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Die Erfindung betrifft ein Synchronisierungsverfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Stellgliedeinrichtung, einen Aktor sowie ein Aktorensystem, die bei dem Synchronisierungsverfahren verwendet werden.
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Allgemein befasst sich die Erfindung mit der Synchronisierung mehrerer Aktoren auf eine, insbesondere eine einzelne, Regelgröße.
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Insbesondere in der Luftfahrt tritt häufig das Problem auf, dass ein Aktorensystem redundant ausgeführt sein muss, um die geforderte Ausfallsicherheit zu erreichen. Dazu regeln allgemein mehrere Aktoren eines Aktorensystems die gleiche Regelgröße. Vorliegend wird die Erfindungsidee anhand zweier starr gekoppelter elektrischer Maschinen als Stellglied beschrieben, die eingesetzt werden, um die Drehzahl lediglich eines Propellers zu regeln. Die Stellgröße der beiden elektrischen Antriebe ist jeweils das Drehmoment, welches beispielsweise symmetrisch zwischen den beiden Maschinen verteilt werden soll.
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Bei den bekannten Systemen können selbst sehr kleine Toleranzen der Drehzahlerfassung - allgemeiner bei der Erfassung der gemeinsamen Regelgröße der beiden Aktoren - ohne eine Synchronisierungseinrichtung zu einer unsymmetrischen Verteilung der Stellgrößen, also hier des Drehmoments, führen.
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Besonders sind Drehzahlregler mit integrierendem Verhalten betroffen. Hier kann es zu einem Verhalten kommen, das „Force Fight“ genannt wird, das heißt ein Aktor erhöhte seine Stellgröße bis an das obere Limit, während der andere Aktor seine Stellgröße bis an das untere Limit verringerte. Insgesamt arbeiteten beide Aktoren dann gegeneinander.
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Üblicherweise wird das Problem „Force Fight“ dadurch gelöst, dass bei einem redundanten Aktorensystem eine übergeordnete Steuerung die (Drehzahl-)Regelung ausführt, und die Stellgröße (hier: Drehmoment) symmetrisch an beide Aktoren kommandiert. Ein Beispiel hierfür ist in 1 gezeigt.
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Wie aus 1 ersichtlich, gibt ein Steuerglied 10, beispielsweise ein manuell bedienbarer Hebel 12 eine Drehgeschwindigkeit vor, die einem Geschwindigkeitsregler 14 als Führungsgröße 16 zugeführt wird. Der Geschwindigkeitsregler 14 bildet aus der Führungsgröße 16 und der zu regelnden Drehgeschwindigkeit 17 eines Propellers 18 eine Stellgröße 20, etwa ein Drehmoment, die einem ersten Stellglied 22, beispielsweise einer elektrischen Maschine 24, und einem zweiten Stellglied 26, beispielsweise einer elektrischen Maschine 28, zugeführt wird. Vor dem ersten Stellglied 22 wird die Stellgröße 20 durch entsprechendes Verstärkerglied 30 halbiert. Die von dem ersten Stellglied 22 und dem zweiten Stellglied 26 ausgegebenen Drehmomente 32, 34 sind beispielsweise durch eine starre Kopplung additiv verknüpft. Die von dem Propeller 18 erreichte Drehgeschwindigkeit 17 aufgrund der Drehmomente 32, 34 wird zu dem Geschwindigkeitsregler 14 zurückgeführt.
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Es ist auch denkbar, dass nur ein Aktor (Master) (drehzahl-)geregelt betrieben wird und der andere Aktor (Slave) / die anderen Aktoren (Slaves) die Stellgröße, hier: das gestellte Drehmoment des Master-Aktors, ebenfalls stellt. Ein Beispiel hierfür ist in 2 dargestellt.
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Wie in 2 dargestellt, wird in dieser Konfiguration die durch das Steuerglied 10 vorgegebene Führungsgröße 16 einem Master-Aktor 36 zugeführt. Der Master-Aktor 36 gibt ein Master-Drehmoment 38 an den Propeller 17 aus. Ferner gibt der Master-Aktor 36 ein auf dem Master-Drehmoment 38 basierendes Master-Drehmoment-Steuersignal 40 aus, das einem Slave-Aktor 42 als dessen Slave-Führungsgröße 44 zugeführt wird. Der Slave-Aktor 42 gibt ein auf dem Master-Drehmoment-Steuersignal 40 basierendes Slave-Drehmoment 46 aus und folgt im Wesentlichen dem Master-Aktor 36.
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Im Falle einer Störung nur eines der mehreren Aktoren kann bereits eine Umschaltung des Regelungssystems notwendig werden. Auch kann für die bekannten Vorgehensweisen eine hinreichend schnelle Synchronisierungsfunktion erforderlich sein, welche die aktuellen Stellgrößen des Master-Aktors mit dem Slave-Aktor kommuniziert. Die geforderte Latenzzeit hängt hier im Wesentlichen von der Dynamik des Drehzahlreglers ab.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein verbessertes Verfahren und verbesserte Vorrichtungen anzugeben, die zuverlässiger gegen Beeinträchtigungen geschützt sind.
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Zur Lösung der Aufgabe wird der Gegenstand der unabhängigen Ansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung schafft gemäß einem ersten Aspekt ein Synchronisierungsverfahren zum Synchronisieren einer Mehrzahl von Aktoren, die basierend auf einer gemeinsamen Führungsgröße, welche die Aktoren gemeinsam haben, eine gemeinsame Regelgröße steuern,
- - wobei einem ersten Aktor, der mit einem zweiten Aktor zu synchronisieren ist, die gemeinsame Führungsgröße zugeführt wird, und
- - wobei dem ersten Aktor die gemeinsame Regelgröße zugeführt wird,
wobei
- - dem ersten Aktor ferner eine durch den zweiten Aktor gesteuerte zweite Aktor-Regelgröße zugeführt wird, um die gemeinsame Regelgröße einzustellen.
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Bei dem vorgeschlagenen Synchronisierungsverfahren wird einem ersten Aktor die Stellgröße des anderen Aktors bzw. der anderen Aktoren zugeführt. Somit können einerseits Messtoleranzen zwischen den Aktoren ausgeglichen werden, so dass das Risiko für einen „Force Fight“ der Aktoren gegeneinander verringert oder vermieden werden kann. Andererseits kann bei einem Ausfall des anderen Aktors /der anderen Aktoren der erste Aktor ohne strukturelle Änderung des Regelkreises weiter betrieben werden, wobei die Steuerungsfähigkeit für die gemeinsame Regelgröße erhalten bleibt. Auch eine übergeordnete Steuerung/Regelung kann entfallen.
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Es ist bevorzugt, dass der erste Aktor eine erste Signalverarbeitungseinrichtung umfasst, die basierend auf der zweiten Aktor-Regelgröße eine erste Aktor-Führungsgröße bildet, die einem ersten Aktor-Stellglied des ersten Aktors zugeführt wird, um eine erste Aktor-Regelgröße, die durch den ersten Aktor gesteuert wird, einzustellen. Mit dieser Ausgestaltung kann die Ausgabe des ersten Aktors bzw. gegebenenfalls der individuellen Aktoren ebenfalls geregelt werden.
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Es ist bevorzugt, dass die erste Signalverarbeitungseinrichtung die erste Aktor-Führungsgröße basierend auf einer Verknüpfung, insbesondere Addition, der zweiten Aktor-Regelgröße und der gemeinsamen Führungsgröße bildet. Bei diesem Verfahren wird ein Offset basierend auf dem zweiten Aktor in die Regelung des ersten Aktors eingebracht. Damit kann der Unterschied zwischen in den Regelgrößen des ersten und zweiten Aktors eingestellt werden.
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Es ist bevorzugt, dass die erste Signalverarbeitungseinrichtung die erste Aktor-Führungsgröße basierend auf einer Verknüpfung einer von dem ersten Aktor-Stellglied erzeugten ersten Aktor-Stellgröße mit der zweiten Aktor-Regelgröße bildet. Es ist bevorzugt, dass die erste Signalverarbeitungseinrichtung die erste Aktor-Stellgröße von der zweiten Aktor-Regelgröße subtrahiert, um basierend auf der Differenz die erste Aktor-Führungsgröße zu bilden. Mit dieser Ausgestaltung kann eine Synchronisierung lediglich auf die (unterschiedlichen) Sollwerte der Aktoren vorgenommen werden. Damit reicht auch eine langsamere Synchronisierung aus. Somit können Probleme aufgrund der Latenzzeit verringert werden.
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Es ist bevorzugt, dass die erste Signalverarbeitungseinrichtung das Ergebnis des Verknüpfens, insbesondere die Differenz, mittels eines Tiefpasses filtert, um basierend auf dem Ergebnis des Filterns die erste Aktor-Führungsgröße zu bilden. Änderungen oberhalb der Grenzfrequenz des Tiefpasses werden gedämpft bzw. ausgeblendet. Somit können kurzzeitige Schwankungen die Regelung weniger beeinflussen. Daher kann die Stabilität des Regelsystems gesteigert werden.
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Es ist bevorzugt, dass die erste Signalverarbeitungseinrichtung das Ergebnis des Verknüpfens, insbesondere die Differenz, oder das Ergebnis des Filterns verstärkt oder vermindert und/oder in der Amplitude begrenzt, um die erste Aktor-Führungsgröße zu bilden. Mit dieser Ausgestaltung kann das Risiko für eine zu hohe Abweichung der Aktoren voneinander verringert werden.
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Es ist bevorzugt, dass die erste Signalverarbeitungseinrichtung die erste Aktor-Führungsgröße bildet, indem die gemeinsame Führungsgröße mit einer auf der zweiten Aktor-Regelgröße basierenden Größe, insbesondere additiv, verknüpft wird. Es ist bevorzugt, dass die gemeinsame Regelgröße direkt dem ersten Aktor-Stellglied zugeführt wird, um die erste Aktor-Stellgröße zu bilden. Mit diesen Maßnahmen kann die Regelung hinsichtlich Stabilität und Zuverlässigkeit weiter verbessert werden.
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Es ist bevorzugt, dass dem zweiten Aktor auch die gemeinsame Führungsgröße sowie die gemeinsame Regelgröße zugeführt werden, wobei dem zweiten Aktor ferner eine durch den ersten Aktor gesteuerte erste Aktor-Regelgröße zugeführt wird. Mit dieser Ausgestaltung bzw. ab Basis dieser Ausgestaltung kann eine Synchronisierung für mehrere oder alle Aktoren des Aktorensystems erreicht werden.
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Die Erfindung schafft gemäß einem weiteren Aspekt eine Stellgliedeinrichtung für einen Aktor eines Aktorensystems, das ausgebildet ist, basierend auf einer gemeinsamen Führungsgröße eine gemeinsame Regelgröße durch eine Mehrzahl von Aktoren zu steuern, wobei die Stellgliedeinrichtung umfasst:
- - eine Signalverarbeitungseinrichtung, die ausgebildet ist, basierend auf einer Mehrzahl von Eingangssignalen eine Aktor-Führungsgröße zu erzeugen, und die einen Anschluss für die gemeinsame Führungsgröße und einen Anschluss für die gemeinsame Regelgröße aufweist; und
- - ein Aktor-Stellglied, das ausgebildet ist, basierend auf der Aktor-Führungsgröße eine Aktor-Stellgröße zu erzeugen, um die gemeinsame Regelgröße einzustellen,
wobei
- - die Signalverarbeitungseinrichtung einen Anschluss für eine durch den weiteren Aktor gesteuerte zweite Aktor-Regelgröße umfasst, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung ausgebildet ist, die Aktor-Führungsgröße basierend auf der zweiten Aktor-Regelgröße zu bilden und dem Aktor-Stellglied zuzuführen, um die gemeinsame Regelgröße einzustellen.
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Weiter schafft die Erfindung gemäß einem Aspekt einen Aktor für ein Aktorensystem, das ausgebildet ist, basierend auf einer gemeinsamen Führungsgröße eine gemeinsame Regelgröße durch eine Mehrzahl von Aktoren zu steuern, umfassend eine bevorzugte Stellgliedeinrichtung.
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Ferner schafft die Erfindung gemäß einem Aspekt ein Aktorensystem das zum Durchführen eines bevorzugten Synchronisierungsverfahrens ausgebildet ist, wobei das Aktorensystem wenigstens eine bevorzugte Stellgliedeinrichtung und/oder einen bevorzugten Aktor nach umfasst.
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Die Ausführungen zu einem der Aspekte der Erfindung, insbesondere zu einzelnen Merkmalen dieses Aspektes, gelten entsprechend auch analog für die anderen Aspekte der Erfindung.
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Die daraus hervorgehenden einzelnen Merkmale sind jedoch nicht auf die einzelnen Ausführungsformen beschränkt, sondern können mit weiter oben beschriebenen einzelnen Merkmalen und/oder mit einzelnen Merkmalen anderer Ausführungsformen verbunden werden. Die Einzelheiten in den Zeichnungen sind nur erläuternd, nicht aber beschränkend auszulegen. Die in den Ansprüchen enthaltenen Bezugszeichen sollen den Schutzbereich der Erfindung in keiner Weise beschränken, sondern verweisen lediglich auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen.
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Die schematischen Zeichnungen zeigen in:
- 1 einen Regelkreis gemäß Stand der Technik mit einer Mehrzahl von Aktoren;
- 2 einen Master-Slave-Regelkreis gemäß Stand der Technik;
- 3 ein Ausführungsbeispiel eines Aktorensystems mit einer Mehrzahl von Aktoren;
- 4 ein Ausführungsbeispiel eines Aktorensystems mit einer Mehrzahl von Aktoren; und
- 5 ein Ausführungsbeispiel eines Aktors für das Aktorensystem aus 4.
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Es wird zunächst auf 3 Bezug genommen, anhand der die Grundproblematik eines Regelkreises 50 mit mehreren Aktoren für eine Regelgröße genauer erläutert wird.
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Der Regelkreis 50 umfasst ein Steuerglied 52, das beispielsweise als manuell bedienbarer Schubhebel 54 ausgebildet ist. Das Steuerglied 52 gibt an einen ersten Aktor 56 und einen zweiten Aktor 58 eine gemeinsame Führungsgröße 60 aus. Vorliegend sind der erste Aktor 56 und der zweite Aktor 58 beispielsweise als elektrische Maschinen 64, 66 ausgebildet, die über eine gemeinsame Drehwelle 68 starr gekoppelt sind.
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Der erste Aktor 56 gibt eine erste Aktor-Stellgröße 70, hier beispielsweise ein erstes Aktor-Drehmoment 72, aus. Der zweite Aktor 58 gibt eine zweite Aktor-Stellgröße 74, beispielsweise ein zweites Aktor-Drehmoment 76 aus. Die erste Aktor-Stellgröße 70 und die zweite Aktor-Stellgröße 74 sind je nach Ausgestaltung des Regelkreises 50 miteinander verknüpft. In diesem Beispiel führt die gemeinsame Drehwelle 68 zu einer additiven Verknüpfung.
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Von dem ersten und zweiten Aktor 56, 58 kann gemeinsam ein Propeller 78 angetrieben werden. Eine Drehgeschwindigkeit 80 des Propellers 78 stellt in diesem Beispiel eine gemeinsame Regelgröße 82 dar, die durch den ersten und zweiten Aktor 56, 58 beeinflussbar ist.
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Findet eine Rückführung der gemeinsamen Regelgröße 82 an den ersten und zweiten Aktor 56, 58 statt, so würde man davon ausgehen, dass die Regelung der Drehgeschwindigkeit 80 ohne weiteres durchgeführt werden könnte. Dies träfe allerdings nur für ideale Aktoren zu. Bei realen Aktoren, können Fertigungstoleranzen zu einer unterschiedlichen Messung bzw. Aufnahme und Weiterverarbeitung der zurückgeführten gemeinsamen Regelgröße 82 auftreten. Beispielsweise kann der erste Aktor 56 versuchen die erste Aktor-Stellgröße 70 zu erhöhen. Durch die Koppelung an den zweiten Aktor 58 kann jedoch die erste Aktor-Stellgröße 70 sich derart auf die gemeinsame Regelgröße 82 auswirken, dass der zweite Aktor 58 versucht die zweite Aktor-Stellgröße 74 zu verringern. Ein solcher Regelkreis 50 kann dann instabil werden, so dass die Aktor-Stellgrößen 70, 74 nicht mehr wie gewünscht annähernd symmetrisch verteilt sind.
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Um dieses Problem zu lösen wird ein Aktorensystem 100, wie es in 4 dargestellt ist, vorgeschlagen. Das Aktorensystem 100 ist in diesem Beispiel ausgebildet, basierend auf einer gemeinsamen Führungsgröße 102 mittels einer Mehrzahl von Aktoren eine gemeinsame Regelgröße 104 zu steuern.
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Das Aktorensystem 100 umfasst ein Steuerglied 106, das beispielsweise manuell bedienbar ist. Das Steuerglied 106 kann ein Drehgeschwindigkeitswahlhebel 108 eines Luftfahrzeugs sein. Das Steuerglied 106 gibt je nach Wahl des Nutzers eine Soll-Drehgeschwindigkeit 110 als gemeinsame Führungsgröße 102 vor.
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Das Aktorensystem 100 umfasst ferner einen ersten Aktor 112 und einen zweiten Aktor 114. Der erste Aktor 112 gibt eine erste Aktor-Regelgröße 116, beispielsweise ein Drehmoment 118, aus. Der zweite Aktor 114 gibt eine zweite Aktor-Regelgröße 120, beispielsweise ein Drehmoment 122, aus. Der erste Aktor 112 und der zweite Aktor 114 wirken derart zusammen, dass die erste Aktor-Regelgröße 116 und die zweite Aktor-Regelgröße 120 eine gemeinsame Stellgröße 122, insbesondere wiederum ein Drehmoment 124, ausgeben. Die gemeinsame Stellgröße 122 wird einer gemeinsamen Regelstrecke 126, beispielsweise einem Propeller 127 zugeführt. Die Regelstrecke 126 beeinflusst die gemeinsame Regelgröße 104, die beispielsweise eine Propellerdrehgeschwindigkeit 128 ist.
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Ferner kann die erste Aktor-Regelgröße 116 dem zweiten Aktor 114 zugeführt werden, um dessen zweite Aktor-Regelgröße 120 zu beeinflussen. Auch kann die zweite Aktor-Regelgröße 120 dem ersten Aktor 112 zugeführt werden, um dessen erste Aktor-Regelgröße 116 zu beeinflussen.
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Anhand von 4 und 5 wird der Aufbau des ersten Aktors 112 beispielhaft erläutert. Der erste Aktor 112 umfasst eine erste Stellgliedeinrichtung 130 und eine erste Aktoreinrichtung 132, beispielsweise eine erste elektrische Maschine 134 bzw. einen ersten Elektromotor.
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Die erste Stellgliedeinrichtung 130 umfasst vorzugsweise ein erstes Aktor-Stellglied 131, das eine erste Aktor-Stellgröße 136 bereitstellt, mit der die erste Aktoreinrichtung 132 angesteuert werden kann. Die erste Aktor-Stellgröße 136 ist beispielsweise ein Drehmoment 138.
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Die erste Stellgliedeinrichtung 130 umfasst einen ersten gemeinsamen Regelgrößeneingang 140, dem die gemeinsame Regelgröße 104 zugeführt wird. Ferner kann die erste Stellgliedeinrichtung 130 einen ersten Führungsgrößeneingang 142 umfassen, dem eine erste Aktor-Führungsgröße 144 zugeführt wird.
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Die erste Stellgliedeinrichtung 130 weist insbesondere eine erste Signalverarbeitungseinrichtung 146 auf, die ausgebildet ist, basierend auf verschiedenen Eingangsgrößen die erste Aktor-Führungsgröße 144 zu erzeugen. Die erste Signalverarbeitungseinrichtung 146 verarbeitet vorzugsweise eine Kombination aus der gemeinsamen Führungsgröße 102, der zweiten Aktor-Regelgröße 118 und/oder der ersten Aktor-Stellgröße 136.
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Die erste Signalverarbeitungseinrichtung 146 kann ein erstes Differenzglied 148 umfassen. Das erste Differenzglied 148 bildet eine erste Differenzgröße 150, indem das erste Differenzglied 148 von der zweiten Aktor-Regelgröße 118 die erste Aktor-Stellgröße 136 subtrahiert.
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Die erste Signalverarbeitungseinrichtung 146 weist insbesondere ein erstes Filterglied 152, vorzugsweise ein erstes Tiefpassfilter 154 auf. Dem ersten Filterglied 152 kann die erste Differenzgröße 150 zugeführt werden, um eine erste Filterdifferenzgröße 156 zu erhalten.
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Die erste Signalverarbeitungseinrichtung 146 kann ein erstes Verstärkerglied 158 enthalten. Dem ersten Verstärkerglied 158 wird insbesondere die erste Filterdifferenzgröße 156 zugeführt, um eine erste Verstärkungsgröße 160 zu erhalten. Das erste Verstärkerglied 158 weist beispielsweise einen ersten Gewinn von 1 auf.
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Die erste Signalverarbeitungseinrichtung 146 kann ein erstes Amplitudenbegrenzungsglied 162 enthalten. Dem ersten Amplitudenbegrenzungsglied 162 wird insbesondere die erste Verstärkungsgröße 160 zugeführt, um eine erste Amplitudenbegrenzungsgröße 164 zu erhalten.
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Weiter kann die erste Signalverarbeitungseinrichtung 146 ein erstes Additionsglied 166 aufweisen. Dem ersten Additionsglied 166 kann die erste Amplitudenbegrenzungsgröße 164 sowie die gemeinsame Führungsgröße 102 zugeführt werden, um die erste die Aktor-Führungsgröße 144 zu erhalten.
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Im vorliegenden Beispiel ist der zweite Aktor 114 identisch zu dem ersten Aktor 112 ausgebildet. Die Merkmale des zweiten Aktors 114 werden dementsprechend mit dem Präfix „zweiter“ und dessen Abwandlungen bezeichnet. Ferner werden diese Merkmale mit Bezugszeichen bezeichnet, die um 100 erhöht sind, beispielsweise „zweite Stellgliedeinrichtung 230“. Gleichwohl sollte beachtet werden, dass zur Erfindungsidee auch Ausgestaltungen gehören, bei denen der zweite Aktor 114 unterschiedlich zu dem ersten Aktor 112 ausgebildet ist.
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Es wird anhand von 4 und 5 die Funktionsweise näher erläutert. Basierend auf der zweiten Aktor-Regelgröße 120 bzw. auf den von der ersten Signalverarbeitungseinrichtung 146 bereitgestellten Größen wird ein Offset gebildet, der auf die gemeinsame Führungsgröße 104 aufgeschlagen wird, um die erste Aktor-Führungsgröße 144 zu bilden. Der erste Aktor 112, genauer gesagt die erste Stellgliedeinrichtung 130, erhöht/erniedrigt deshalb die erste Aktor-Stellgröße 136 bis die erste Aktor-Regelgröße 116 der zweiten Aktor-Regelgröße 118 bis auf einen nahezu nicht vermeidbaren Offset entspricht. Dieser Offset ist im Wesentlichen auf Toleranzen im Gesamtsystem zurückzuführen und durch diese limitiert.
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Versuche der Anmelderin haben bei einem erfindungsgemäß ausgestalteten System aus zwei elektrischen Maschinen (Aktoren), die einen Propeller (Regelstrecke) antreiben, durch das Amplitudenbegrenzungsglied 162 einen Offset von lediglich 5 U/min zwischen den Aktoren, also der ersten Aktor-Regelgröße 116 und der zweiten Aktor-Regelgröße 120, ergeben. Sind beide Aktoren aktiv, stellt sich daher eine nur wenig von der gemeinsamen Führungsgröße 102 abweichende Drehzahl ein. Fällt einer der Aktoren aus, ermöglichen es die zuvor beschriebenen Maßnahmen, dass der verbleibende Aktor eine Drehzahl lediglich abweichend um einen kleinen Offset von der gemeinsamen Führungsgröße 102 annimmt.
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Wenngleich die Erfindungsidee anhand eines drehzahlgeregelten Aktorensystems mit lediglich zwei Aktoren beispielhaft erläutert wurde, so ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. Die hierin beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen sind auf beliebige andere Aktorensysteme übertragbar, bei denen eine Mehrzahl von Aktoren eine, insbesondere einzelne, Regelgröße (beispielhaft die Drehzahl) über voneinander unabhängige Stellgrößen (beispielhaft das Drehmoment). Der interne Drehzahlsollwert, hierin auch als Aktor-Führungsgröße bezeichnet, wird anhand des externen Drehzahlsollwertes, hierin auch als gemeinsame Führungsgröße bezeichnet, und des Drehmoments des anderen Aktors, hierin auch als Aktor-Regelgröße bezeichnet, gebildet.
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Die tiefpass-gefilterte Differenz des eigenen Drehmomentes, hierin auch als Aktor-Stellgröße bezeichnet, zum Drehmoment des anderen Aktors bildet den Offset auf den externen Drehzahlsollwert. Das hat zur Folge, dass der jeweilige Aktor mit dem niedrigeren Drehmoment seinen internen Drehzahlsollwert soweit erhöht, bis die Drehmomente ausgeglichen sind. Der maximale Offset wird limitiert, da nur die Toleranzen im System ausgeglichen werden müssen. Bei den Versuchen an einem realen Antriebssystem, hat es ausgereicht, diesen Offset auf 5 U/min zu limitieren. Im Falle, dass beide Aktoren aktiv sind, stellt sich daher eine leicht (maximal der erlaubte Offset) von der externen Drehzahlvorgabe abweichende Drehzahl ein. Im Falle eines Ausfalls eines Aktors stellt der verbleibende Aktor dann eine Drehzahl abweichend um das Offset-Limit ein. Die vorgeschlagene Lösung wurde im Antriebssystem eines eAir-Motors (Elektromotor für Luftfahrzeuge) getestet. Dieser Motor besitzt zwei galvanisch getrennte Wicklungssysteme, die von zwei unabhängigen Leistungsumrichtern betrieben werden. Ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen, insbesondere das Synchronisierungsverfahren sind die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme (beispielsweise „Force Fight“) aufgetreten.
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Beim Ausfall eines Aktors kann das Aktorensystem ohne Strukturumschaltung mit dem anderen Aktor weiterbetrieben werden. Da nur der Sollwert adaptiert wird, ist eine langsame Synchronisierung ausreichend, und kann über übliche Bussysteme realisiert werden. Es wird keine übergeordnete Steuerung/Regelung benötigt.
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Jedes der Ausführungsbeispiele kann nach Bedarf mit wenigstens einem der übrigen Ausführungsbeispiele kombiniert werden.
