DE102017003033B4 - Verfahren zur Verarbeitung von Signalen und Signalfilter - Google Patents

Abstract

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Signal von zumindest einer Störschwingung zu befreien, ohne eine signifikante Verzögerung einzuführen.Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens zur Verarbeitung von Signalen in Verbindung mit einem frequenzselektiven Signalfilter gelöst, das einem erweiterten Kalman-Filter mit einer Integration einer Sollgeschwindigkeit als Modell für ein Istsignal und einem Einmassenschwinger ohne Eingang als Störmodell entspricht.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von Signalen und ein Signalfilter mit den Merkmalen gemäß den Patentansprüchen.
• Wie bekannt, ist die Verarbeitung von Signalen mit Störungen variabler Frequenz problematisch. Konventionelle IIR-, FIR- oder Kerbfilter können nicht oder nur mit Schwierigkeiten online auf variable Frequenzen angepasst werden. Insbesondere bei Anwendungen, bei denen es eine oder mehrere dominante Störschwingungen mit diskreter Frequenz gibt, treten Probleme auf. Bei Kompensationsverfahren, wie beispielsweise einer Phasenregelschleife (PLL) oder einer Kurzzeit-Fourier-Transformation (STFT), ist wiederum die Detektion der Phase ungenau, so dass nur eine unvollkommene Kompensation möglich ist. Zusammengefasst benötigen die bestehenden Ansätze lange Einschwingzeiten, haben größere Verzögerungen (Phasenverlust) und/oder können keine variablen Frequenzen berücksichtigen. Ein Phasenverlust begrenzt bekanntermaßen die Performance eines Reglers und kann sogar zu einer Instabilität des Regelkreises führen.
• Derartige Schwierigkeiten können zum Beispiel bei einer Lageregelung eines Stellers auftreten. Bei dem Steller kann es sich um einen elektrischen Wastegate-Steller eines Abgasturboladers einer Verbrennungskraftmaschine handeln. Die Lageregelung eines solchen Stellers ist beispielsweise gemäß der DE102009028117A1 Stand der Technik. Problematisch sind hier Störungen, welche durch Pulsationen des Abgases der Verbrennungskraftmaschine bedingt sind und welche externe Krafteinwirkungen auf das Wastegate erzeugen. Jedenfalls erfolgt eine Übertragung dieser Krafteinwirkungen auf einen Positionssensor, so dass das Positionssignal von einer Störschwingung mit einer variablen Frequenz überlagert ist. Somit ergibt sich eine unzulässig hohe Stellgrößenaktivität.
• Gemäß der DE102014201766A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung eines Anlegepunkts einer Anfahrkupplung Stand der Technik, wobei aus einem aktuellen Motormoment und einer aktuellen Motordrehzahl ein Kupplungsmoment ermittelt und dessen Veränderung erfasst wird. Um eine präzise Ermittlung des Anlegepunkts zu ermöglichen, wird überwacht, ob die Veränderung des Kupplungsmoments mit einer Veränderung einer Kupplungsposition korreliert.
• Gemäß der DE102008026509B4 ist ein Verfahren zur Ermittlung des über einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges übertragenen Drehmomentes bekannt, wobei die Eingangsdrehzahl und die Ausgangsdrehzahl eines Abschnittes des Antriebsstrangs gemessen und anschließend in einen regelungstechnischen Beobachter eingegeben werden, der den Zustand des Antriebsstrangabschnittes regelungstechnisch beobachtet, wobei der Beobachter ein regelungstechnisches Mechanik-Modell des Antriebsstrangabschnittes beinhaltet, das den Antriebsstrangabschnitt als drehelastische Welle mit einer Drehsteifigkeit repräsentiert, und wobei aus dem Zustand der Verdrehung der Welle in dem Beobachter das über den Antriebsstrangabschnitt übertragene Drehmoment geschätzt wird, wobei der Beobachter beinhaltet, dass ein Fehlermodell das Mechanik-Modell beeinflusst, wobei das Fehlermodell ebenfalls geschätzt und dazu verwendet wird, das geschätzte Drehmoment zu korrigieren, wobei das Mechanik-Modell ein Einmassenschwinger ist, der eine getriebeseitige Masse aufweist, die mit einer drehelastischen Feder verbunden ist, deren Drehsteifigkeit die Drehsteifigkeit der Welle repräsentiert, wobei die Feder ferner ein freies Ende aufweist, das mit der Ausgangsdrehzahl rotiert, und wobei die Ausgangsdrehzahl die Drehzahl angetriebener Räder des Antriebsstrangs ist.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Signal von zumindest einer Störschwingung zu befreien, ohne eine signifikante Verzögerung einzuführen.
• Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens zur Verarbeitung von Signalen in Verbindung mit einem frequenzselektiven Signalfilter gelöst, das einem erweiterten Kalman-Filter mit einer Integration einer Ableitung eines Sollwertes bzw. einer Sollgeschwindigkeit als Modell für ein Istsignal und einem Einmassenschwinger ohne Eingang als Störmodell entspricht. Erfindungsgemäß wird somit ein erweitertes Kalman-Filter vorgeschlagen, das zum Entfernen von Störungen bzw. Störschwingungen, die ein Signal überlagern, als Systemmodell einen Integrator mit einer Änderung eines Sollwertes als Eingang und als Störmodell einen Einmassenschwinger ohne Eingang mit einer variabel vorgebbaren Eigenfrequenz aufweist. Von Vorteil ist es, dass der erfindungsgemäße Algorithmus in der Lage ist, im laufenden Betrieb, also online, ein Signal von einer und gegebenenfalls auch mehreren dominanten Störfrequenzen zu befreien, ohne eine signifikante Verzögerung einzuführen. Das heißt, es wird eine Art Kerbfilter gebildet, jedoch für variable Frequenzen und das praktisch verzögerungsfrei. Mittels des erfindungsgemäßen Signalfilters ist eine Filterung eines Signals mit nennenswerten Störungen variabler Frequenz möglich, sofern die Frequenz bekannt ist. Zusammengefasst kann durch Einsatz des erfindungsgemäßen Signalfilters eine Störung bekannter variabler Frequenz mit geringem oder keinem Phasenverlust bzw. ohne Signalverzögerung online aus einem Signal herausgefiltert werden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren unter Nutzung eines spezifischen Signalfilters ist für jegliche Anwendungen bei technischen Systemen/technischen Prozessen geeignet, bei denen es eine oder mehrere dominante Störschwingungen mit diskreter Frequenz und einen Sollwert oder einen irgendwie geeigneten Vorhersagewert für den Istwert sowie einen geeigneten Istwert bzw. ein relevantes Istsignal gibt. Ein geeigneter Vorhersagewert für den Istwert im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesondere
• - ein Vorhersage-/Vorgabewert, der den Istwert prädiziert, z. B. realisiert als Sollwert einer Regelung oder Sollwert, welcher durch eine Steuerung eingestellt wird, so dass eine hinreichende Übereinstimmung zwischen diesem Sollwert und dem Istwert besteht, oder
• - realisiert als Vorhersagewert, welcher mittels eines Extrapolations- oder Vorhersagemodells prädiziert wird, oder
• - realisiert als Simulationswert, welcher mit einem numerischen Integrationsverfahren berechnet wird, oder
• - realisiert als Näherungswert, welcher mit einem iterativen Verfahren an den wahren Wert angenähert wird.
• Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Signalfilter zu Diagnosezwecken genutzt werden, wobei Sollwert und Istwert gegenübergestellt bzw. miteinander verglichen werden und in Abhängigkeit dieser Gegenüberstellung/dieses Vergleichs eine Entscheidung erfolgt, ob das zu Grunde liegende technische System fehlerhaft ist oder nicht oder der zu Grunde liegende technische Prozess korrekt oder nicht korrekt abläuft. Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Signalfilter Bestandteil eines Regelkreises bzw. Regelverfahrens. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Signalfilter Bestandteil eines Regelkreises, dessen Ausgang/Istwert/Regelgröße durch eine oder mehrere Störfrequenzen gestört bzw. davon überlagert ist. D. h. mittels des erfindungsgemäßen Signalfilters ist eine Signalaufbereitung eines Messsignals möglich, welches eine Störschwingung variabler, aber bekannter Frequenz enthält. Praktisch wird mittels des erweiterten Kalman-Filters, umfassend eine Integration der Sollgeschwindigkeit als Modell für das Verhalten eines geregelten/zu diagnostizierenden Systems und einen Einmassenschwinger ohne Eingang als Störmodell eine Eliminierung der Störung erreicht. Im Ergebnis wird das Signal von der Ausgangsstörung bzw. Messstörung wirkungsvoll befreit. Erfindungsgemäß wird für den Fall, dass das Signal des Istwertes eines Regelkreises von einer Störung überlagert ist, eine Integration der Sollgeschwindigkeit als Modell für die geregelte Strecke vorgenommen sowie ein Einmassenschwinger ohne Eingang als Störmodell verwendet.
• Erfindungsgemäß ist mittels des vorgeschlagenen Signalfilters bzw. eines entsprechenden Verfahrens zur Verarbeitung eines Signals mittels dieses Signalfilters die Verarbeitung von Signalen mit Störungen variabler Frequenz möglich, da das Störmodell einem Einmassenschwinger ohne Eingang entspricht und in dieses Störmodell die Frequenz der jeweils vorliegenden Störung einfließt, wobei diese Frequenz der Eigenfrequenz des Einmassenschwingers entspricht. D. h. gegenüber konventionellen IIR-, FIR- oder Kerbfiltern kann das erfindungsgemäße Filter ohne Schwierigkeiten online auf variable Frequenzen angepasst werden, sofern die jeweilige Frequenz bekannt ist oder ermittelt werden kann und dem Störmodell als Eigenfrequenz zu Grunde gelegt wird.
• Insbesondere bei Anwendungen, bei denen es eine oder mehrere dominante Störschwingungen mit diskreter Frequenz und einen Sollwert gibt, wie insbesondere Regelungen oder Diagnoseverfahren, ergeben sich keine Probleme mehr, da mittels des erfindungsgemäßen Signalfilters eine sehr gute Filterung ohne Phasenverlust erreicht wird.
• Weitere vorteilhafte Ausführungen sind der folgenden detaillierten Beschreibung zu entnehmen. Gemäß 1 ist eine Anwendung des erfindungsgemäßen prädiktionsbasierten frequenzselektiven Signalfilters am Beispiel eines Regelkreises 1 gezeigt.
• Es sei nochmals ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Signalfilter bei technischen Systemen und/oder technischen Prozessen jeglicher Art angewendet werden kann. Ein technisches System ist beispielsweise eine Fräsmaschine mit variabler Fräserdrehzahl oder eine modellbasierte Lageregelung für einen elektrischen Wastegate-Steller eines Abgasturboladers einer Verbrennungskraftmaschine, so wie im weiteren Verlauf genauer beschrieben ist. Hinsichtlich der Definition des Begriffes „technisches System“ sei beispielsweise auf G. Ropohl: Allgemeine Technologie: Eine Systemtheorie der Technik. München/Wien 1979 verwiesen. Die dort genannten Merkmale, welche ein technisches System charakterisieren, seien hiermit ausdrücklich in die vorliegende Beschreibung aufgenommen. Hinsichtlich der Definition des Begriffes „technischer Prozess“ sei beispielsweise auf die DIN IEC 60050-351 verwiesen. Die dort genannten Merkmale, welche einen technischen Prozess charakterisieren, seien hiermit ausdrücklich in die vorliegende Beschreibung aufgenommen.
• Bei der in 1 gezeigten Regelung 1 handelt es sich beispielhaft um eine modellbasierte Lageregelung für einen elektrischen Wastegate-Steller eines Abgasturboladers einer Verbrennungskraftmaschine. Die Führungsgröße w ist beispielsweise eine gewünschte Lage/Position eines Teils des Hebelmechanismus bzw. der Kinematik des Wastegate-Stellers, kann aber zum Beispiel auch ein Sollwinkel des in der Regel als Abgasklappe ausgeführten Wastegates sein. Mittels des elektrischen Stellers wird durch die Hebelkinematik die gewünschte Lage/Position eingestellt. In Abhängigkeit der Führungsgröße w kann mittels eines Trajektoriengenerators 2 ein Sollwert x_soll für den Steller bereitgestellt bzw. für eine Nutzung vorgesehen werden. Insbesondere kann mittels des Trajektoriengenerators 2 ein durch den Steller mit einer Sollgeschwindigkeit ẋ_soll und einer Sollbeschleunigung ẍ_soll einzustellender Sollwert x_soll bereitgestellt werden. D. h. mittels dieses Soll-Trajektoriengenerators bzw. Führungsfilters 2 wird ein jeweils zweckentsprechender Sollwertverlauf bereitgestellt. Wie bekannt, entspricht allgemein eine Solltrajektorie einer Bahnkurve, entlang der sich ein Sollwert x_soll bewegt. Die Sollgeschwindigkeit x_soll entspricht der ersten Ableitung des Sollwertes x_soll. Entsprechendes gilt für die Sollbeschleunigung ẍ_soll. Die Sollbeschleunigung x_soll entspricht der zweiten Ableitung des Sollwertes x_soll.
• In Abhängigkeit dieser, insbesondere mittels des Trajektoriengenerators 2 bereitgestellten Sollwerte x_soll, ̇ẍ_soll, x_soll erfolgt ggf. mittels einer z. B. modellinversen Vorsteuerung 3 eine Berücksichtigung des aufgrund des Sollwertverlaufes zu erwartenden Stellgrößenbedarfs, so dass die Istgröße/der Istwert x_ist bereits ohne einen Regler 4 nah an der Solltrajektorie liegt.
• Erfindungsgemäß wird die beispielsweise mittels des Trajektoriengenerators 2 bereitgestellte Sollgeschwindigkeit ẋ_soll, ein Signal bzw. Messwert x_mess sowie eine Information über die aktuelle Drehzahl der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine n_Eng, d. h. eine Information betreffend die variable Frequenz, in diesem Fall die Kreisfrequenz der Störung ω_stör, einem erweiterten Kalman-Filter 5 zugeführt. Der Messwert x_mess wird üblicherweise mittels eines Sensors ermittelt. Der Istwert x_ist ist von einer Störung z_stör überlagert, so dass der Messwert x_mess der Summe aus Istwert x_ist und Störung z_stör entspricht. Die Drehzahl wird ebenfalls mittels eines geeigneten Sensors erfasst. Mittels des erweiterten Kalman-Filters 5 wird ein geschätztes Nutzsignal x̂_ist gebildet, worauf in Verbindung mit 2 noch im Detail eingegangen wird. Das geschätzte Nutzsignal x̂_ist wird einem Störgrößenbeobachter 6 zugeführt. D. h. es handelt sich bei der Regelung 1 nach 1 um eine Zustandsregelung mit einem Störgrößenbeobachter 6. Die Ausgänge des Störgrößenbeobachters 6, d. h. die mittels des Störgrößenbeobachters 6 rekonstruierten Zustände bzw. in Abhängigkeit von dem geschätzten Istwert x̂_ist gebildete Größen, werden dem Regler 4 zugeführt bzw. einem Soll/Istwert-Vergleich zu Grunde gelegt. Weiterhin werden dem Störgrößenbeobachter 6 gemäß 1 Stellgrößeninformationen zugeführt und der Störgrößenbeobachter 6 rekonstruiert auch derartige Größen, die dann der Regelstrecke 7 zugeführt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass der Störgrößenbeobachter 6 für den erfindungsgemäßen Gegenstand nicht relevant ist, vielmehr könnte anstelle der in 1 gezeigten Zustandsregelung mit einem Störgrößenbeobachter 6 auch ein PID-Regler oder ein sonstiger anderer Regler/Beobachter verwendet werden. Wesentlich ist lediglich, dass der Regelung das mittels des erweiterten Kalman-Filters 5 geschätzte Nutzsignal x̂_ist zu Grunde gelegt wird bzw. das geschätzte Nutzsignal x̂_ist dem Regler 4 zugeführt wird, d. h. das geschätzte Nutzsignal x̂_ist, oder eben in Abhängigkeit von dem geschätzten Istwert x̂_ist gebildete Größen, von dem Regler 4 genutzt/verarbeitet wird/werden. Mit anderen Worten wird in Abhängigkeit des mittels des erweiterten Kalman-Filters 5 geschätzten Nutzsignals x̂_ist mittels eines Reglers 4 und ggf. eines Beobachters 6 eine Stellgröße u gebildet. D. h. das mittels des erweiterten Kalman-Filters 5 geschätzte Nutzsignal x̂_ist, welches unter anderem in Abhängigkeit von dem Messwert x_mess gebildet wird, wird anstelle des Messwertes x_mess rückgekoppelt, der Führungsgröße w bzw. dem entsprechenden, d. h. gegebenenfalls in Abhängigkeit davon gebildeten Sollwert/Sollwertverlauf x_soll gegenübergestellt bzw. damit verglichen und die Regelabweichung wird dem Regler 4 zugeführt und daraus eine Stellgröße u gebildet.
• Problematisch sind gemäß dem vorliegenden Beispiel einer Lageregelung für einen elektrischen Wastegate-Steller eines Abgasturboladers einer Verbrennungskraftmaschine Störungen, welche durch Pulsationen des Abgases der Verbrennungskraftmaschine bedingt sind und welche externe Krafteinwirkungen auf das Wastegate erzeugen. Praktisch erfolgt eine Übertragung dieser Krafteinwirkungen auf den hier verwendeten Positionssensor, so dass das Positionssignal, d. h. der Messwert x_mess, nicht den Istwert x_ist repräsentiert, sondern die Summe aus Istwert x_ist und Störung z_stör , d. h. der Istwert x_ist wird von einer Störschwingung mit einer variablen Kreisfrequenz ω_stör überlagert.
• Erfindungsgemäß wird das zuvor genannte Positionssignal, d. h. der Messwert x_mess, mittels des erweiterten Kalman-Filters 5 in Abhängigkeit der Sollgeschwindigkeit ẋ_soll sowie der Information über die aktuelle Drehzahl der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine n_Eng, d. h. der Information über die variable Kreisfrequenz ω_stör, von der Störung z_stör befreit.
• Wie in 2 gezeigt, umfasst das erfindungsgemäße erweiterte Kalman-Filter 5, als geeigneter Beobachter für zeitvariante Systeme, einen Satz mathematischer Gleichungen. Erfindungsgemäß weist dieses frequenzselektive Signalfilter eine erste mathematische Beziehung und eine zweite mathematische Beziehung auf. Die erste mathematische Beziehung betrifft die Integration der Sollgeschwindigkeit bzw. Geschwindigkeit eines Sollwertes entlang einer Bahnkurve x_soll als Modell für ein Istsignal/für einen Istwert/für einen Verlauf eines Istwerts x_ist gemäß Gleichung (1): $$x_{\text{ist}}={\displaystyle \int {\dot{x}}_{\text{soll}}\text{d}t}$$

  

  und die zweite mathematische Beziehung betrifft einen Einmassenschwinger (ohne Eingang) als Störmodell gemäß der Gleichung (2): $${\ddot{z}}_{\text{stör}}=-2D{\omega }_{\text{stör}}{\dot{z}}_{\text{stör}}-{\omega }_{\text{stör}}^2{z}_{\text{stör}}$$

  
• Mit anderen Worten - die erste mathematische Beziehung stellt ein Systemmodell dar und umfasst einen Integrator mit der Sollgeschwindigkeit x_soll als Eingang und die zweite mathematische Beziehung stellt ein Störmodell ohne Eingang mit der Kreisfrequenz der Störung ω_stör als Eigenkreisfrequenz dar. Die Eigenkreisfrequenz ω_stör ergibt sich bei einer Viertakt-Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit der Anzahl an Zylindern n_Zyl und der aktuellen Drehzahl der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine n_Eng.
• Erfindungsgemäß werden folglich bekannte Informationen ausgenutzt, nämlich die variable Frequenz $f_{\text{stör}}=\frac{{\omega }_{\text{stör}}}{2\pi }$

  

  der Störung z_stör, die hier der Einspritzfrequenz/Zündfrequenz der Verbrennungskraftmaschine entspricht bzw. eine Funktion der Drehzahl der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine n_Eng ist sowie der gewünschte Sollwert/Sollwertverlauf, d. h. die gewünschte Sollgeschwindigkeit ẋ_soll.
• Zusammengefasst wird, wie in 2 gezeigt, mittels des Systemmodells gemäß Gleichung (1) der Istwert/das Istwertsignal/Nutzsignal x̂_ist geschätzt und mittels des Störmodells gemäß Gleichung (2) die Störung ẑ_stör geschätzt, so dass das Messsignal x_mess rekonstruiert werden kann.
• Wie weiterhin in 2 gezeigt, erfolgt der Abgleich des geschätzten Ausgangs des erweiterten Kalman-Filters 5 mit dem Messsignal x_mess. D. h. es erfolgt ein Abgleich des rekonstruierten Messsignals x̂_mess bzw. der Summe aus geschätztem Istwert/Istwertsignal x̂_ist und geschätzter Störung ẑ_stör mit dem Messsignal x_mess. Zurückgeführt wird im Korrekturschritt, wie in 2 gezeigt, jedenfalls das Produkt K · (x_mess - x̂_mess). Wie in 2 gezeigt, liegen der geschätzte Istwert/das Istwertsignal/das Nutzsignal x̂_ist und die geschätzte Störung ẑ_stör im erfindungsgemäßen Algorithmus vor und können getrennt voneinander verarbeitet werden.
• D. h. der geschätzte Istwert x̂_ist oder eine in Abhängigkeit von dem geschätzten Istwert x̂_ist gebildete Größe repräsentiert das geschätzte Nutzsignal, das dem Ausgang des erfindungsgemäßen erweiterten Kalman-Filters 5 entspricht, das nach dem oben genannten Abgleich des erweiterten Kalman-Filters 5 als gefilterte Messgröße in den Regelalgorithmus bestehend aus Regler 4 und ggf. Beobachter 6 zurückgeführt wird oder wie oben beschrieben beispielsweise von einem Diagnoseverfahren genutzt/verarbeitet wird. Mit anderen Worten - der geschätzte Istwert x̂_ist geht gemäß 1 als „Quasi-Messgröße“ direkt oder indirekt in den eigentlichen Regler 4. Im Ergebnis wird mittels des erfindungsgemäßen Kalman-Filters 5 das Positionssignal, d. h. der Messwert x_mess, das bzw. der von der Störschwingung mit der variablen Kreisfrequenz ω_stör überlagert ist, von dieser Störung z_stör befreit.

Claims (10)

1. Verfahren zur Verarbeitung von Signalen, wobei - ein Signal (x_mess) das Resultat einer Überlagerung eines Istwertes (x_ist) eines technischen Prozesses oder eines technischen Systems und einer Störung (z_stör) mit einer bekannten Frequenz (ω_stör) repräsentiert, - eine Ableitung eines Sollwertes (ẋ_soll) genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein erweitertes Kalman-Filter (5) vorgesehen ist, mit a) einer Integration der Ableitung des Sollwertes (ẋ_soll) als Modell für den geschätzten Istwert (x̂_ist) und b) einem Einmassenschwinger als Modell für die geschätzte Störung (ẑ_stör), wobei in Abhängigkeit des nach a) geschätzten Istwertes (x̂_ist) und der nach b) geschätzten Störung (z_stör) und des Signals (x_mess) ein Abgleich des erweiterten Kalman-Filters (5) erfolgt, so dass das Signal (x_mess) von der Störung (z_stör) befreit wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb des erweiterten Kalman-Filters (5) der geschätzte Istwert (x̂_ist) oder eine in Abhängigkeit von dem geschätzten Istwert (x̂_ist) gebildete Größe einem Sollwert (w, x_soll) gegenübergestellt wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Gegenüberstellung mittels eines Reglers (4) eine Stellgröße (u) gebildet wird.
4. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Gegenüberstellung eine Entscheidung erfolgt, ob das zu Grunde liegende technische System fehlerhaft ist oder nicht oder der zu Grunde liegende technischer Prozess korrekt oder nicht korrekt abläuft.
5. Verfahren nach Patentanspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Störung des Istwertes (z_stör) mittels des Einmassenschwingers anhand der Beziehung $${\ddot{z}}_{\text{stör}}=-2D{\omega }_{\text{stör}}{\dot{z}}_{\text{stör}}-{\omega }_{\text{stör}}^2{z}_{\text{stör}}$$

   

   geschätzt wird.
6. Verfahren nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lageregelung für einen elektrischen Wastegate-Steller eines Abgasturboladers einer Verbrennungskraftmaschine erfolgt.
7. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal (xmess) dem Messsignal eines Positionssensors entspricht, das von einer Störung (z_stör) mit einer Kreisfrequenz (ω_stör) überlagert ist, wobei die Störung (z_stör) durch Pulsationen des Abgases der Verbrennungskraftmaschine bedingt ist.
8. Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kreisfrequenz (ω_stör) aus der aktuellen Drehzahl der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine (n_Eng), der Einspritzfrequenz oder der Zündfrequenz der Verbrennungskraftmaschine ergibt.
9. Verfahren nach Patentanspruch 2, 3 oder 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regler (4) mit Beobachter (6), ein PID-Regler oder ein beliebiger anderer Regler verwendet wird.
10. Signalfilter zur Verarbeitung von Signalen mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

Images