DE102013217102A1

DE102013217102A1 - Regler zur Ansteuerung eines mikromechanischen Aktors, Ansteuerungssystem zur Ansteuerung eines mikromechanischen Aktors, Mikrospiegelsystem und Verfahren zum Ansteuern eines mikromechanischen Aktors

Info

Publication number: DE102013217102A1
Application number: DE102013217102.1A
Authority: DE
Inventors: Mohamad Iyad Al Dibs
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2033-08-29
Also published as: DE102013217102B4; US10118818B2; CN104678760A; CN104678760B; US20150066161A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart einen Regler zur Ansteuerung eines mikromechanischen Aktors, mit einem ersten Signaleingang, welcher dazu ausgebildet ist, ein Referenzsignal zu empfangen, mit einem zweiten Signaleingang, welcher dazu ausgebildet ist, ein Messsignal zu empfangen, welches eine aufgenommene Reaktion des mikromechanischen Aktors auf ein Steuersignal kennzeichnet, mit einem ersten Reglerelement, welches dazu ausgebildet ist, vorgegebene Frequenzmoden und/oder vorgegebene Frequenzanteile in dem empfangenen Referenzsignal zu filtern und/oder zu dämpfen und ein gefiltertes und/oder gedämpftes Referenzsignal auszugeben, mit einem zweiten Reglerelement, welches dazu ausgebildet ist, das empfangene Messsignal zu modifizieren, indem es die Güte der ersten Mode und/oder weiterer Moden des mikromechanischen Aktors durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals minimiert, und ein modifiziertes Messsignal auszugeben, mit einem dritten Reglerelement, welches dazu ausgebildet ist, die Regelabweichung zwischen dem gefilterten und/oder gedämpften Referenzsignal und dem empfangenen Messsignal zu minimieren und ein minimiertes Referenzsignal auszugeben, mit einem vierten Reglerelement, welches ausgebildet ist, die Phase der Differenz des minimierten Referenzsignals und des modifizierten Messsignals für mindestens eine vorgegebene Frequenz zu drehen und das modifizierte Referenzsignal als das Steuersignal an den mikromechanischen Aktor zu übermitteln. Ferner offenbart die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Ansteuersystem, ein entsprechende Mikrospiegelsystem und ein entsprechende Verfahren.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Regler zur Ansteuerung eines mikromechanischen Aktors, ein Ansteuersystem zur Ansteuerung eines mikromechanischen Aktors, ein Mikrospiegelsystem und ein Verfahren zum Ansteuern eines mikromechanischen Aktors.
Stand der Technik
Mikromechanische Aktoren werden heute in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Beispielsweise werden Mikrospiegel in Projektoreinheiten eingesetzt, die auf sehr kleinem Bauraum aufgebaut werden sollen.
In solchen Projektoreinheiten werden üblicherweise Mikrospiegel eingesetzt, die ein sog. MEMS – Micro-Electro-Mechanical-System – darstellen. Solche MEMS-Spiegel besitzen häufig mehrere mechanische Resonanzstellen – auch Moden oder Polstellen in der Übertragungsfunktion genannt – die entsprechend elektrisch angeregt werden können. Ferner besitzen solche MEMS-Spiegel auch Anti-Resonanzmoden – auch Nullstellen in der Übertragungsfunktion oder notch genannt.
Die Moden der MEMS-Spiegel unterteilen sich dabei in Nutzmoden und Störmoden. Insbesondere beeinträchtigt die Anregung von Störmoden die Qualität des projizierten Bildes negativ.
Die genannten MEMS-Spiegel bilden ein sog. träges Feder-Masse-System, das in erster Näherung als ein Tiefpass zweiter Ordnung (PT2-Element) modelliert werden kann. Die Eckfrequenzen des trägen Feder-Masse-Systems werden dabei durch dessen erste Mode definiert.
Ein solcher MEMS-Spiegel kann entweder resonant auf einer oder mehreren Nutzmoden betrieben werden oder quasi-statisch betrieben werden. Die quasi-statische Ansteuerung erfolgt mit einem niederfrequenten Signal und vermeidet eine Anregung der Moden.
In 9 sind in einem Bode-Diagramm die Übertragungsfunktionen für unterschiedliche MEMS Mikrospiegel dargestellt. In dem oberen Diagramm ist die Dämpfung in dB über der Frequenz dargestellt. In dem unteren Diagramm ist die Phase in Grad über die Frequenz dargestellt. In dem oberen Diagramm ist zu erkennen, das die fünf Mikrospiegel, deren Übertragungsfunktionen dargestellt sind, ein Vielzahl von Resonanzmoden und Antiresonanzmoden aufweisen. Diese zeigen sich in dem Diagramm durch Spitzen, die nach oben oder unten ausschlagen. In dem unteren Diagramm ist ferner zu erkennen, dass die Spiegel in Abhängigkeit von der Frequenz jeweils unterschiedliche Phasengänge aufweisen. Insbesondere weisen einige Spiegel jeweils einen Phasengang auf, der zumindest bis zu einer gewissen Frequenz zwischen –0° und –180° liegt, während bei anderen Spiegeln der Phasengang über –180° hinaus geht.
Für den Bildaufbau mit Hilfe von MEMS-Spiegeln benötigt man üblicherweise zwei MEMS-Spiegel, wobei einer der MEMS-Spiegel resonant angesteuert wird und einer der MEMS-Spiegel quasi-statisch betrieben wird. Dabei ist der resonant betriebene MEMS-Spiegel für die Zeilenprojektion des Bilder zuständig und der quasistatisch betriebene MEMS-Spiegel für den zeilenweisen Bildaufbau. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einen 2D-Spiegel zu verwenden, der sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Richtung betrieben wird.
Derjenige MEMS-Spiegel, welcher im quasi-statischen Zustand betrieben wird, muss derart angesteuert werden, dass die Resonanzmoden des Mikrospiegels nicht angeregt werden.
Üblicherweise wird dabei ein MEMS-Spiegel im quasi-statischen Zustand mit einem Sägezahnsignal als Führungsgröße angesteuert, um z. B. eine Bildrate von 60 Hz zu erzeugen. Das Sägezahnsignal weist dabei im Frequenzbereich die vielfachen der geraden und ungeraden Harmonischen der Grundfrequenz auf. Zwei mögliche Sägezahnsignale mit unterschiedlichen Rücklaufzeiten sind in dem Diagramm der 10 als gestrichelte und durchgehende Kurven dargestellt. Auf der Abszissenachse ist dabei die Zeit und auf der Ordinatenachse die Amplitude des Sägezahnsignals dargestellt. In 10 sind die steigenden Flanken diejenigen Flanken, die den MEMS-Spiegel von Zeile zu Zeile steuern.
Die fallenden Flanken stellen den Rücklauf des MEMS-Spiegels in die Ausgangsposition dar. In 11 ist das entsprechende Sägezahnsignal im Frequenzbereich dargestellt.
Wie in 11 zu sehen ist, weist das Sägezahnsignal im Frequenzbereich Frequenzanteile bei 60 Hz und den Vielfachen von 60 Hz, also 120 Hz, 180 Hz und so weiter auf. Bei der Ansteuerung eines MEMS-Spiegels mit einem solchen Sägezahnsignal könnte eine der Vielfachen der Grundfrequenz dabei eine Resonanzmode des jeweiligen MEMS-Spiegels anregen.
Zur Ansteuerung der MEMS-Spiegel im quasistatischen Zustand werden üblicherweise Linear-Treiber oder digitale Treiber verwendet. Um eine ausreichende Genauigkeit bei der Ansteuerung zu erzielen bzw. die lineare Auslenkung zu erhöhen, werden die Mikrospiegel in einem geschlossenen Regelkreis (sog. closed loop) geregelt. Dabei können unterschiedliche Regler zum Einsatz kommen, z. B. adaptive PD-Regler, current controller and position controller in feed forward structure, LMS-Harmonic Controller, Iterative Harmonic Coefficent Determination, und dergleichen. Den verwendeten Reglern gemein ist, dass diese eine sehr hohe Systembandbreit und damit eine sehr hohe Rechenleistung benötigen.
Eine Steuerung, die nach dem Verfahren der „Iterative Harmonic Coefficent Determination” arbeitet, wird in der US 7,952,783 B2 offenbart.
Beispielsweise benötigen Systeme mit MEMS-Spiegel und Regler üblicherweise eine Reglerbandbreite von 1 MHz, um jede Bildzeile genau zu regeln. Ferner benötigen einige der bekannten Reglerkonzepte zusätzliche Zustandsinformationen des MEMS-Spiegels, die in der Realität nur sehr schwer zu erfassen sind oder sehr schwer zu schätzen sind.
Eine hohe Systembandbreite und eine hohe Rechenleistung bedeuten in den Ansteuer-ICs einen hohen Flächenbedarf z. B. für Analog-Digital-Wandler, Mikrocontroller, Digital-Analog-Wandler, Treiberstufen und dergleichen.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung offenbart einen Regler zur Ansteuerung eines mikromechanischen Aktors mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Ansteuersystem zur Ansteuerung eines mikromechanischen Aktors mit den Merkmalen des Anspruchs 7, ein Mikrospiegelsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
Demgemäß ist vorgesehen:
Ein Regler zur Ansteuerung eines mikromechanischen Aktors, mit einem ersten Signaleingang, welcher dazu ausgebildet ist, ein Referenzsignal zu empfangen, mit einem zweiten Signaleingang, welcher dazu ausgebildet ist, ein Messsignal zu empfangen, welches eine aufgenommene Reaktion des mikromechanischen Aktors auf ein Steuersignal kennzeichnet, mit einem ersten Reglerelement, welches dazu ausgebildet ist, vorgegebene Frequenzmoden und/oder vorgegebene Frequenzanteile in dem empfangenen Referenzsignal zu filtern und/oder zu dämpfen und ein gefiltertes und/oder gedämpftes Referenzsignal auszugeben, mit einem zweiten Reglerelement, welches dazu ausgebildet ist, das empfangene Messsignal zu modifizieren, indem es die Güte der ersten Mode und/oder weiterer Moden des mikromechanischen Aktors durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals im geschlossenen Regelkreis minimiert, und ein modifiziertes Messsignal auszugeben, mit einem dritten Reglerelement, welches dazu ausgebildet ist, die Regelabweichung zwischen dem gefilterten und/oder gedämpften Referenzsignal und dem empfangenen Messsignal zu minimieren und das minimierte Referenzsignal auszugeben, mit einem vierten Reglerelement, welches ausgebildet ist, die Phase der Differenz des minimierten Referenzsignals und des modifizierten Messsignals für mindestens eine vorgegebene Frequenz zu drehen und das modifizierte Referenzsignal als das Steuersignal an den mikromechanischen Aktor zu übermitteln.
Ferner ist vorgesehen:
Ein Ansteuersystem zur Ansteuerung eines mikromechanischen Aktors, mit einem Signalgenerator, welcher dazu ausgebildet ist, ein Refernzsignal auszugeben, mit einem erfindungsgmäßen Regler, welcher dazu ausgebildet ist, das Referenzsignal zu empfangen und ein Steuersignal für den mikromechanischen Aktor auszugeben, mit einer ersten Signalaufbereitungseinheit, welche dazu ausgebildet ist, das Steuersignal aufzubereiten und an den mikromechanischen Aktor zu übermitteln, und mit einer zweiten Signalaufbereitungseinheit, welche dazu ausgebildet ist, eine Reaktion des mikromechanischen Aktors auf das Steuersignal aufzunehmen und ein Messsignal an den Regler zu übermitteln, welches die aufgenommene Reaktion kennzeichnet.
Ferner ist vorgesehen:
Ein Mikrospiegelsystem, mit mindestens einem Mikrospiegel, und mit mindestens einem erfindungsgemäßen Ansteuersystem, welches dazu ausgebildet ist, den Mikrospiegel anzusteuern.
Schließlich ist vorgesehen:
Ein Verfahren zum Ansteuern eines mikromechanischen Aktors, mit den Schritten Empfangen eines Referenzsignals, Empfangen eines Messsignals, welches eine aufgenommene Reaktion des mikromechanischen Aktors auf ein Steuersignal kennzeichnet, Filtern und/oder Dämpfen von vorgegebenen Frequenzmoden und/oder vorgegebenen Frequenzanteilen in dem Referenzsignal, Modifizieren des empfangenen Messsignals durch minimieren der Güte der ersten Mode und/oder weiterer Moden des mikromechanischen Aktors durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals im geschlossenen Regelkreis, Minimieren der Regelabweichung zwischen dem gefilterten und/oder gedämpften Referenzsignal und dem empfangenen Messsignal und ausgeben eines minimierten Referenzsignals, Drehen der Phase der Differenz des minimierten Referenzsignals und des modifzierten Messsignals für mindestens eine vorgegebene Frequenz, und Übermitteln der Differenz des minimierten Referenzsignals und des modifzierten Messsignals mit der gedrehten Phase als das Steuersignal an den mikromechanischen Aktor.
Vorteile der Erfindung
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass die Reglerstrukturen bekannter Regler zur Ansteuerung eines mikromechanischen Aktors sehr komplex sind und folglich sehr aufwändig in der Umsetzung sind.
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht nun darin, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und eine modulare Multifeedback-Regler-Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung vorzusehen, die lediglich vier lineare Regler-Element aufweist.
Dazu sieht die vorliegende Erfindung vor, dass ein Referenzsignal von einem ersten Reglerelement verarbeitet wird, welches vorgegebene Frequenzmoden und/oder vorgegebene Frequenzanteile in dem empfangenen Referenzsignal herausfiltert oder dämpft. Die Differenz aus dem so vorbereiteten Referenzsignal und einem Messsignal, welches die aktuelle Position des mikromechanischen Aktors kennzeichnet, wird von einem dritten Reglerelement, verarbeitet, welches die Regelabweichung zwischen dem gefilterten und/oder gedämpften Referenzsignal und dem empfangenen Messsignal minimiert.
Schließlich wird von einem vierten Reglerelement, die Phase der Differenz des minimierten Referenzsignals und eines modifizierten Messsignals, welches von einem zweiten Reglerelement modifiziert wird, indem die Güte der ersten Mode bzw. weiterer Moden des mikromechanischen Aktors durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals im geschlossenen Regelkreises minimiert wird, für mindestens eine vorgegebene Frequenz gedreht und als das Steuersignal an den mikromechanischen Aktor übermittelt.
Insbesondere können alle Reglerelemente der vorliegenden Erfindung als lineare Reglerelemente ausgeführt sein.
Die vorliegende Reglerstruktur minimiert z. B. die erste Resonanzmode des Mikrospiegels. Ferner wird eine Phasendrehung in der Regelstrecke durchgeführt, falls der angesteuerte Mikrospiegel in seinem Phasengang einen Phasenverlauf zwischen –180° und –360° aufweist. Schließlich werden alle Resonanzmoden des Mikrospiegels außerhalb der Regler-Bandbreite unterdrückt und ein klassischer Regler zur Minimierung der Reglerabweichung eingesetzt.
Die vorliegende Erfindung bietet einen modularen Regler-Aufbau, der in Abhängigkeit von dem jeweils eingesetzten mikromechanischen Aktor sehr einfach an die jeweilige Anwendung angepasst werden kann.
Ferner wird durch den Einsatz von linearen Reglerelementen erster bis höherer Ordnung ein sehr einfacher Regler geringer Komplexität bereitgestellt, der sehr einfach z. B. in einem ASIC integriert werden kann.
Durch die vorliegende Erfindung wird es möglich einen Regler mit einer geringen Systembandbreite (10- bis 30-fache der ersten Resonanzmode des mikromechanischen Aktors) zu nutzen, da keine Regelung der einzelnen Bild-Zeilen notwendig ist. Die Anpassbarkeit der einzelnen Reglerelemente ermöglich ferner eine hohe Reglergüte.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
In einer Ausführungsform ist das vierte Reglerelement dazu ausgebildet, die Phase von –180° bis –360° auf 0° bis –180° zu drehen. Dies ermöglicht es, das ein System aus Regler, Mikrospiegel und dergleichen mit einer ausreichenden Bandbreite bzw. ausreichender Gain- und Phasen-Reserve stets stabil betrieben werden kann.
In einer Ausführungsform ist das zweite Reglerelement dazu ausgebildet, beim Modifizieren in einem Pol-Nullstellendiagramm des mikromechanischen Aktors durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals die komplexen Polstellen der ersten Mode des mikromechanischen Aktors durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals in Richtung der realen Achse im Pol-Nullstellendiagramm des geschlossenen Regelkreises zu verschieben Somit wird die Güte der ersten Mode des mikromechanischen Aktors im geschlossen Regelkreis verringert bzw. minimiert und hat somit keine Nachteilie für den Bildaufbau bzw. die Bildprojektion.
In einer Ausführungsform ist das zweite Reglerelement dazu ausgebildet, beim Modifizieren die erste Mode des empfangenen Messsignals zu eliminieren und eine zusätzliche Polstelle mit einem vorgegebenen Dämpfungsfaktor in dem Pol-Nullstellendiagramm des empfangenen Messsignals anzuordnen. Dadurch wird die Güte der ersten Mode des mikromechanischen Aktors im geschlossen Regelkreis verringert bzw. minimiert und hat keine Nachteile für den Bildaufbau bzw. die Bildprojektion.
In einer Ausführungsform ist das dritte Reglerelement als PID-Reglerelement ausgebildet. Dies ermöglicht eine sehr einfache Implementierung des dritten Reglerelements. Andere Ausführungen des dritten Reglerelements sind ebenfalls möglich.
In einer Ausführungsform ist das erste Reglerelement als ein digitales Filterelement, insbesondere als ein IIR-Filterelement und/oder ein notch-Filterelement und/oder ein FIR-Filterelement, ausgebildet. Dies ermöglicht eine sehr einfache, wenig komplexe Implementierung des ersten Reglerelements und eine sehr flexible Anpassung des ersten Reglerelements.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reglers;
2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ansteuersystems und eines erfindungsgemäßen Mikrospiegelsystems;
3 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
4 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgmäßen Reglers;
5 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen dritten Reglerelements;
6 ein Bode-Diagramm eines Mikrospiegels;
7 einen veränderten Frequenzgang für den Mikrospiegel der 6;
8 ein verändertes Bodediagramm für den Mikrospiegel der 6;
9 ein Bodediagramm für unterschiedliche MEMS-Spiegel;
10 mögliche Sägezahnsignale zur Ansteuerung eines MEMS-Spiegels im Zeitbereich;
11 ein mögliches Sägezahnsignal zur Ansteuerung eines MEMS-Spiegels im Frequenzbereich.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
Unter einem mikromechanischen Aktor wird im Rahmen dieser Patentanmeldung ein Aktor verstanden, der aus sehr kleinen mechanischen Strukturen besteht, die elektrisch angesteuert werden können. Solche Aktoren sind auch unter dem Begriff MEMS (Micro-Electrical-Mechanical-System) bekannt.
Ein möglicher mikromechanischer Aktor ist z. B. ein sog. Mikrospiegel. Mikrospiegel werden z. B. in Video-Projektoren eingesetzt, um das Licht einer Lichtquelle Zeilenweise auf eine Leinwand zu projizieren.
Um einen solchen Mikrospiegel in einem Video-Projektor einsetzen zu können, ist es notwendig, die Auslenkung des Mikrospiegels exakt zu steuern. Wichtig für eine exakte Steuerung ist die Kenntnis der Übertragungsfunktion eines solchen Mikrospiegels. Diese kann z. B. lauten:
mit:

D01:: Dämpfungsfaktor der ersten Mode
D02:: Dämpfungsfaktor der zweiten Mode
D02b:: Dämpfungsfaktor der zweiten Antiresonanzmode
f01:: Frequenz der ersten Mode
f02:: Frequenz der zweiten Mode
f02b:: Frequenz der dritten Mode
ks01:: Anteil der Mode 1 am DC-Gain der Übertragungsfunktion
ks02:: Anteil der Mode 2 am DC-Gain der Übertragungsfunktion
ks03:: Anteil der Mode 3 am DC-Gain der Übertragungsfunktion

Unter dem Referenzsignal ist im Rahmen dieser Patentanmeldung jenes Signal zu verstehen, welches die gewünschte Position für den mikromechanischen Aktor vorgibt und dem Regler für den mikromechanischen Aktor zugeführt wird.
Das Messsignal ist jenes Signal, welches die aktuelle Position des mikromechanischen Aktors repräsentiert.
Moden, auch Schwingungsmoden genannt, bezeichnen Eigenschaften stehender Wellen hinsichtlich Ihrer Energieverteilung. Die Moden treten z. B. üblicherweise bei den Resonanzfrequenzen bzw. den Antiresonanzfrequenzen des mikromechanischen Aktors auf.
Ist im Rahmen dieser Patentanmeldung davon die Rede, dass ein Arbeitsschritt in dem Pol-Nullstellendiagramm durchgeführt wird, kann in dem Regler das Pol-Nullstellendiagramm des mikromechanischen Aktors bzw. MEMS Elements im geschlossenen Regelkreis verändert werden. Andererseits ist es auch möglich, z. B. eine Verschiebung einer Nullstelle bzw. Polstelle in dem Pol-Nullstellendiagramm dadurch zu erreichen, dass der entsprechende Arbeitsschritt auf ein Signal z. B. im Zeitbereich oder Frequenzbereich angewandt wird, wobei durch den Arbeitsschritt das Verhalten des mikromechanischen Aktors im geschlossenen Regelkreis direkt verändert wird, so dass die gewünschte Änderung auch in dem Pol-Nullstellendiagramm des geschlossenen Regelkreises ersichtlich wird.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reglers 1.
Der Regler 1 weist einen ersten Signaleingang 3 auf, der mit einem ersten Reglerelement 8 gekoppelt ist. Das erste Regelelement 8 ist mit einem dritten Reglerelement 10 gekoppelt, welches mit einem vierten Regelelement 11 gekoppelt ist.
Ferner ist ein zweiter Signaleingang 5 vorgesehen, welcher ein empfangenes Messsignal 6 an ein zweites Reglerelement 9 und an das dritte Reglerelement 10 übermittelt. Das empfangene Messsignal 6 kennzeichnet dabei eine aufgenommene Reaktion des mikromechanischen Aktors 2 auf ein Steuersignal 7. Dem zweiten Signaleingang 5 ist das zweite Reglerelement 9 nachgeschaltet, welches das empfangene Messsignal 6 modifiziert, indem es die Güte der ersten Mode des mikromechanischen Aktors mit dem empfangenen Messsignals 6 im geschlossenen Regelkreises minimiert bzw. diese dämpft.
Der erste Signaleingang 3 ist dazu ausgebildet, ein Referenzsignal 4 zu empfangen und dieses an das erste Reglerelement 8 zu übermitteln, welches aus dem empfangenen Referenzsignal 4 vorgegebene Frequenzmoden und/oder vorgegebene Frequenzanteile herausfiltert oder diese dämpft.
Das dritte Reglerelement 10 ist der eigentliche Kern des Reglers 1 und minimiert die Regelabweichung zwischen dem gefilterten und/oder gedämpften Referenzsignal 12 und dem empfangenen Messsignal 6. Das dritte Reglerelement gibt das minimierte Referenzsignal 14 an das vierte Reglerelement 11 aus.
Das vierten Reglerelement 11 dreht die Phase der Differenz des minimierten Referenzsignals 14 und des modifizierten Messsignals 13 für mindestens eine vorgegebene Frequenz oder für einen vorgegebenen Frequenzbereich. Das gedrehte Messsignal 14 wird als das Steuersignal 7 an den mikromechanischen Aktor 2 übermittelt.
Das erste Reglerelement 8 des Reglers 1 kann als eine digitale Filtereinheit, z. B. als ein IIR-Filter, ein notch-Filter oder ein FIR-Filter ausgebildet sein und dient dazu, unerwünschte Frequenzmoden bzw. Frequenzanteile in der Führungsgröße des Referenzsignals 4 zu eliminieren, zu dämpfen oder zu unterdrücken.
Das zweite Reglerelement 9 kann die Güte der ersten Mode des mikromechanischen Aktors durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals 6 minimieren. In einer Ausführungsform kann das zweite Filterelement 9 die komplexen Polstellen der ersten Mode des mikromechanischen Aktors im geschlossenen Regelkreis durch Verarbeitung des Messsignals 6 in Richtung der realen Achse des Poll-Nullstellendiagramms des geschlossenen Regelkreises verschieben. Dies entspricht einer Erhöhung der Dämpfung. Ferner kann das zweite Reglerelement 9 die Polstelle der ersten Mode des mikromechanischen Aktors durch Verarbeitung des Messsignals 6 eliminieren und eine neue Polstelle mit einem veränderten Dämpfungsfaktor, z. B. von 0.707, im geschlossenen Regelkreises einfügen.
In einer Ausführungsform kann der Güte-Faktor bzw. der Dämpfungsfaktor der zweiten bzw. höherer Moden durch weitere Rückführungen einer oder mehrerer Frequenzinformationen minimiert werden.
Die Übertragungsfunktion des MEMS Elementes G(s) und des vierten Regelelementes 11 C1(s) weist die folgende resultierende Übertragungsfunktion Gtot1(s) im geschlossenen Regelkreis auf: Gtot1(s) = G(s)·C1(s)
Dabei ist C1(s) eine Übertragungsfunktion mindestens 2. Ordnung und weist eine gerade Ordnungen auf.
mit:

D01:: Dämpfungsfaktor der ersten Mode
D02b:: Dämpfungsfaktor der zweiten Antiresonanzmode
f01:: Frequenz der ersten Mode
f02b:: Frequenz der dritten Mode
ks01:: Anteil der Mode 1 am DC-Gain der Übertragungsfunktion
ks02b:: Anteil der Mode 2 am DC-Gain der Übertragungsfunktion

Das vierte Reglerelement 11 wird zur Phaseninversion bzw. Phasendrehung eingesetzt, wenn die Übertragungsfunktion des eingesetzten mikromechanischen Aktors zwei aufeinanderfolgende Resonanzmoden aufweist, die von einer Antiresonanzmode gefolgt werden.
Das zweite Reglerelement 9 weist eine Übertragungsfunktion mindestens erster Ordnung auf und kann sowohl eine gerade als auch eine ungerade Ordnung aufweisen.
Daraus resultiert für den geschlossenen Regelkreises Gtot2(s) für das zweite Reglerelement 9 mit H(s) und Gtot1(s) die folgende Übertragungsfunktion: Gtot2(s) = Gtot1(s) / 1 + H(s)·Gtot1(s)
Insbesondere kann die Übertragungsfunktion Gtot2(s) eine Funktion mindestens fünfter Ordnung sein, die z. B. eine Dämpfung von D0 = 0.1 ... 1/(2^ – 1) ... 1 aufweisen kann. H(s) = k / (1 + T·s)

k:: DC-Gain der Übertragungsfunktion
T:: Die Zeitkonstante der Übertragungsfunktion

Daraus ergibt sich in einer Ausführungsform die folgende Übertragungsfunktion: H(s) = G(s)·C1(s) / (1 + H(s)·G(s)·C1(s))
Das dritte Reglerelement 10 kann z. B. ein PID-Regler sein, für den sich folgende Übertragungsfunktion ergibt: Gtot3(s) = Gtot2(s)·C2(s) / 1 + C2(s)·Gtot2(s)
Dabei kann die Übertragungsfunktion C2(s) folgendermaßen ausgebildet sein:
Schließlich ergibt sich mit dem ersten Reglerelement 8 für das Gesamtsystem die Übertragungsfunktion: Gtot(s) = Gtot3(s)·F(s)
Die Übertragungsfunktion F(s) kann dabei folgendermaßen als digitales FIR Filter F(z) ausgebildet sein:

m:: Filter Ordnung

Die Übertragungsfunktion F(s) kann dabei folgendermaßen als digitales IIR Filter als F(z) ausgebildet sein:

N:: Filter Ordnung

Der Regler 1 besteht in einer Ausführungsform lediglich aus Blöcken mit jeweils linearen Funktionen. Dabei kann jede der linearen Funktionen individuell an den jeweiligen mikromechanischen Aktor 2 angepasst werden.
Insbesondere können einzelne Reglerelemente 8–11 bzw. Funktionen der einzelnen Reglerelemente 8–11 in Abhängigkeit von dem jeweiligen mikromechanischen Aktor 2 zugeschaltet bzw. abgeschaltet werden.
Die Reglerstruktur des Reglers 1 weist eine geringe Komplexität auf und ist sowohl in Hardware, z. B. einem ASIC als auch in Software z. B. in einem DSP bzw. einem Prozessor einfach zu implementieren.
2 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ansteuersystems 20 und eines erfindungsgemäßen Mikrospiegelsystems 24.
Die Übertragungsfunktion eines Mikrospiegels 25 ist von dem jeweiligen Design des Aktors und des jeweiligen Sensors abhängig. Diese stellen gemeinsam die Regelstrecke dar. Gemeinsam ist allen Übertragungsfunktionen verschiedener Mikrospiegel 25, dass Mikrospiegel 25 Resonanzmoden und Antiresonanzmoden aufweisen.
Die Regler zum Ansteuern der Mikrospiegel 25 versuchen, die Resonanzmoden nicht anzuregen und den Mikrospiegel 25 dabei in einem quasi statischen Modus mit einer Frequenz von ca. 60 Hz anzuregen bzw. auszulenken, um stabile Bildzeilen äquidistant projizieren zu können. In 6 wird ein Bode Diagramm für einen Mikrospiegel 25 näher erläutert.
Zur Ansteuerung einer solchen Regelstrecke aus Mikrospiegel 25 und Sensor, sieht das Ansteuersystems 20 einen Signalgenerator 21 vor, der das Referenzsignal 4 erzeugt und an den Regler 1 ausgibt.
Der Regler 1 weist einen Ausgang auf, über welchen er ein Steuersignal 7 an eine erste Signalaufbereitungseinheit 22 des Ansteuersystems 20 ausgibt. Die erste Signalaufbereitungseinheit 22 gibt das Steuersignal 7 in aufbereiteter Form an den Mikrospiegel 25 aus.
Die erste Signalaufbereitungseinheit 22 in 2 weist einen Digital/Analog-Wandler 26 auf, der das Steuersignal 7 des Reglers 1 in ein analoges Steuersignal 7 wandelt. Ferner weist die erste Signalaufbereitungseinheit 22 ein Tiefpassfilter 27 auf, welches das analoge Steuersignal 7 Tiefpass filtert. Schließlich ist eine Treiberstufe 28 oder ein Treiber 28 vorgesehen, welcher das gefilterte Steuersignal derart anpasst, dass dessen Pegel zum Ansteuern des Mikrospiegels 25 geeignet sind.
Das Ansteuersystem 20 weist ferner einen Signalpfad auf, über welchen die Reaktion des Mikrospiegels 25 auf das Steuersignal 7 an den Regler 1 zurückgeleitet wird. Dazu weist das Ansteuersystem 20 eine zweite Signalaufbereitungseinheit 23 auf.
Die zweite Signalaufbereitungseinheit 23 weist am Eingang einen Antialiasing-Filter 29 auf, der das gefilterte Signal an einen Analog/Digital-Wandler 30 ausgibt. Schließlich können Abgleichalgorithmen 31 vorgesehen sein, die das Signal weiter für den Regler 1 aufbereiten.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Verfahren sieht in einem ersten Schritt S1 das Empfangen eines Referenzsignals 4 vor. In einem zweiten Schritt S2 wird ein Messsignal 6 empfangen, welches eine aufgenommene Reaktion des mikromechanischen Aktors 2 auf das Steuersignal 7 kennzeichnet.
Die eigentliche Signalverarbeitung findet im Anschluss an das Empfangen des Referenzsignals 4 und des Messsignals 6 statt. In einem dritten Schritt S3 ist das Filtern und/oder Dämpfen von vorgegebenen Frequenzmoden und/oder vorgegebenen Frequenzanteilen in dem Referenzsignal 4 vorgesehen.
In einem vierten Schritt S4 wird das empfangene Messsignal 6 durch minimieren der Güte der ersten Mode des mikromechanischen Aktors durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals 6 im geschlossenen Regelkreis modifiziert. Insbesondere kann z. B. in einer Ausführungsform auch in dem Pol-Nullstellendiagramm des mikromechanischen Aktors durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals 6 die komplexe Polstelle der ersten Mode oder weiterer Moden des mikromechanischen Aktors im geschlossenen Regelkreis in Richtung der realen Achse im Pol-Nullstellendiagramm im geschlossenen Regelkreis verschoben werden. Zusätzlich oder alternativ kann die erste Mode des mikromechanischen Aktors durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals 6 vollständig gedämpft und/oder eliminiert werden und ferner eine zusätzliche Polstelle mit einem vorgegebenen Dämpfungsfaktor in dem Pol-Nullstellendiagramm des mikromechanischen Aktors im geschlossenen Regelkreises angeordnet werden.
Der fünfte Schritt S5 sieht das Minimieren der Regelabweichung zwischen dem gefilterten und/oder gedämpften Referenzsignal 12 und dem empfangenen Messsignal 6 und ausgeben eines minimierten Referenzsignals 14 vor.
In einem sechsten Schritt S6 wird die Phase der Differenz des minimierten Referenzsignals 14 und des modifizierten Messsignals 13 für mindestens eine vorgegebene Frequenz gedreht. Insbesondere kann z. B. in einer Ausführungsform beim Drehen S6 der Phase die Phase von –180° bis –360° auf 0° bis –180° gedreht werden.
Schließlich wird in dem Schritt S7 die Differenz des minimierten Referenzsignals 14 und des modifizierten Messsignals 13 mit der gedrehten Phase als das Steuersignal 7 an den mikromechanischen Aktor 2 übermittelt.
4 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reglers 1.
Der Regler 1 der 4 basiert auf dem Regler 1 der 1 und unterscheidet sich von diesem dahingehend, dass das zweite Reglerelement 9 zwei Filter 32, 33 aufweist, wobei der erste Filter vor dem Dämpfungsglied 45 des zweiten Reglerelements 9 angeordnet ist und der zweite Filter 33 das Messsignal 6, welches dem dritten Reglerelement 10 zugeführt wird, filtert.
Die Filter 32, 33 können z. B. als analoge oder digitale Filtereinheiten z. B.: PT1, PT2, FIR, IIR oder noch-Filter ausgebildet sein.
5 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen dritten Reglerelements 10.
Das dritte Reglerelement 10 in 5 ist als PID-Regler ausgebildet und weist drei Zweige auf, deren Ausgänge in Block 40 summiert werden, wobei das Ergebnis der Summe die Ausgabe des PID-Reglers 10 ist.
Der Eingang des PID-Reglers 10 wird in dem ersten Zweig einem Proportionalglied 34 zugeführt. In dem zweiten Zweig wird das Eingangssignal einem Proportionalglied 35 und einem Integrator 37 zugeführt.
Der dritte zweig weist ein Proportionalglied 36 vor einer Regelschleife auf. Die Regelschleife besteht aus einem Differenzblock 41, der die Differenz aus der Ausgabe des Proportionalgliedes 36 und der rückgeführten Größe der Regelschleife bildet und diese einem weiteren Proportionalglied 39 zuführt, welches einen Filterkoeffizienten darstellen.
In der Rückführung der Regelschleife ist ein Filter 38 angeordnet, welcher eine integrierende Funktion aufweist.
6 zeigt ein Bode-Diagramm eines Mikrospiegels 25.
Das Bode-Diagramm weißt zwei einzelne Diagramme auf, die übereinander angeordnet sind. Auf der Abszissenachse der Diagramme ist jeweils die Frequenz logarithmisch angetragen. Auf der Ordinatenachse des oberen Diagramms ist die Dämpfung in dB des Mikrospiegels 25 bei der jeweiligen Frequenz eingezeichnet. Auf der Ordinatenachse des unteren Diagramms ist die Phase des Ausgangssignals des Mikrospiegels 25 bei der jeweiligen Frequenz dargestellt.
In dem oberen Diagramm beginnt der Kurvenverlauf bei ca. –5 dB und weist bei einer Frequenz von 741 Hz ein lokales Maximum bzw. eine erste Resonanzmode mit einem Betrag von 8.19 dB auf. Von 741 Hz bis kurz vor 2,1 KHz fällt die Dämpfung auf ca. –30 dB ab, um bei 2,1 KHz auf –83,8 dB abzufallen (erste Antiresonanzmode) und bis 2,4 KHz auf 20,5 dB (zweite Resonanzmode) anzusteigen. Zwischen 2,4 KHz und 2,6 KHz fällt die Dämpfung auf ca. –3 dB um bei 2,6 KHz auf 21,9 dB (dritte Resonanzmode) anzusteigen und bis 2,87 KHz wieder auf –56,3 dB (zweite Antiresonanzmode) abzufallen. Gleich nach 2,87 KHz steigt die Dämpfung bis auf ca. 30 dB und fällt dann bis ca. 10,9 KHz erneut auf ca. –56 dB (dritte Antiresonanzmode), steigt unverzüglich auf ca. –53 dB und verläuft dann in etwa Parabelförmig bis zu 28 KHz und –35,8 dB (fünfte Resonanzmode) um bis 49,2 KHz auf –128 dB abzufallen. Von dort steigt das Signal auf ca. 100 dB und fällt bis zum Ende des Diagramms bei 1 MHz auf ca. –140 dB.
In dem unteren Diagramm verläuft die Phase bis zu ca. 400 Hz bei 0° um dann bis zu 741 Hz auf –90° zu fallen und bis ca. 1 KHz auf –180° zu fallen. Bei 2,1 KHz steigt die Phase auf 0° und bei 2,4 KHz fällt die Phase auf –180°, um bei 2,6 KHz auf –360° zu fallen und bei 2,87 KHz wieder auf –180° zu steigen. Bei ca. 10,9 KHz weist der Phasengang eine Spitze bis auf ca. –100° auf, verläuft bis 28 KHz bei –180° und fällt zwischen 28 KHz und 49,2 KHz auf –360°, um dann bis zum Ende des Diagramms bei –180° zu verlaufen.
In dem Diagramm der 6 ist deutlich die Phasenverschiebung von –180° zu –360° zu erkennen, die ein Mikrospiegel 25 aufweist, wenn in dem Bode-Diagramm des Mikrospiegels 25 zwei Moden von einer Antiresonanzmode gefolgt werden.
7 zeigt einen veränderten Phasengang für den Mikrospiegel der 6, wie er durch das vierte Reglerelement 11 erzeugt wird.
In 7 ist das untere Diagramm der 6 erneut dargestellt, nachdem der Phasengang durch das vierte Reglerelement 11 verändert wurde.
Deutlich zu erkennen ist, dass die Phase, welche in 6 zwischen 2,6 KHz und 2,87 KHz KHz bei –360° lag, nun zwischen 0° und –180° liegt.
8 zeigt ein verändertes Bodediagramm für den Mikrospiegel der 6 im geschlossenen Regelkreises, wie es durch das zweite und vierte Reglerelement im geschlossenen Regelkreis erzeugt wird.
In dem Bodediagramm der 8 ist deutlich zu erkennen, das die erste Resonanzmode bei 741 Hz eliminiert wurde und alle Moden nun einen Betrag von unter 0 dB aufweisen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7952783 B2 [0014]

Claims

Regler (1) zur Ansteuerung eines mikromechanischen Aktors (2), mit einem ersten Signaleingang (3), welcher dazu ausgebildet ist, ein Referenzsignal (4) zu empfangen; mit einem zweiten Signaleingang (5), welcher dazu ausgebildet ist, ein Messsignal (6) zu empfangen, welches eine aufgenommene Reaktion des mikromechanischen Aktors (2) auf ein Steuersignal (7) kennzeichnet; mit einem ersten Reglerelement (8), welches dazu ausgebildet ist, vorgegebene Frequenzmoden und/oder vorgegebene Frequenzanteile in dem empfangenen Referenzsignal (4) zu filtern und/oder zu dämpfen und ein gefiltertes und/oder gedämpftes Referenzsignal (12) auszugeben; mit einem zweiten Reglerelement (9), welches dazu ausgebildet ist, das empfangene Messsignal (6) zu modifizieren, indem es die Güte der ersten Mode und/oder weiterer Moden des mikromechanischen Aktors (2) durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals (6) im geschlossenen Regelkreis minimiert, und ein modifiziertes Messsignal (13) auszugeben; mit einem dritten Reglerelement (10), welches dazu ausgebildet ist, die Regelabweichung zwischen dem gefilterten und/oder gedämpften Referenzsignal (12) und dem empfangenen Messsignal (6) zu minimieren und ein minimiertes Referenzsignal (14) auszugeben; mit einem vierten Reglerelement (11), welches ausgebildet ist, die Phase der Differenz des minimierten Referenzsignals (14) und des modifizierten Messsignals (13) für mindestens eine vorgegebene Frequenz zu drehen und als das Steuersignal (7) an den mikromechanischen Aktor (2) zu übermitteln.
Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Reglerelement (11) dazu ausgebildet ist, die Phase von –180° bis –360° auf 0° bis –180° zu drehen.
Regler nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Reglerelement dazu ausgebildet ist, beim Modifizieren in einem Pol-Nullstellendiagramm des mikromechanischen Aktors (2) durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals (6) die komplexen Polstellen der ersten Mode und/oder weiterer Moden des mikromechanischen Aktors (2) in Richtung der realen Achse im Pol-Nullstellendiagramm des mikromechanischen Aktors (2) im geschlossenen Regelkreis zu verschieben.
Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Reglerelement (9) dazu ausgebildet ist, beim Modifizieren die erste Mode und/oder weitere Moden des mikromechanischen Aktors (2) durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals (6) vollständig zu eliminieren und ferner eine zusätzliche Polstelle mit einem vorgegebenen Dämpfungsfaktor in dem Pol-Nullstellendiagramm des mikromechanischen Aktors (2) durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals (6) im geschlossenen Regelkreis anzuordnen.
Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Reglerelement (10) als PID-Reglerelement (10) ausgebildet ist.
Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Reglerelement (8) als ein digitales Filterelement (8), insbesondere als ein IIR-Filterelement und/oder ein notch-Filterelement und/oder ein FIR-Filterelement, ausgebildet ist.
Ansteuersystem (20) zur Ansteuerung eines mikromechanischen Aktors (2), mit einem Signalgenerator (21), welcher dazu ausgebildet ist, ein Referenzsignal (4) auszugeben; mit einem Regler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welcher dazu ausgebildet ist, das Referenzsignal (4) zu empfangen und ein Steuersignal (7) für den mikromechanischen Aktor (2) auszugeben; mit einer ersten Signalaufbereitungseinheit (22), welche dazu ausgebildet ist, das Steuersignal (7) aufzubereiten und an den mikromechanischen Aktor (2) zu übermitteln; mit einer zweiten Signalaufbereitungseinheit (23), welche dazu ausgebildet ist, eine Reaktion des mikromechanischen Aktors (2) auf das Steuersignal (7) aufzunehmen und ein Messsignal (6) an den Regler zu übermitteln, welches die aufgenommene Reaktion kennzeichnet.
Mikrospiegelsystem (24), mit mindestens einem Mikrospiegel (25); und mit mindestens einem Ansteuersystem (20) nach Anspruch 7, welches dazu ausgebildet ist, den Mikrospiegel (25) anzusteuern.
Verfahren zum Ansteuern eines mikromechanischen Aktors (2), mit den Schritten: Empfangen (S1) eines Referenzsignals (4); Empfangen (S2) eines Messsignals (6), welches eine aufgenommene Reaktion des mikromechanischen Aktors (2) auf ein Steuersignal (7) kennzeichnet; Filtern (S3) und/oder Dämpfen von vorgegebenen Frequenzmoden und/oder vorgegebenen Frequenzanteilen in dem Referenzsignal (4); Modifizieren (S4) des empfangenen Messsignals (6) durch minimieren der Güte der ersten Mode und/oder weiterer Moden durch Verarbeiten des empfangenen Messsignals (6) im geschlossenen Regelkreis; Minimieren (S5) der Regelabweichung zwischen dem gefilterten und/oder gedämpften Referenzsignal (12) und dem empfangenen Messsignal (6) und ausgeben eines minimierten Referenzsignals (14); Drehen (S6) der Phase der Differenz des minimierten Referenzsignals (14) und des modifizierten Messsignals (13) für mindestens eine vorgegebene Frequenz; und Übermitteln (S7) der Differenz des minimierten Referenzsignals (14) und des modifizierten Messsignals (13) mit der gedrehten Phase als das Steuersignal (7) an den mikromechanischen Aktor (2).
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Drehen (S6) der Phase die Phase von –180° bis –360° auf 0° bis –180° gedreht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass beim Modifizieren (S4) des empfangenen Messsignals: in dem Pol-Nullstellendiagramm des mikromechanischen Aktors (2) durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals (6) die komplexen Polstellen der ersten Mode und/oder weiterer Moden des mikromechanischen Aktors (2) im geschlossenen Regelkreis in Richtung der realen Achse im Pol-Nullstellendiagramm des geschlossenen Regelkreises verschoben werden; und/oder die erste Mode und/oder weitere Moden des mikromechanischen Aktors (2) durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals (6) vollständig gedämpft und/oder eliminiert wird und ferner eine zusätzliche Polstelle mit einem vorgegebenen Dämpfungsfaktor in dem Pol-Nullstellendiagramm des geschlossenen Regelkreises durch Verarbeitung des empfangenen Messsignals (6) angeordnet wird.