So kann eine noch bessere Modifikation der Trainingsdaten und Verbesserung der Modellierung erreicht werden.By adjusting at least one parameter according to the first aspect of the invention, it can be achieved that the second output signal, which is measured in response to the excitation signal calculated by means of the model when an actuating element is driven with this excitation signal, matches very well with the desired one Target output signal matches. Thus, an improvement of the modeling of the test system by means of a non-linear mathematical model can be achieved in a very advantageous manner, since the training data can be suitably selected as input variables of the model by setting the at least one parameter. The predetermined limits within which the signals agree are to be seen in relation to their frequency components, in particular with regard to how many frequencies they match, to what extent the matching frequencies match in their amplitudes and / or to what extent the power density components of the frequencies of the two Signals match. The at least one parameter should be set in such a way that such a match can be achieved within a tolerance range that is defined by the given limits. In addition, the at least one test signal may also have a plurality of parameters that are adjusted. This allows an even better modification of the training data and improvement of the modeling.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal für mindestens ein erstes Stellelement eines Testsystems folgende Schritte:

  • – Bereitstellen mindestens eines Soll-Ausgangssignals, das mindestens eine erste Frequenz aufweist, in Form von Messdaten;
  • – Ansteuern des mindestens einen ersten Stellelements des Testsystems mit mindestens einem ersten Testsignal, das mindestens einen Parameter aufweist;
  • – Messen von mindestens einem ersten Ausgangssignal des Testsystems als Antwort auf das mindestens eine erste Testsignal, wobei das Ausgangssignal mindestens eine zweite Frequenz aufweist;
  • – Identifizieren des Testsystems mit mindestens einem nichtlinearen mathematischen Modell durch Eingeben des mindestens einen ersten Testsignals und des mindestens einen ersten gemessenen Ausgangssignals in das Modell;
  • – Eingeben des mindestens einen Soll-Ausgangssignals in das Modell; und
  • – Ermitteln des mindestens einen Anregungssignals in Abhängigkeit von dem mindestens einen Soll-Ausgangssignal mittels des Modells.
Der mindestens eine Parameter des ersten Testsignals wird dabei derart eingestellt, dass die mindestens eine zweite Frequenz des Ausgangssignals mit der mindestens einen ersten Frequenz des Soll-Ausgangssignals innerhalb vorgegebener Grenzen übereinstimmt.According to a second aspect of the invention, the method for determining at least one excitation signal for at least one first actuating element of a test system comprises the following steps:
  • - Providing at least one desired output signal having at least a first frequency, in the form of measurement data;
  • - Driving the at least one first control element of the test system with at least a first test signal having at least one parameter;
  • - measuring at least a first output signal of the test system in response to the at least one first test signal, the output signal having at least a second frequency;
  • - identifying the test system with at least one non-linear mathematical model by inputting the at least one first test signal and the at least one first measured output signal into the model;
  • - inputting the at least one desired output signal into the model; and
  • - Determining the at least one excitation signal in response to the at least one desired output signal by means of the model.
The at least one parameter of the first test signal is adjusted such that the at least one second frequency of the output signal coincides with the at least one first frequency of the desired output signal within predetermined limits.

Insbesondere soll das Testsignal mittels des mindestens einen Parameters so eingestellt werden, dass im als Antwort gemessenen Ausgangssignal möglichst viele Informationen des gewünschten Soll-Ausgangssignals enthalten sind. Insbesondere sollen dabei die interessierenden Frequenzen des Soll-Ausgangssignals im gemessenen Ausgangssignal enthalten sein. Die interessierenden Frequenzen sind dabei die Frequenzen, die sich deutlich von einem Rauschen des Soll-Ausgangssignals, insbesondere in einem Leistungsdichtespektrum des Soll-Ausgangssignals, absetzen. Insbesondere sind dabei die Frequenzen in einem niederfrequenten Bereich, insbesondere in einem Frequenzbereich bis 50 Hz, relevanter als Frequenzen in einem höherfrequenten Bereich. Bevorzugt wird der mindestens eine Parameter des Testsignals dabei so eingestellt, dass das gemessenen Ausgangssignal eine Mehrzahl und bevorzugt einen Großteil der Frequenzen, insbesondere in einem Bereich bis 50 Hz, des Soll-Ausgangssignals umfasst. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn diese Frequenzen auch in ihrer Amplitude oder Amplitudenspannen, zumindest innerhalb vorgegebener Grenzen, die einen Toleranzbereich definieren, übereinstimmen und/oder in ihrem Leistungsdichteanteil und/oder zumindest bereichsweise in den vorkommenden Mittellasten. Somit kann es bewerkstelligt werden, dass zur Identifizierung mittels des mathematischen Modells Test- und Ausgangssignale verwendet werden, die möglichst viele Informationen über das nachzubildende Testsystem beinhalten, da zum Trainieren des Modells gemessene Ausgangssignale verwendet werden können, die bereits möglichst viele Informationen der gewünschten Soll-Ausgangssignale beinhalten. Auch dies führt zu einer enormen Verbesserung der Modellierung des Testsystems mittels eines nichtlinearen mathematischen Modells.In particular, the test signal should be adjusted by means of the at least one parameter such that as much information as possible of the desired nominal output signal is contained in the output signal which has been measured in response. In particular, the frequencies of interest of the desired output signal should be included in the measured output signal. The frequencies of interest are the frequencies which clearly differ from a noise of the desired output signal, in particular in a power density spectrum of the desired output signal. In particular, the frequencies in a low-frequency range, in particular in a frequency range up to 50 Hz, are more relevant than frequencies in a higher-frequency range. In this case, the at least one parameter of the test signal is preferably adjusted so that the measured output signal comprises a plurality and preferably a majority of the frequencies, in particular in a range up to 50 Hz, of the desired output signal. It is particularly advantageous if these frequencies also in their amplitude or amplitude ranges, at least within predetermined limits that define a tolerance range, match and / or in their power density component and / or at least partially in the occurring center loads. Thus, it can be accomplished that for identification by means of the mathematical model test and output signals are used which contain as much information as possible about the test system to be simulated, since output signals measured to train the model can be used which already contain as much information as possible of the desired setpoint. Include output signals. This also leads to a tremendous improvement of the modeling of the test system by means of a nonlinear mathematical model.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal für mindestens ein erstes Stellelement eines Testsystems folgende Schritte:

  • – Bereitstellen mindestens eines Soll-Ausgangssignals in Form von Messdaten;
  • – Ansteuern des mindestens einen ersten Stellelements des Testsystems mit mindestens einem ersten Testsignal, das mindestens einen Parameter aufweist;
  • – Messen von mindestens einem ersten Ausgangssignal des Testsystems als Antwort auf das mindestens eine erste Testsignal, wobei das mindestens eine erste Ausgangssignal ein Rauschsignal umfasst;
  • – Identifizieren des Testsystems mit mindestens einem nichtlinearen mathematischen Modell durch Eingeben des mindestens einen ersten Testsignals und des mindestens einen ersten Ausgangssignals in das Modell;
  • – Eingeben des mindestens einen Soll-Ausgangssignals in das Modell; und
  • – Ermitteln des mindestens einen Anregungssignals in Abhängigkeit von dem mindestens einen Soll-Ausgangssignal mittels des Modells.
Der mindestens eine Parameter des ersten Testsignals wird dabei derart eingestellt, dass das mindestens eine erste Ausgangssignal einen Rauschsignalpegel aufweist, der kleiner ist als ein Signalpegel des mindestens einen Soll-Ausgangssignals.According to a third aspect of the invention, the method for determining at least one excitation signal for at least one first actuating element of a test system comprises the following steps:
  • - Providing at least one desired output signal in the form of measurement data;
  • - Driving the at least one first control element of the test system with at least a first test signal having at least one parameter;
  • - measuring at least a first output signal of the test system in response to the at least one first test signal, wherein the at least one first output signal comprises a noise signal;
  • - identifying the test system with at least one non-linear mathematical model by inputting the at least one first test signal and the at least one first output signal into the model;
  • - inputting the at least one desired output signal into the model; and
  • - Determining the at least one excitation signal in response to the at least one desired output signal by means of the model.
The at least one parameter of the first test signal is adjusted such that the at least one first output signal has a noise signal level which is smaller than a signal level of the at least one desired output signal.

Weist das erste Ausgangssignal, das zusammen mit dem ersten Testsignal als Trainingsdaten für das nichtlineare mathematische Modell verwendet wird, einen zu hohen Rauschpegel auf, so sind in den Trainingsdaten nicht genügend Informationen über das zu modellierende Testsystem enthalten. Durch die Einstellung des mindestens einen Parameters des Testsignals kann als Antwort auf dieses Testsignal ein Ausgangssignal bereitgestellt werden, das genügen Signalleistung, insbesondere in allen interessierenden Frequenzen enthält. So können dem Modell alle wesentlichen Informationen über das Testsystem als Eingangsdaten, insbesondere als Trainingsdaten zur Verfügung gestellt werden. Auch dies stellt eine sehr vorteilhafte Möglichkeit dar, die Modellierung des Testsystems enorm zu verbessern.If the first output signal, which is used together with the first test signal as training data for the non-linear mathematical model, has too high a noise level, insufficient information about the test system to be modeled is contained in the training data. By adjusting the at least one parameter of the test signal, an output signal can be provided in response to this test signal, which contains sufficient signal power, in particular in all frequencies of interest. Thus, all essential information about the test system can be made available to the model as input data, in particular as training data. This, too, represents a very advantageous possibility for enormously improving the modeling of the test system.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal für mindestens ein erstes Stellelement eines Testsystems folgende Schritte:

  • – Bereitstellen mindestens eines Soll-Ausgangssignals in Form von Messdaten;
  • – Ansteuern des mindestens einen ersten Stellelements mit mindestens einem ersten Testsignal, das mindestens einen Parameter aufweist;
  • – Messen mindestens eines ersten Ausgangssignals des Testsystems als Antwort auf das mindestens eine erste Testsignal;
  • – Identifizieren des Testsystems mit mindestens einem nichtlinearen mathematischen Modell durch Eingeben des mindestens einen ersten Testsignals und des mindestens einen ersten gemessenen Ausgangssignals in das Modell;
  • – Eingeben des mindestens einen Soll-Ausgangssignals in das Modell; und
  • – Ermitteln des mindestens einen Anregungssignals in Abhängigkeit von dem mindestens einen Soll-Ausgangssignal mittels des Modells.
Das mindestens eine erste Testsignal ist dabei mit mindestens einem zweiten Testsignal, mit dem mindestens ein zweites Stellelement des Testsystems angesteuert wird, korreliert.According to a fourth aspect of the invention, the method for determining at least one excitation signal for at least one first actuating element of a test system comprises the following steps:
  • - Providing at least one desired output signal in the form of measurement data;
  • - Controlling the at least one first control element with at least a first test signal having at least one parameter;
  • Measuring at least one first output signal of the test system in response to the at least one first test signal;
  • - Identifying the test system with at least one nonlinear mathematical Model by inputting the at least one first test signal and the at least one first measured output signal into the model;
  • - inputting the at least one desired output signal into the model; and
  • - Determining the at least one excitation signal in response to the at least one desired output signal by means of the model.
The at least one first test signal is correlated with at least one second test signal with which at least one second control element of the test system is controlled.

Dieser Aspekt der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei einer simultanen Ansteuerung mehrerer Stellelemente durch Testssignale, die Testsignale sich gegenseitig beeinflussen und daraus eine Abhängigkeit der Testsignale voneinander resultiert.This aspect of the invention is based on the finding that, in the case of a simultaneous activation of a plurality of actuating elements by test signals, the test signals influence one another and a dependence of the test signals on one another results therefrom.

Diese Abhängigkeit der Testsignale voneinander schlägt sich natürlich auch in den resultierenden Antwortsignalen nieder. Da das nichtlineare mathematische Modell anhand eines Testsignals und mindestens einen als Antwort auf dieses Testsignal gemessenen Ausgangssignals trainiert wird, kann eine Modellierung des Testsystems dadurch verbessert werden, indem die Korrelationen der einzelnen Testsignale berücksichtigt werden, d. h. dass der Einfluss, den bei einer Ansteuerung eines ersten Stellelements mit einem ersten Testsignal eine gleichzeitige Ansteuerung eines zweiten Stellelements mit einem zweiten Testsignal auf ein Ausgangssignal hat, berücksichtigt werden kann.Of course, this dependence of the test signals on each other is also reflected in the resulting response signals. Since the non-linear mathematical model is trained on a test signal and at least one output measured in response to that test signal, modeling of the test system can be improved by taking into account the correlations of the individual test signals, i. H. that the influence which has on an activation of a first control element with a first test signal a simultaneous activation of a second control element with a second test signal on an output signal can be taken into account.

Dieser Abhängigkeit der Testsignale kann dadurch Rechnung getragen werden, indem bei einer Ansteuerung der einzelnen Stellelemente die Testsignale derart beschaffen sind, dass eine Korrelation zwischen ihnen besteht. Dies kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, dass bei einer Ansteuerung mit einem ersten Testsignal die Auswirkungen dieser Ansteuerung auf ein zweites Stellelement in Form eines Korrektursignals gemessen werden. Bei der Ansteuerung des zweiten Stellelements mit einem zweiten Testsignal kann dieses Korrektursignal berücksichtigt werden. Insbesondere sollen die Testsignale, zumindest das erste und das zweite Testsignal, derart korreliert sein, dass die gegenseitige Kopplung der Stellelemente, zumindest des ersten und des zweiten Stellelements, kompensiert wird.This dependence of the test signals can be taken into account by the test signals being designed such that there is a correlation between them when the individual control elements are activated. This can be accomplished, for example, by measuring the effects of this activation on a second control element in the form of a correction signal during activation with a first test signal. When driving the second control element with a second test signal, this correction signal can be taken into account. In particular, the test signals, at least the first and the second test signal, are to be correlated in such a way that the mutual coupling of the actuating elements, at least of the first and the second actuating element, is compensated.

Gerade bei einem Testsystem mit vielen Stellelementen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Testsignale der einzelnen Stellelemente korreliert sind, insbesondere so, dass dadurch der gegenseitigen Kopplung der Stellelemente und so dem gegenseitigen Einfluss der Testsignale auf ein oder mehrere gemessene Ausgangssignale Rechnung getragen wird. So können von vornherein Trainingsdaten als Eingangsdaten des nichtlinearen mathematischen Modells gewählt werden, die das reale System, dass Korrelationen zwischen den Stellelementen aufweist, realistischer beschreiben, wodurch ein besseres Modellieren des Testsystems ermöglicht wird.Especially in a test system with many actuators, it is particularly advantageous if the test signals of the individual control elements are correlated, in particular so that thereby the mutual coupling of the control elements and thus the mutual influence of the test signals is taken into account one or more measured output signals. Thus, from the outset, training data may be selected as the input data of the nonlinear mathematical model that more realistically describes the real system that has correlations between the actuators, thereby enabling better modeling of the test system.

Die Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dieser vier Aspekte lassen sich dabei beliebig untereinander kombinieren. Insbesondere kann durch eine Kombination dieser Merkmale eine noch bessere Modellierung des Testsystems mittels eines nichtlinearen mathematischen Modells erreicht werden.The features of the method according to the invention in accordance with these four aspects can be combined with one another as desired. In particular, by a combination of these features an even better modeling of the test system can be achieved by means of a nonlinear mathematical model.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung wird eine Korrelationsanalyse bzw. eine Kohärenzanalyse durchgeführt, mittels welcher eine Korrelation bzw. Kohärenz zwischen dem mindestens einen ersten Testsignal und dem mindestens einen ersten Ausgangssignal ermittelt wird. Dabei wird der mindestens eine Parameter derart in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Korrelationsanalyse bzw. der Kohärenzanalyse eingestellt, dass ein deterministischer Zusammenhang zwischen dem mindestens einen ersten Testsignal und dem mindestens einen ersten Ausgangssignal besteht.In a preferred embodiment variant of the invention, a correlation analysis or a coherence analysis is carried out, by means of which a correlation or coherence between the at least one first test signal and the at least one first output signal is determined. In this case, the at least one parameter is adjusted in dependence on a result of the correlation analysis or the coherence analysis in such a way that a deterministic relationship exists between the at least one first test signal and the at least one first output signal.

Deterministischer Zusammenhang bedeutet hierbei, dass eine mehrmalige Ansteuerung eines Stellelements mit dem selben Testsignal jedes Mal zum selben Ausgangssignal als Antwort auf das Testsignal führt. Die Korrelationsanalyse bzw. eine Kohärenzanalyse kann dabei beispielsweise so ausgeführt werden, dass eine zweimalige Ansteuerung eines Stellelements mit dem selben Testsignal erfolgt. Die als Antwort gemessenen jeweiligen Ausgangssignale können dann einer Korrelationsanalyse bzw. eine Kohärenzanalyse unterzogen werden. Beispielsweise können dabei durch Differenzbildung der beiden Ausgangssignale die Signalanteile identifiziert werden, die nicht deterministischer Natur sind und beispielsweise auf bestimmte Rauschanteile des Testsignals zurückzuführen sind, die sich in zufallsbedingten Rauschanteilen des Ausgangssignals niederschlagen. Durch ein Einstellen mindestens eines Parameters des Testsignals kann so ein deutlich deterministischer Zusammenhang zwischen den Testsignalen und den als Antwort gemessenen Rauschsignalen gewährleistet werden. Insbesondere können zur Einstellung des Parameters geeignete Frequenzfilter verwendet werden, die Frequenzanteile aus dem Testsignal filtern, die nicht deterministische Frequenzanteile im Ausgangssignal bewirken. Dieser deterministische Zusammenhang zwischen einem Testsignal und dem als Antwort gemessenen Ausgangssignal ist essentiell für die Verwendung dieser Signale als Trainingsdaten für das nichtlineare mathematische Modell. Da durch eine Korrelationsanalyse bzw. eine Kohärenzanalyse und eine davon abhängige Einstellung eines Parameters des Testsignals ein derartig deterministischer Zusammenhang bereitgestellt werden kann, führt auch dies zu einer wesentlichen Verbesserung der Modellierung des Testsystems.Deterministic relationship here means that a repeated actuation of an actuating element with the same test signal always leads to the same output signal in response to the test signal. The correlation analysis or a coherence analysis can be carried out, for example, such that a two-time control of an actuating element takes place with the same test signal. The respective output signals measured in response can then be subjected to a correlation analysis or a coherence analysis. For example, the signal components which are not deterministic in nature and can be attributed, for example, to certain noise components of the test signal which are reflected in random noise components of the output signal can be identified by forming the difference between the two output signals. By setting at least one parameter of the test signal, a clearly deterministic relationship between the test signals and the noise signals measured in response can thus be ensured. In particular, suitable frequency filters can be used to set the parameter, filtering the frequency components from the test signal which cause non-deterministic frequency components in the output signal. This deterministic relationship between a test signal and the response signal measured in response is essential for the use of these signals as training data for the nonlinear mathematical model. Since by a correlation analysis or a coherence analysis and one of them Dependent adjustment of a parameter of the test signal can be provided such a deterministic relationship, this also leads to a significant improvement of the modeling of the test system.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der mindestens eine Parameter eine Frequenz, eine Amplitude einer Frequenz, eine Dauer des Ansteuerns des mindestens einen ersten Stellelements mit dem mindestens einen ersten Testsignal und/oder eine Mittellast des mindestens einen ersten Testsignals.In a preferred embodiment of the invention, the at least one parameter is a frequency, an amplitude of a frequency, a duration of the driving of the at least one first control element with the at least one first test signal and / or a middle load of the at least one first test signal.

Bevorzugt können dabei die Frequenzen und Amplituden der Frequenzen und Mittellasten der Testsignale so eingestellt werden, insbesondere auf Basis der Betrachtung von Leistungsdichtespektren von gemessenen Ausgangssignalen und den Soll-Ausgangssignalen, dass möglichst viele Informationen über das zu modellierende Testsystem in den Trainingsdaten enthalten sind, also dass das gemessenen Ausgangssignal als Antwort auf das Testsignal bereits die wesentlichen Charakteristiken des Soll-Ausgangssignals umfasst. Auch die Dauer des Testsignals ist ein entscheidender Parameter, denn es darf eine Mindestdauer nicht unterschritten werden, um eine gute Modellierung des Testsystems zu gewährleisten. Dies ist unter Anderem dadurch bedingt, dass zum trainieren des Modells eine ausreichende Anzahl an Trainingsdaten bereitstehen muss.Preferably, the frequencies and amplitudes of the frequencies and mean loads of the test signals can be adjusted, in particular based on the consideration of power density spectra of measured output signals and the target output signals that as much information about the test system to be modeled in the training data are included, so that the measured output signal already comprises, in response to the test signal, the essential characteristics of the desired output signal. The duration of the test signal is also a decisive parameter, because it must not be below a minimum duration, in order to ensure a good modeling of the test system. Among other things, this is due to the fact that a sufficient number of training data must be available for training the model.

Durch das Einstellen dieser Parameter, kann erreicht werden, dass das Ausgangssignal die wesentlichen Merkmale des Soll-Ausgangssignals, insbesondere die Frequenzen des Soll-Ausgangssignals, die Amplituden oder Amplitudenspannen des Soll-Ausgangssignals oder die im Soll-Ausgangssignal auftretenden Mittellasten, zumindest bereichsweise, umfasst, wobei bereichsweise in Bezug auf die Mittellasten als Zeitintervall zu sehen ist, in Bezug auf die Frequenzen als Frequenzintervall, insbesondere im Leistungsdichtespektrum, zu sehen ist. Darüber hinaus kann durch das Einstellen der Parameter erreicht werden, dass die im Antwortsignal vorhandene Signalleistung geeignet gewählt werden kann, dass ein deterministischer Zusammenhang zwischen dem Testsignal und dem korrespondierenden Ausgangssignal gewährleistet werden kann und letztendlich auch ein Ausgangssignal als Antwort auf das mittels des Modells ermittelten Anregungssignals bereitgestellt werden kann, dass mit dem gewünschten Soll-Ausgangssignal, zumindest innerhalb vorgegebener Grenzen, übereinstimmt.By setting these parameters, it can be achieved that the output signal comprises the essential features of the desired output signal, in particular the frequencies of the desired output signal, the amplitudes or amplitude ranges of the desired output signal or the center loads occurring in the desired output signal, at least in regions , where in regions with respect to the center loads is to be seen as a time interval, with respect to the frequencies as a frequency interval, in particular in the power density spectrum, can be seen. In addition, by setting the parameters, it is possible to suitably select the signal power present in the response signal, to ensure a deterministic relationship between the test signal and the corresponding output signal, and finally also an output signal in response to the excitation signal determined by means of the model can be provided that matches the desired target output signal, at least within predetermined limits.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Testsystem eine Mehrzahl an Stellelementen, wobei jedes Stellelement mit einem Testsignal angesteuert wird und mindestens ein Ausgangssignal als Antwort auf die Testsignale gemessen wird. Dabei wird für jedes Stellelement des Testsystems das Testsystem mit jeweils einem nichtlinearen mathematischen Modell identifiziert durch Eingeben des jeweiligen Testsignals für das jeweilige Stellelement und mindestens eines gemessenen Ausgangssignals in das Modell. Dabei können die Testsignale für jedes Stellelement wie zuvor beschrieben ausgestaltet sein, sowie auch die Einstellung der Parameter der Testsignale. Damit können für jedes nichtlineare Modell geeignete Trainingsdaten zur Verfügung gestellt werden, die eine Modellierung des Testsystems erlauben. Damit wird es möglich, geeignete Anregungssignale für jedes Stellelement bereitzustellen, die zu den gewünschten Soll-Antwortsignalen als Antworten führen. Insbesondere durch Berücksichtigung der Korrelationen der einzelnen Stellelemente wird so insgesamt eine hervorragende Simulation der Belastungssituationen eines realen Fahrmanövers ermöglicht.In a further advantageous embodiment of the invention, the test system comprises a plurality of control elements, wherein each control element is driven by a test signal and at least one output signal is measured in response to the test signals. In this case, the test system is identified for each control element of the test system, each with a non-linear mathematical model by entering the respective test signal for the respective actuator and at least one measured output signal in the model. In this case, the test signals for each actuator can be configured as described above, as well as the setting of the parameters of the test signals. This makes it possible to provide suitable training data for each non-linear model, which allows modeling of the test system. This makes it possible to provide suitable excitation signals for each actuator, which lead to the desired desired response signals as responses. In particular, by taking into account the correlations of the individual control elements, an overall excellent simulation of the load situations of a real driving maneuver is made possible.

Die erfindungsgemäße Testsystemanordnung zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal für mindestens ein erstes Stellelement eines Testsystems umfasst gemäß einem ersten Aspekt mindestens ein erstes Stellelement, das mit mindestens einem Testsignal, das mindestens einen Parameter aufweist, ansteuerbar ist, eine Steuereinheit, mittels welcher das mindestens eine erste Stellelement mit dem mindestens einen Testsignal ansteuerbar ist, mindestens einen Sensor, mittels welchem mindestens ein erstes Ausgangssignal des Testsystems messbar ist, und eine Recheneinheit, die mindestens ein implementiertes nichtlineares mathematisches Modell umfasst. Dieses Modell ist mit dem Testsystem durch Zuführung von Trainingsdaten identifizierbar, wobei dem Modell als Trainingsdaten das mindestens eine Testsignal und das mindestens eine vom Sensor messbare erste Ausgangssignal zuführbar sind. Weiterhin ist mittels des identifizierten Modells durch Eingeben mindestens eines Soll-Ausgangssignals in das Modell ein zweites Anregungssignal ermittelbar. Der mindestens eine Parameter des Testsignals ist dabei derart einstellbar, dass beim Ansteuern des mindestens einen ersten Stellelements mit dem aufgrund des mindestens einen eingestellten Parameters ermittelten zweiten Anregungssignal mindestens ein zweites Ausgangssignal des Testsystems erzeugbar ist, das innerhalb vorgegebener Grenzen mit dem mindestens einen Soll-Ausgangssignal übereinstimmt.The test system arrangement according to the invention for determining at least one excitation signal for at least one first control element of a test system comprises according to a first aspect at least one first control element, which can be controlled with at least one test signal having at least one parameter, a control unit, by means of which the at least one first control element Control element with the at least one Test signal is controlled, at least one sensor by means of which at least a first output signal of the test system is measurable, and a computing unit comprising at least one implemented nonlinear mathematical model. This model can be identified with the test system by supplying training data, wherein the model as training data, the at least one test signal and the at least one measurable by the sensor first output signal can be supplied. Furthermore, by means of the identified model by inputting at least one desired output signal into the model, a second excitation signal can be determined. The at least one parameter of the test signal is adjustable in such a way that at least one second output signal of the test system can be generated when driving the at least one first control element with the second excitation signal determined on the basis of the at least one set parameter, within a predetermined limit with the at least one desired output signal matches.

Die erfindungsgemäße Testsystemanordnung zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal für mindestens ein erstes Stellelement eines Testsystems umfasst gemäß einem zweiten Aspekt mindestens ein erstes Stellelement, das mit mindestens einem Testsignal, das mindestens einen Parameter aufweist, ansteuerbar ist, eine Steuereinheit, mittels welcher das mindestens eine erste Stellelement mit dem mindestens einen Testsignal ansteuerbar ist, mindestens einen Sensor, mittels welchem mindestens ein erstes Ausgangssignal, das mindestens eine zweite Frequenz aufweist, des Testsystems messbar ist, und eine Recheneinheit, die mindestens ein implementiertes nichtlineares mathematisches Modell umfasst, das mit dem Testsystem durch Zuführung von Trainingsdaten identifizierbar ist. Dabei sind dem Modell als Trainingsdaten das mindestens eine Testsignal und das mindestens eine vom Sensor messbare erste Ausgangssignal zuführbar. Mittels des identifizierten Modells ist durch Eingeben mindestens eines Soll-Ausgangssignals, das mindestens eine erste Frequenz aufweist, in das Modell ein zweites Anregungssignal ermittelbar. Der mindestens eine Parameter des Testsignals dabei derart einstellbar ist, dass die mindestens eine zweite Frequenz des ersten Ausgangssignals mit der mindestens einen ersten Frequenz des Soll-Ausgangssignals innerhalb vorgegebener Grenzen übereinstimmt.The test system arrangement according to the invention for determining at least one excitation signal for at least one first control element of a test system comprises, according to a second aspect, at least one first control element which can be controlled with at least one test signal having at least one parameter, a control unit by means of which the at least one first control element Control element with the at least one test signal is controllable, at least one sensor, by means of which at least a first output signal having at least a second frequency of the test system is measurable, and a computing unit comprising at least one implemented nonlinear mathematical model, with the test system by Supply of training data is identifiable. In this case, the model as training data, the at least one test signal and the at least one measurable by the sensor first output signal can be fed. By means of the identified model, by inputting at least one desired output signal which has at least one first frequency, a second excitation signal can be determined in the model. The at least one parameter of the test signal is adjustable in such a way that the at least one second frequency of the first output signal coincides with the at least one first frequency of the desired output signal within predefined limits.

Die erfindungsgemäße Testsystemanordnung zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal für mindestens ein erstes Stellelement eines Testsystems umfasst gemäß einem dritten Aspekt mindestens ein erstes Stellelement, das mit mindestens einem Testsignal, das mindestens einen Parameter aufweist, ansteuerbar ist, eine Steuereinheit, mittels welcher das mindestens eine erste Stellelement mit dem mindestens einen Testsignal ansteuerbar ist, mindestens einen Sensor, mittels welchem mindestens ein erstes Ausgangssignal, das ein Rauschsignal umfasst, des Testsystems messbar ist, und eine Recheneinheit, die mindestens ein implementiertes nichtlineares mathematisches Modell umfasst. Dieses Modell ist mit dem Testsystem durch Zuführung von Trainingsdaten identifizierbar ist, wobei dem Modell als Trainingsdaten das mindestens eine Testsignal und das mindestens eine vom Sensor messbare erste Ausgangssignal zuführbar sind und mittels des identifizierten Modells durch Eingeben mindestens eines Soll-Ausgangssignals in das Modell ein zweites Anregungssignal ermittelbar ist. Der mindestens eine Parameter des Testsignals ist dabei derart einstellbar, dass das mindestens eine erste Ausgangssignal einen Rauschsignalpegel aufweist, der kleiner ist als ein Signalpegel des mindestens einen Soll-Ausgangssignals.The test system arrangement according to the invention for determining at least one excitation signal for at least one first control element of a test system comprises according to a third aspect at least one first control element, which can be controlled with at least one test signal having at least one parameter, a control unit, by means of which the at least one first control element Control element with the at least one test signal is controlled, at least one sensor, by means of which at least a first output signal comprising a noise signal, the test system is measurable, and a computing unit comprising at least one implemented nonlinear mathematical model. This model is identifiable with the test system by supplying training data, wherein the model as training data, the at least one test signal and the at least one measurable by the sensor first output signal can be supplied and by means of the identified model by inputting at least one target output signal in the model a second Excitation signal can be determined. The at least one parameter of the test signal is adjustable such that the at least one first output signal has a noise signal level which is smaller than a signal level of the at least one desired output signal.

Die erfindungsgemäße Testsystemanordnung zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal für mindestens ein erstes Stellelement eines Testsystems umfasst gemäß einem vierten Aspekt mindestens ein erstes Stellelement, das mit mindestens einem ersten Testsignal ansteuerbar ist, mindestens ein zweites Stellelement, das mit mindestens einem zweiten Testsignal ansteuerbar ist, eine Steuereinheit, mittels welcher das mindestens eine erste und zweite Stellelement mit dem mindestens einen ersten und zweiten Testsignal ansteuerbar ist, mindestens einen Sensor, mittels welchem mindestens ein Ausgangssignal des Testsystems messbar ist, und eine Recheneinheit, die mindestens ein implementiertes nichtlineares mathematisches Modell umfasst, das mit dem Testsystem durch Zuführung von Trainingsdaten identifizierbar ist. Als Trainingsdaten sind dem Modell das mindestens eine erste Anregungssignal und das mindestens eine vom Sensor messbare Ausgangssignal zuführbar. Dabei ist das mindestens eine erste Testsignal mit dem mindestens einen zweiten Testsignal korreliert.According to a fourth aspect, the test system arrangement according to the invention for determining at least one excitation signal for at least one first control element of a test system comprises at least one first control element, which can be controlled with at least one first test signal, at least one second control element, which can be controlled with at least one second test signal Control unit, by means of which the at least one first and second control element with the at least one first and second test signal is controllable, at least one sensor by means of which at least one output signal of the test system is measurable, and a computing unit comprising at least one implemented nonlinear mathematical model, the identifiable with the test system by supplying training data. As training data, the model can be supplied with the at least one first excitation signal and the at least one output signal that can be measured by the sensor. In this case, the at least one first test signal is correlated with the at least one second test signal.

Auch hierbei können die Merkmale der Testsystemanordnungen gemäß den vier Aspekten der Erfindung beliebig untereinander kombiniert werden. Weiter gelten alle Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens ebenfalls, soweit anwendbar, für die erfindungsgemäße Testsystemanordnung.Again, the features of the test system arrangements according to the four aspects of the invention can be combined with each other as desired. Furthermore, all advantages, features and design variants of the method according to the invention also, if applicable, apply to the test system arrangement according to the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. Showing:

1a eine schematische Darstellung eines Testsystems zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1a a schematic representation of a test system for carrying out a method according to an embodiment of the invention;

1b eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs eines Anregungssignals eines Testsystems zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 1b a schematic representation of the time course of an excitation signal of a test system for carrying out a method according to an embodiment of the invention; and

2 eine schematische Darstellung des Vorgehens bei der Identifikation und der Anwendung des virtuellen, mathematischen Prüfstandmodells gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 a schematic representation of the procedure in the identification and application of the virtual, mathematical test bench model according to an embodiment of the invention.

1a zeigt eine schematische Darstellung eines Testsystems 10 zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Als Beispiel für ein Testsystem 10, insbesondere für einen Festigkeitsprüfstand, ist ein 13-kanaliger Achsprüfstand mit dessen Komponenten und einer Prüfachse 12 dargestellt. Mit diesem Prüfstand sollen Belastungssituationen von Fahrmanövern nachgebildet werden. Zu diesem Zweck werden bei Testfahrten, in denen verschiedene Manöver gefahren werden, Messdaten aufgenommen, die den Belastungszustand, in diesem Fall den Belastungszustand der Prüfachse 12, charakterisieren. Diese Daten können noch nachbearbeitet werden, beispielsweise werden Ausreißer entfernt, Signale gefiltert und/oder ereignisarme Signalabschnitte zwecks der Raffung des Prüflaufs herausgeschnitten. Diese bearbeiteten Messdaten dienen dann als Soll-Ausgangssignale 14, die beim Testen der Prüfachse 12 mittels des Prüfstands erzeugt werden sollen, um die Belastungssituation eines entsprechendes Fahrmanövers zu simulieren. 1a shows a schematic representation of a test system 10 for carrying out a method according to an embodiment of the invention. As an example of a test system 10 , in particular for a strength test stand, is a 13-channel axle test rig with its components and a test axle 12 shown. With this test stand load situations of driving maneuvers are to be simulated. For this purpose, during test drives in which various maneuvers are used, measurement data is recorded which shows the load condition, in this case the load condition of the test axle 12 , characterize. This data can still be edited, for example, outliers are removed, filtered signals and / or cut low-event signal sections for the purpose of gathering the test run. These processed measured data then serve as reference output signals 14 when testing the test axis 12 be generated by means of the test bench to the To simulate load situation of a corresponding maneuver.

Der Prüfstand umfasst dabei einen Einheits-Prüfblock 16 und mehrere Stellelemente 18, die beispielsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet sein können. Durch Anregung der Stellelemente 18 wird die Belastung über die Prüfstandsmechanik, die beispielsweise als Lateralkraftgestänge 20 ausgebildet sein kann, auf die Messräder 22 übertragen. Exemplarisch ist ein solches Anregungssignal, wie beispielsweise ein Testsignal 28a, insbesondere ein laterales Anregungssignal, in seinem zeitlichen Verlauf schematisch in 1 b dargestellt. Von den Messrädern 22 aus werden die sich einstellenden Radlastgrößen in die Prüfachse 12 eingeleitet und verursachen an diversen sog. inneren Messstellen Ausgangssignale 28b (vgl. 2) in Form von Beanspruchungs-Zeit-Funktionen von Bauteilbeanspruchungen. An der Prüfachse 12 können darüber hinaus auch ein Federdämpferbein und/oder eine Lenkungssteuerung 29 angeordnet sein. Über den Anbindungspunkt 30 des Federdämpferbeins kann als weiteres Ausgangssignal des Testsystems 10 der Einfederzustand, insbesondere der Federweg, gemessen werden und über die Lenkungssteuerung 29 kann beispielsweise ein Lenkradwinkel eingestellt werden.The test bench includes a unit test block 16 and several actuators 18 , which may be formed for example as a hydraulic cylinder. By excitation of the control elements 18 is the load on the test bench mechanics, for example, as a lateral force linkage 20 can be trained on the measuring wheels 22 transfer. Exemplary is such an excitation signal, such as a test signal 28a , in particular a lateral excitation signal, in its time course schematically in 1 b shown. From the measuring wheels 22 The adjusting wheel load sizes become the test axis 12 initiated and cause at various so-called internal measuring points output signals 28b (see. 2 ) in the form of stress-time functions of component stresses. At the test bench 12 In addition, a spring damper leg and / or a steering control 29 be arranged. About the connection point 30 of the spring damper leg can as another output of the test system 10 the jounce condition, in particular the spring travel, are measured and via the steering control 29 For example, a steering wheel angle can be adjusted.

2 zeigt schematisch das Vorgehen bei der Identifikation und der Anwendung des virtuellen, nichtlinearen mathematischen Modells 26, insbesondere des Prüfstandmodells. Um mittels eines nichtlinearen mathematischen Modells 26 berechnete Anregungssignale 32 in Form von Soll-Anregungssignalen und/oder Soll-Radlastgrößen zur Verfügung zu stellen, die zu Ausgangssignalen führen, welche möglichst genau den Soll-Ausgangssignalen 14, insbesondere den Soll-Beanspruchungen, entsprechen, wird der Prüfstand, insbesondere dessen einzelne Stellelemente 18, zunächst simultan mit unterschiedlichen Testsignalen 28a angesteuert, die das System mit diversen Frequenzen, Mittellasten und Amplituden stimulieren. Es muss dabei für jedes zur Verfügung stehende Stellelement 18 bzw. jeden Prüfstandsaktuator ein Anregungssignal 32 erzeugt werden. Aus der Kombination der Belastungskomponenten stellen sich im Prüfling zeitliche Beanspruchungsverläufe ein. Als Testsignale 28a eignen sich am besten Rauschsignale, da diese durch ihren stochastischen Signalverlauf das System mit vielen unterschiedlichen Belastungskombinationen anregen und damit zur Verallgemeinerung des Prüfstandsmodells beitragen. 2 schematically shows the procedure in the identification and application of the virtual, nonlinear mathematical model 26 , in particular the test bench model. To use a nonlinear mathematical model 26 calculated excitation signals 32 in the form of desired excitation signals and / or set wheel load variables to provide that lead to output signals which as closely as possible the desired output signals 14 , in particular the desired loads, correspond to the test stand, in particular its individual control elements 18 , initially simultaneously with different test signals 28a which stimulate the system with various frequencies, medium loads and amplitudes. It must be there for every available control element 18 or each test stand actuator an excitation signal 32 be generated. From the combination of the load components arise in the DUT temporal stress curves. As test signals 28a Noise signals are best suited because they stimulate the system with many different load combinations due to their stochastic signal curve and thus contribute to the generalization of the test bench model.

Bei der Identifikation werden zunächst Trainingsdaten in das nichtlineare mathematische Modell 26 eingegeben. Als Trainingsdaten werden dabei zum einen ein Testsignal 28a verwendet, mit dem ein Stellelement 18 angesteuert wurde, und zum Anderen werden die als Antwort auf diese Ansteuerung gemessenen Ausgangssignale 28b, insbesondere die an den inneren Messstellen der Prüfachse 12 gemessenen Beanspruchungsverläufe und bevorzugt auch deren zeitliche Ableitungen, verwendet. Das Modell 26 wird dabei so trainiert, dass es mit den gemessenen Ausgangssignalen 28b als Eingangsgrößen u; des Modells 26 das Testsignal 28a als Ausgangsgröße y liefert, es stellt also ein Umkehrmodell zum realen Prozess, also ein inverses Modell des Testsystems dar. Weiterhin können auch über die an den inneren Messstellen der Prüfachse 12 gemessenen Ausgangssignale 28b hinaus weitere Eingangsgrößen ui für das Modell 26 gewählt werden, wie beispielsweise Lenkerkräfte, Lenkradwinkel, zeitliche Ableitungen diverser gemessener Ausgangssignale, wie beispielsweise die zeitlichen Ableitungen der an den inneren Messstellen der Prüfachse 12 gemessenen Ausgangssignale 28b oder die zeitliche Ableitung des am Anbindungspunkt 30 des Federbeins gemessenen Federwegs, also die Federgeschwindigkeit und unter Umständen auch die zweite zeitliche Ableitung, also die Federbeschleunigung, usw. Soll nur die Übertragungsstrecke von den Radlastkomponenten zu den inneren Messstellen modelliert werden, so werden analog die interessierenden Radlastkomponenten als Ausgangsgröße y des mathematischen Modells 26 definiert. Es handelt sich also um sogenannte MISO(Multiple Input Single Output)-Modelle. Zur Identifikation des Modells 26, insbesondere des Prüfstandmodells, werden also an die Eingänge die interessierenden Antwortsignale der Rauschsignalerregung, also die gemessenen Ausgangssignale 28b als Antwort auf das Testsignal 28a, angelegt. Ein Optimierungsalgorithmus bestimmt dann iterativ die Modellparameter derart, dass sich die Ausgangsgröße y des virtuellen mathematischen Modells 26 immer weiter der tatsächlichen Prüfstandsänderung annähert.In the identification first training data in the non-linear mathematical model 26 entered. As training data are on the one hand a test signal 28a used with which an actuator 18 and, on the other hand, the output signals measured in response to this driving become 28b , in particular those at the inner measuring points of the Prüfach 12 measured stress profiles and preferably also their time derivatives used. The model 26 It is trained so that it with the measured output signals 28b as input quantities u; of the model 26 the test signal 28a Thus, it provides a reverse model to the real process, so an inverse model of the test system. Furthermore, also on the at the inner measuring points of the test axis 12 measured output signals 28b In addition, further input variables u i for the model 26 be selected, such as steering forces, steering wheel angle, time derivatives of various measured output signals, such as the time derivatives of the at the inner measuring points of the Prüfach 12 measured output signals 28b or the time derivative of the at the connection point 30 If the transmission path from the wheel load components to the inner measuring points is to be modeled, the wheel load components of interest will be used as the output variable y of the mathematical model 26 Are defined. These are so-called MISO (Multiple Input Single Output) models. To identify the model 26 , In particular of the test bench model, so are the inputs the interest of the response signals of the noise signal excitation, so the measured output signals 28b in response to the test signal 28a , created. An optimization algorithm then iteratively determines the model parameters such that the output quantity y of the virtual mathematical model 26 continues to approximate the actual test bench change.

Es wird dabei jeweils ein mathematisches Modell 26 für jede interessierende Anregungsgröße des Prüfstands, insbesondere für jedes zu ermittelnde Anregungssignal 32 eines jeweiligen Stellelements 18, benötigt. Dieses zu ermittelnde Anregungssignal 32 stellt die Ausgangsgröße y des jeweiligen Modells 26 dar. Um das Anregungssignal 32 zu ermitteln, werden die Soll-Ausgangssignale 14 als Eingangsgrößen ui in das Modell 26 eingegeben, welches als Ausgangsgröße y das Anregungssignal 32 für das entsprechende Stellelement 18 liefert. Es liegen also für jedes Stellelement 18 virtuelle mathematische Modelle 26 vor, beispielsweise basierend auf künstlich neuronalen Netzen oder der Kombination solcher künstlicher neuronaler Netze mit Fuzzy-Logischen Modellen, die Soll-Antworten 14 auf jeweils einen Anregungssignal-Verlauf 32 abbilden.It becomes a mathematical model 26 for each excitation variable of the test stand of interest, in particular for each excitation signal to be determined 32 a respective actuating element 18 , needed. This excitation signal to be determined 32 represents the output variable y of the respective model 26 dar. To the excitation signal 32 to determine the target output signals 14 as input variables u i in the model 26 input, which as output y the excitation signal 32 for the corresponding actuator 18 supplies. It is therefore for each actuator 18 virtual mathematical models 26 before, for example based on artificial neural networks or the combination of such artificial neural networks with fuzzy logic models, the target responses 14 on each one excitation signal course 32 depict.

Im Zuge der Anwendung dieses Verfahrens werden bevorzugt dynamische ARX-Modelle (Auto Regressive models with eXogenous input) verwendet. Eine Anforderung an mögliche Modellarten ist die Fähigkeit zur Extrapolation über den Bereich der Trainingsdaten hinaus. Auch wenn nicht alle dynamischen Zustände des Systems durch die Trainingsdaten abgedeckt werden, muss das verwendete mathematische Modell 26 für solche Eingangsgrößen ui, auf deren Amplituden und Phasenbeziehungen es nicht trainiert wurde, plausible und eindeutige Ausgangsgrößen y liefern. Diese Fähigkeit hängt mit der Art der Aktivierungsfunktionen des künstlichen neuronalen Netzes zusammen. Dabei werden bevorzugt künstliche neuronale Netze mit sigmoidalen Aktivierungsfunktionen eingesetzt.In the course of applying this method, preference is given to dynamic ARX models (Auto Regressive models with eXogenous input). One requirement for possible model types is the ability to extrapolate beyond the range of training data. Although not all dynamic states of the system are covered by the training data, the mathematical model used must be 26 for such input quantities u i on whose amplitudes and phase relationships it was not trained to provide plausible and unique output quantities y. This ability is related to the nature of the activation functions of the artificial neural network. In this case, artificial neural networks with sigmoidal activation functions are preferably used.

Die Soll-Antwortsignale 14 und das mittels des Modells 26 ermittelte Anregungssignal 32 für ein Stellelement 18 sind dabei in den Diagrammen in 2 dargestellt, zusammen mit den Trainingsdaten für das mathematische Modell, also einem Testsignal 28a und den als Antworten gemessenen Ausgangssignalen 28b. Die Diagramme zeigen dabei den zeitlichen Verlauf von Kräften bzw. Momenten. Um eine ausreichend gute Modellierung des Testsystems 10 zu gewährleisten, müssen bestimmte Anforderungen an die Trainingsdaten des nichtlinearen Modells 26, insbesondere an die Testsignale 28a und/oder als Antwort gemessenen Ausgangssignale 28b, gestellt werden. Um eine deutliche Verbesserung der Modellierung des Testsystems 10 zu erreichen, stehen eine Vielzahl an Möglichkeiten bereit. Beispielsweise kann eine Verbesserung dadurch erzielt werden, dass Korrelationen zwischen den einzelnen Stellelementen 18 berücksichtigt werden. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die Testsignale 28a, mit denen die Stellelemente 18 angesteuert werden, korreliert sind. Weiterhin können die Testsignale 28a Parameter aufweisen, die derart eingestellt werden, dass im als Antwort auf die Testsignale 28a gemessenen Ausgangssignale 28b möglichst viele Informationen über das Testsystem 10 enthalten sind. Die Parameter, wie z. B. Dauer, Mittellasten, Amplituden, Frequenzen, Leistungsdichtespektren, der Testsignale 28a, insbesondere der Rauschsignale, sind so zu wählen, dass die gemessenen Ausgangssignale 28b, insbesondere die Antwort-Rauschsignale, an den inneren Messstellen und den Messrädern 22 die Amplituden und Mittellasten der gemessenen Signalverläufe der abzuprüfenden Fahrmanöver, also der Soll-Ausgangssignale 14, beinhalten. Weiterhin kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oder der Ausgestaltungsvarianten bewerkstelligt werden, dass zwischen den Eingangs- und Ausgangs-Rauschsignalen, also den Testsignalen 28a und den als Antwort gemessenen Ausgangssignalen 28b, ein deutlicher deterministischer Zusammenhang besteht und dass die Rauschsignale in allen interessierenden Frequenzen genügend Signalleistung enthalten, sodass der Rauschpegel der Antwortsignale, also der als antwort gemessenen Ausgangssignale 28b, kleiner ist als der Signalpegel der Soll-Ausgangssignale 14. Auch kann gewährleistet werden, dass die Rauschsignale eine bestimmte Dauer nicht unterschreiten.The target response signals 14 and that by means of the model 26 determined excitation signal 32 for an actuator 18 are in the diagrams in 2 represented together with the training data for the mathematical model, so a test signal 28a and the output signals measured as responses 28b , The diagrams show the time course of forces or moments. To have a sufficiently good modeling of the test system 10 to ensure certain training requirements of the nonlinear model 26 , in particular to the test signals 28a and / or in response measured output signals 28b to be asked. To significantly improve the modeling of the test system 10 To reach, are available a variety of ways. For example, an improvement can be achieved by correlations between the individual control elements 18 be taken into account. This is made possible by the fact that the test signals 28a with which the adjusting elements 18 are correlated. Furthermore, the test signals 28a Have parameters that are adjusted so that in response to the test signals 28a measured output signals 28b as much information about the test system as possible 10 are included. The parameters, such. As duration, average loads, amplitudes, frequencies, power density spectra, the test signals 28a , in particular the noise signals, are to be selected such that the measured output signals 28b , in particular the response noise signals, at the inner measuring points and the measuring wheels 22 the amplitudes and center loads of the measured waveforms of the driving maneuvers to be checked, that is, the target output signals 14 , include. Furthermore, it can be accomplished with the method according to the invention or the variant embodiments that between the input and output noise signals, so the test signals 28a and the output signals measured in response 28b , there is a clear deterministic relationship and that the noise signals in all frequencies of interest contain sufficient signal power, so the noise level of the response signals, that is, the output signals measured as a response 28b , is smaller than the signal level of the target output signals 14 , It can also be ensured that the noise signals do not fall below a certain duration.

Somit ist es letztendlich möglich, an die Eingänge der Modelle 26 die auf der Messfahrt aufgezeichneten Soll-Ausgangssignale 14 anzulegen und daraus durch die virtuellen mathematischen Modelle 26 direkt die Anregungssignale 32 zu berechnen. Zur Durchführung des Versuchslaufs können dann die ermittelten Anregungssignale 32 an die Prüfstandzylinder angelegt werden.Thus, it is ultimately possible to access the inputs of the models 26 the reference output signals recorded during the test run 14 create and from it by the virtual mathematical models 26 directly the excitation signals 32 to calculate. The determined excitation signals can then be used to carry out the test run 32 be applied to the test stand cylinder.

Insgesamt wird so ein Verfahren zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal für mindestens ein erstes Stellelement eines Testsystems bereitgestellt, das eine Modellierung des Testsystems mittels eines nichtlinearen mathematischen Modells enorm verbessert, und dadurch die Verwendung nichtlinearer Modelle bei Prüfverfahren erst ermöglicht. Somit können allgemeingültige Modelle bereitgestellt werden, die in der Lage sind, für beliebige Soll-Antworten passende Anregungssignale zu liefern. Damit kann eine deutlich geringere Belastungsdauer des Prüflings und damit geringere Bauteilvorschädigungen erzielt werden und es kann der manuelle Arbeitsaufwand am physischen Prüfstand auf automatisierte Routinen im Rechner verlagert und damit einhergehend die anderweitige Nutzbarkeit bisher verplanter Arbeitskapazität bereitgestellt werden.Overall, a method is thus provided for determining at least one excitation signal for at least one first control element of a test system, which enormously improves a modeling of the test system by means of a nonlinear mathematical model, and thereby enables the use of nonlinear models in test methods. Thus, universally valid models can be provided which are able to provide suitable excitation signals for any desired responses. Thus, a significantly lower load duration of the test specimen and thus lower component damage can be achieved and it can be the manual workload on physical test bench relocated to automated routines in the computer and thus the other usability previously scheduled work capacity are provided.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1131768 B1 [0004] EP 1131768 B1 [0004]

Claims (11)

Verfahren zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal (32) für mindestens ein erstes Stellelement (18) eines Testsystems (10), folgende Schritte umfassend: – Bereitstellen mindestens eines Soll-Ausgangssignals (14) in Form von Messdaten; – Ansteuern des mindestens einen ersten Stellelements (18) des Testsystems (10) mit mindestens einem ersten Testsignal (28a), das mindestens einen Parameter aufweist; – Messen von mindestens einem ersten Ausgangssignal (28b) des Testsystems (10) als Antwort auf das mindestens eine erste Testsignal (28a); – Identifizieren des Testsystems (10) mit mindestens einem nichtlinearen mathematischen Modell (26) durch Eingeben des mindestens einen ersten Testsignals (28a) und des mindestens einen ersten gemessenen Ausgangssignals (28b) in das Modell (26); – Eingeben des mindestens einen Soll-Ausgangssignals (14) in das Modell (26); und – Ermitteln des mindestens einen Anregungssignals (32) in Abhängigkeit von dem mindestens einen Soll-Ausgangssignal (14) mittels des Modells (26); dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Parameter des ersten Testsignals (28a) derart eingestellt wird, dass beim Ansteuern des mindestens einen ersten Stellelements (18) mit dem aufgrund des mindestens einen eingestellten Parameters ermittelten Anregungssignal (32) mindestens ein zweites Ausgangssignal des Testsystems (10) erzeugt wird, das innerhalb vorgegebener Grenzen mit dem mindestens einen Soll-Ausgangssignal (14) übereinstimmt.Method for determining at least one excitation signal ( 32 ) for at least one first actuating element ( 18 ) of a test system ( 10 ), comprising the following steps: - providing at least one desired output signal ( 14 ) in the form of measurement data; - driving the at least one first actuating element ( 18 ) of the test system ( 10 ) with at least a first test signal ( 28a ) having at least one parameter; Measuring at least one first output signal ( 28b ) of the test system ( 10 ) in response to the at least one first test signal ( 28a ); - Identification of the test system ( 10 ) with at least one non-linear mathematical model ( 26 ) by inputting the at least one first test signal ( 28a ) and the at least one first measured output signal ( 28b ) into the model ( 26 ); Inputting the at least one desired output signal ( 14 ) into the model ( 26 ); and - determining the at least one excitation signal ( 32 ) in dependence on the at least one desired output signal ( 14 ) by means of the model ( 26 ); characterized in that the at least one parameter of the first test signal ( 28a ) is set such that when driving the at least one first control element ( 18 ) with the excitation signal determined on the basis of the at least one set parameter ( 32 ) at least one second output signal of the test system ( 10 ) is generated within predetermined limits with the at least one desired output signal ( 14 ) matches. Verfahren zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal (32) für mindestens ein erstes Stellelement (18) eines Testsystems, folgende Schritte umfassend: – Bereitstellen mindestens eines Soll-Ausgangssignals (14), das mindestens eine erste Frequenz aufweist, in Form von Messdaten; – Ansteuern des mindestens einen ersten Stellelements (18) des Testsystems (10) mit mindestens einem ersten Testsignal (28a), das mindestens einen Parameter aufweist; – Messen von mindestens einem ersten Ausgangssignal (28b) des Testsystems (10) als Antwort auf das mindestens eine erste Testsignal (28a), wobei das Ausgangssignal (28b) mindestens eine zweite Frequenz aufweist; – Identifizieren des Testsystems (10) mit mindestens einem nichtlinearen mathematischen Modell (26) durch Eingeben des mindestens einen ersten Testsignals (28a) und des mindestens einen ersten gemessenen Ausgangssignals (28b) in das Modell (26); – Eingeben des mindestens einen Soll-Ausgangssignals (14) in das Modell (26); und – Ermitteln des mindestens einen Anregungssignals (32) in Abhängigkeit von dem mindestens einen Soll-Ausgangssignal (14) mittels des Modells (26); dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Parameter des ersten Testsignals (28a) derart eingestellt wird, dass die mindestens eine zweite Frequenz des Ausgangssignals (28b) mit der mindestens einen ersten Frequenz des Soll-Ausgangssignals (14) innerhalb vorgegebener Grenzen übereinstimmt.Method for determining at least one excitation signal ( 32 ) for at least one first actuating element ( 18 ) of a test system, comprising the following steps: - providing at least one desired output signal ( 14 ) having at least a first frequency, in the form of measurement data; - driving the at least one first actuating element ( 18 ) of the test system ( 10 ) with at least a first test signal ( 28a ) having at least one parameter; Measuring at least one first output signal ( 28b ) of the test system ( 10 ) in response to the at least one first test signal ( 28a ), the output signal ( 28b ) has at least a second frequency; - Identification of the test system ( 10 ) with at least one non-linear mathematical model ( 26 ) by inputting the at least one first test signal ( 28a ) and the at least one first measured output signal ( 28b ) into the model ( 26 ); Inputting the at least one desired output signal ( 14 ) into the model ( 26 ); and - determining the at least one excitation signal ( 32 ) in dependence on the at least one desired output signal ( 14 ) by means of the model ( 26 ); characterized in that the at least one parameter of the first test signal ( 28a ) is set such that the at least one second frequency of the output signal ( 28b ) with the at least one first frequency of the desired output signal ( 14 ) within given limits. Verfahren zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal (32) für mindestens ein erstes Stellelement (18) eines Testsystems (10), folgende Schritte umfassend: – Bereitstellen mindestens eines Soll-Ausgangssignals (14), in Form von Messdaten; – Ansteuern des mindestens einen ersten Stellelements (18) des Testsystems (10) mit mindestens einem ersten Testsignal (28a), das mindestens einen Parameter aufweist; – Messen von mindestens einem ersten Ausgangssignal (28b) des Testsystems (10) als Antwort auf das mindestens eine erste Testsignal (28a), wobei das mindestens eine erste Ausgangssignal (28b) ein Rauschsignal umfasst; – Identifizieren des Testsystems (10) mit mindestens einem nichtlinearen mathematischen Modell (26) durch Eingeben des mindestens einen ersten Testsignals (28a) und des mindestens einen ersten gemessenen Ausgangssignals (28b) in das Modell (26); – Eingeben des mindestens einen Soll-Ausgangssignals (14) in das Modell (26); und – Ermitteln des mindestens einen Anregungssignals (32) in Abhängigkeit von dem mindestens einen Soll-Ausgangssignal (14) mittels des Modells (26); dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Parameter des ersten Testsignals (28a) derart eingestellt wird, dass das mindestens eine erste Ausgangssignal (28b) einen Rauschsignalpegel aufweist, der kleiner ist als ein Signalpegel des mindestens einen Soll-Ausgangssignals (14).Method for determining at least one excitation signal ( 32 ) for at least one first actuating element ( 18 ) of a test system ( 10 ), comprising the following steps: - providing at least one desired output signal ( 14 ), in the form of measurement data; - driving the at least one first actuating element ( 18 ) of the test system ( 10 ) with at least a first test signal ( 28a ) having at least one parameter; Measuring at least one first output signal ( 28b ) of the test system ( 10 ) in response to the at least one first test signal ( 28a ), wherein the at least one first output signal ( 28b ) comprises a noise signal; - Identification of the test system ( 10 ) with at least one nonlinear mathematical model ( 26 ) by inputting the at least one first test signal ( 28a ) and the at least one first measured output signal ( 28b ) into the model ( 26 ); Inputting the at least one desired output signal ( 14 ) into the model ( 26 ); and - determining the at least one excitation signal ( 32 ) in dependence on the at least one desired output signal ( 14 ) by means of the model ( 26 ); characterized in that the at least one parameter of the first test signal ( 28a ) is set such that the at least one first output signal ( 28b ) has a noise signal level which is less than a signal level of the at least one desired output signal ( 14 ). Verfahren zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal (32) für mindestens ein erstes Stellelement (18) eines Testsystems, folgende Schritte umfassend: – Bereitstellen mindestens eines Soll-Ausgangssignals (14), in Form von Messdaten; – Ansteuern des mindestens einen ersten Stellelements (18) mit mindestens einem ersten Testsignal (28a), das mindestens einen Parameter aufweist; – Messen mindestens eines ersten Ausgangssignals (28b) des Testsystems (10) als Antwort auf das mindestens eine erste Testsignal (28a); – Identifizieren des Testsystems (10) mit mindestens einem nichtlinearen mathematischen Modell (26) durch Eingeben des mindestens einen ersten Testsignals (28a) und des mindestens einen ersten gemessenen Ausgangssignals (28b) in das Modell (26); – Eingeben des mindestens einen Soll-Ausgangssignals (14) in das Modell (26); und – Ermitteln des mindestens einen Anregungssignals (32) in Abhängigkeit von dem mindestens einen Soll-Ausgangssignal (14) mittels des Modells (26); dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Testsignal (28a) mit mindestens einem zweiten Testsignal (28a), mit dem mindestens ein zweites Stellelement (18) des Testsystems (10) angesteuert wird, korreliert ist.Method for determining at least one excitation signal ( 32 ) for at least one first actuating element ( 18 ) of a test system, comprising the following steps: - providing at least one desired output signal ( 14 ), in the form of measurement data; - driving the at least one first actuating element ( 18 ) with at least a first test signal ( 28a ) having at least one parameter; Measuring at least one first output signal ( 28b ) of the test system ( 10 ) in response to the at least one first test signal ( 28a ); - Identification of the test system ( 10 ) with at least one non-linear mathematical model ( 26 ) by inputting the at least one first test signal ( 28a ) and the at least one first measured output signal ( 28b ) into the model ( 26 ); Inputting the at least one desired output signal ( 14 ) into the model ( 26 ); and - determining the at least one excitation signal ( 32 ) in dependence on the at least one desired output signal ( 14 ) by means of the model ( 26 ); characterized in that the at least one first test signal ( 28a ) with at least one second test signal ( 28a ), with which at least one second actuating element ( 18 ) of the test system ( 10 ) is correlated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Korrelationsanalyse bzw. eine Kohärenzanalyse durchgeführt wird, mittels welcher eine Korrelation bzw. Kohärenz zwischen dem mindestens einen ersten Testsignal (28a) und dem mindestens einen ersten Ausgangssignal (28b) ermittelt wird, wobei der mindestens eine Parameter des mindestens einen ersten Testsignals (28a) derart in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Korrelationsanalyse bzw. der Kohärenzanalyse eingestellt wird, dass ein deterministischer Zusammenhang zwischen dem mindestens einen ersten Testsignal (28a) und dem mindestens einen ersten Ausgangssignal (28b) besteht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a correlation analysis or a coherence analysis is carried out, by means of which a correlation or coherence between the at least one first test signal ( 28a ) and the at least one first output signal ( 28b ), wherein the at least one parameter of the at least one first test signal ( 28a ) is set in such a way as a function of a result of the correlation analysis or the coherence analysis that a deterministic relationship between the at least one first test signal ( 28a ) and the at least one first output signal ( 28b ) consists. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Parameter des Testsignals (28a) eine Frequenz, eine Amplitude einer Frequenz, eine Dauer des Ansteuerns des mindestens einen ersten Stellelements (18) mit dem mindestens einen ersten Testsignal (28a) und/oder eine Mittellast des mindestens einen ersten Testsignals (28a) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one parameter of the test signal ( 28a ) a frequency, an amplitude of a frequency, a duration of the driving of the at least one first actuating element ( 18 ) with the at least one first test signal ( 28a ) and / or a middle load of the at least one first test signal ( 28a ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Testsystem (10) eine Mehrzahl an Stellelementen (18) umfasst, wobei jedes Stellelement (18) mit einem Testsignal (28a) angesteuert wird und mindestens ein Ausgangssignal (28b) als Antwort auf die Testsignale (28a) gemessen wird, wobei für jedes Stellelement (18) des Testsystems (10) das Testsystem (10) mit jeweils einem nichtlinearen mathematischen Modell (26) identifiziert wird durch Eingeben der jeweiligen Testsignale (28a) für das jeweilige Stellelement (18) und des mindestens einen gemessenen Ausgangssignals (28b) in das Modell (26).Method according to one of the preceding claims, characterized in that the test system ( 10 ) a plurality of control elements ( 18 ), each actuator ( 18 ) with a test signal ( 28a ) and at least one output signal ( 28b ) in response to the test signals ( 28a ), wherein for each actuator ( 18 ) of the test system ( 10 ) the test system ( 10 ) each with a nonlinear mathematical model ( 26 ) is identified by inputting the respective test signals ( 28a ) for the respective actuating element ( 18 ) and the at least one measured output signal ( 28b ) into the model ( 26 ). Testsystemanordnung zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal (32) für mindestens ein erstes Stellelement (18) eines Testsystems (10), die Testsystemanordnung aufweisend – mindestens ein erstes Stellelement (18), das mit mindestens einem Testsignal (28a), das mindestens einen Parameter aufweist, ansteuerbar ist, – eine Steuereinheit, mittels welcher das mindestens eine erste Stellelement (18) mit dem mindestens einen Testsignal (28a) ansteuerbar ist, – mindestens einen Sensor, mittels welchem mindestens ein erstes Ausgangssignal (28b) des Testsystems (10) messbar ist, – eine Recheneinheit, die mindestens ein implementiertes nichtlineares mathematisches Modell (26) umfasst, wobei das Modell (26) mit dem Testsystem (10) durch Zuführung von Trainingsdaten identifizierbar ist, wobei dem Modell (26) als Trainingsdaten das mindestens eine Testsignal (28a) und das mindestens eine vom Sensor messbare erste Ausgangssignal (28b) zuführbar ist, und wobei mittels des identifizierten Modells (26) durch Eingeben mindestens eines Soll-Ausgangssignals (14) in das Modell (26) ein Anregungssignal (32) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Parameter des Testsignals (28a) derart einstellbar ist, dass beim Ansteuern des mindestens einen ersten Stellelements (18) mit dem aufgrund des mindestens einen eingestellten Parameters ermittelten Anregungssignal (32) mindestens ein zweites Ausgangssignal des Testsystems (10) erzeugbar ist, das innerhalb vorgegebener Grenzen mit dem mindestens einen Soll-Ausgangssignal (14) übereinstimmt.Test system arrangement for determining at least one excitation signal ( 32 ) for at least one first actuating element ( 18 ) of a test system ( 10 ), the test system arrangement comprising - at least one first control element ( 18 ) with at least one test signal ( 28a ), which has at least one parameter, is controllable, - a control unit, by means of which the at least one first control element ( 18 ) with the at least one test signal ( 28a ) is controllable, - at least one sensor, by means of which at least a first output signal ( 28b ) of the test system ( 10 ) is measurable, - a computational unit that has at least one implemented nonlinear mathematical model ( 26 ), the model ( 26 ) with the test system ( 10 ) is identifiable by supplying training data, whereby the model ( 26 ) as training data the at least one test signal ( 28a ) and the at least one first output signal ( 28b ), and wherein by means of the identified model ( 26 ) by inputting at least one desired output signal ( 14 ) into the model ( 26 ) an excitation signal ( 32 ) can be determined, characterized in that the at least one parameter of the test signal ( 28a ) is adjustable such that when driving the at least one first actuating element ( 18 ) with the excitation signal determined on the basis of the at least one set parameter ( 32 ) at least one second output signal of the test system ( 10 ) can be generated within predetermined limits with the at least one desired output signal ( 14 ) matches. Testsystemanordnung zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal (32) für mindestens ein erstes Stellelement (18) eines Testsystems (10), die Testsystemanordnung aufweisend – mindestens ein erstes Stellelement (18), das mit mindestens einem Testsignal (28a), das mindestens einen Parameter aufweist, ansteuerbar ist, – eine Steuereinheit, mittels welcher das mindestens eine erste Stellelement (18) mit dem mindestens einen Testsignal (28a) ansteuerbar ist, – mindestens einen Sensor, mittels welchem mindestens ein erstes Ausgangssignal (28b), das mindestens eine zweite Frequenz aufweist, des Testsystems (10) messbar ist, – eine Recheneinheit, die mindestens ein implementiertes nichtlineares mathematisches Modell (26) umfasst, wobei das Modell (26) mit dem Testsystem (10) durch Zuführung von Trainingsdaten identifizierbar ist, wobei dem Modell (26) als Trainingsdaten das mindestens eine Testsignal (28a) und das mindestens eine vom Sensor messbare erste Ausgangssignal (28b) zuführbar ist, und wobei mittels des identifizierten Modells (26) durch Eingeben mindestens eines Soll-Ausgangssignals (14), das mindestens eine erste Frequenz aufweist, in das Modell (26) ein Anregungssignal (32) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Parameter des Testsignals (28a) derart einstellbar ist, dass die mindestens eine zweite Frequenz des ersten Ausgangssignals (28b) mit der mindestens einen ersten Frequenz des Soll-Ausgangssignals (14) innerhalb vorgegebener Grenzen übereinstimmt.Test system arrangement for determining at least one excitation signal ( 32 ) for at least one first actuating element ( 18 ) of a test system ( 10 ), the test system arrangement comprising - at least one first control element ( 18 ) with at least one test signal ( 28a ), which has at least one parameter, is controllable, - a control unit, by means of which the at least one first control element ( 18 ) with the at least one test signal ( 28a ) is controllable, - at least one sensor, by means of which at least a first output signal ( 28b ) having at least a second frequency of the test system ( 10 ) is measurable, - a computational unit that has at least one implemented nonlinear mathematical model ( 26 ), the model ( 26 ) with the test system ( 10 ) is identifiable by supplying training data, whereby the model ( 26 ) as training data the at least one test signal ( 28a ) and the at least one first output signal ( 28b ), and wherein by means of the identified model ( 26 ) by inputting at least one desired output signal ( 14 ) having at least a first frequency into the model ( 26 ) an excitation signal ( 32 ) can be determined, characterized in that the at least one parameter of the test signal ( 28a ) is adjustable such that the at least one second frequency of the first output signal ( 28b ) with the at least one first frequency of the target Output signal ( 14 ) within given limits. Testsystemanordnung zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal (32) für mindestens ein erstes Stellelement (18) eines Testsystems (10), die Testsystemanordnung aufweisend – mindestens ein erstes Stellelement (18), das mit mindestens einem Testsignal (28a), das mindestens einen Parameter aufweist, ansteuerbar ist, – eine Steuereinheit, mittels welcher das mindestens eine erste Stellelement (18) mit dem mindestens einen Testsignal (28a) ansteuerbar ist, – mindestens einen Sensor, mittels welchem mindestens ein erstes Ausgangssignal (28b), das ein Rauschsignal umfasst, des Testsystems (10) messbar ist, – eine Recheneinheit, die mindestens ein implementiertes nichtlineares mathematisches Modell (26) umfasst, wobei das Modell (26) mit dem Testsystem (10) durch Zuführung von Trainingsdaten identifizierbar ist, wobei dem Modell (26) als Trainingsdaten das mindestens eine Testsignal (28a) und das mindestens eine vom Sensor messbare erste Ausgangssignal (28b) zuführbar ist, und wobei mittels des identifizierten Modells (26) durch Eingeben mindestens eines Soll-Ausgangssignals (14) in das Modell (26) ein Anregungssignal (32) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Parameter des Testsignals (28a) derart einstellbar ist, dass das mindestens eine erste Ausgangssignal (28b) einen Rauschsignalpegel aufweist, der kleiner ist als ein Signalpegel des mindestens einen Soll-Ausgangssignals (14).Test system arrangement for determining at least one excitation signal ( 32 ) for at least one first actuating element ( 18 ) of a test system ( 10 ), the test system arrangement comprising - at least one first control element ( 18 ) with at least one test signal ( 28a ), which has at least one parameter, is controllable, - a control unit, by means of which the at least one first control element ( 18 ) with the at least one test signal ( 28a ) is controllable, - at least one sensor, by means of which at least a first output signal ( 28b ), which includes a noise signal, of the test system ( 10 ) is measurable, - a computational unit that has at least one implemented nonlinear mathematical model ( 26 ), the model ( 26 ) with the test system ( 10 ) is identifiable by supplying training data, whereby the model ( 26 ) as training data the at least one test signal ( 28a ) and the at least one first output signal ( 28b ), and wherein by means of the identified model ( 26 ) by inputting at least one desired output signal ( 14 ) into the model ( 26 ) an excitation signal ( 32 ) can be determined, characterized in that the at least one parameter of the test signal ( 28a ) is adjustable such that the at least one first output signal ( 28b ) has a noise signal level which is less than a signal level of the at least one desired output signal ( 14 ). Testsystemanordnung zur Bestimmung von mindestens einem Anregungssignal (32) für mindestens ein erstes Stellelement (18) eines Testsystems (10), die Testsystemanordnung aufweisend – mindestens ein erstes Stellelement (18), das mit mindestens einem ersten Testsignal (28a) ansteuerbar ist, – mindestens ein zweites Stellelement (18), das mit mindestens einem zweiten Testsignal (28a) ansteuerbar ist, – eine Steuereinheit, mittels welcher das mindestens eine erste und zweite Stellelement (18) mit dem mindestens einen ersten und zweiten Testsignal (28a) ansteuerbar ist, – mindestens einen Sensor, mittels welchem mindestens ein Ausgangssignal (28b) des Testsystems (10) messbar ist, – eine Recheneinheit, die mindestens ein implementiertes nichtlineares mathematisches Modell (26) umfasst, wobei das Modell (26) mit dem Testsystem (10) durch Zuführung von Trainingsdaten identifizierbar ist, wobei dem Modell (26) als Trainingsdaten das mindestens eine erste Testsignal (28a) und das mindestens eine vom Sensor messbare Ausgangssignal (28b) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Testsignal (28a) mit dem mindestens einen zweiten Testsignal (28a) korreliert ist.Test system arrangement for determining at least one excitation signal ( 32 ) for at least one first actuating element ( 18 ) of a test system ( 10 ), the test system arrangement comprising - at least one first control element ( 18 ) with at least a first test signal ( 28a ) is controllable, - at least one second control element ( 18 ), with at least a second test signal ( 28a ) is controllable, - a control unit, by means of which the at least one first and second control element ( 18 ) with the at least one first and second test signal ( 28a ) is controllable, - at least one sensor, by means of which at least one output signal ( 28b ) of the test system ( 10 ) is measurable, - a computational unit that has at least one implemented nonlinear mathematical model ( 26 ), the model ( 26 ) with the test system ( 10 ) is identifiable by supplying training data, whereby the model ( 26 ) as training data the at least one first test signal ( 28a ) and the at least one output signal measurable by the sensor ( 28b ), characterized in that the at least one first test signal ( 28a ) with the at least one second test signal ( 28a ) is correlated.
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