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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Prüfung von Bauteilen auf Vibrationsermüdung in einem Vibrationsprüfgerät.
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Für einen Nachweis, dass ein Bauteil eine Produkt- oder Kundenanforderung hinsichtlich einer Vibrationsermüdung erfüllt, kann dieses auf einem Vibrationsprüfgerät geprüft werden. Ein repräsentatives Testprofil umfasst wenigstens ein Anregungssignal. Für ein Bauteil eines Fahrzeugs stammt das wenigstens eine Anregungssignal z.B. aus einer mit einem Fahrzeug durchgeführten Messung. Für ein Bauteil eines Motors stammt das wenigstens eine Anregungssignal z.B. aus einer Messung, die bei einem Motorhochlauf, z.B. auf einem Motorprüfstand erfasst wird.
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Ein Aufbau eines Vibrationsprüfgeräts, der das Bauteil trägt, ist steifer als ein Aufbau, der das Bauteil bei seiner bestimmungsgemäßen Nutzung, z.B. im Fahrzeug, trägt. Daher unterscheiden sich auch ein Antwortverhalten des Bauteils im Vibrationsprüfgerät und ein Antwortverhalten bei seiner bestimmungsgemäßen Nutzung. Um den Nachweis zuverlässig zu führen, wird eine iterative und händische Anpassung des wenigstens einen Anregungssignals durchgeführt, mit der am Bauteil im Vibrationsprüfgerät ein Belastungsprofil erzeugt wird, das möglichst gut mit einem Belastungsprofil bei seiner bestimmungsgemäßen Nutzung übereinstimmt. Dies ist sehr zeit- und kostenintensiv.
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Offenbarung der Erfindung
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Durch die Vorrichtung und das Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen wird zur Prüfung von Bauteilen auf Vibrationsermüdung mit einem Modell ein Anregungsprofil für die Prüfung bestimmt. Damit wird eine Einrichtungszeit stark gekürzt, z.B. von ca. 15 Stunden auf ca. 2 Stunden. Bei einer Standarderprobung eines Bauteils für ein Fahrzeug ist bei drei Eingangssignalen für drei verschiedene Anregungsrichtungen, die z.B. in drei Raumrichtungen liegen, eine Zeitersparnis von z.B. bis zu 90 % gegenüber einer iterativen und händischen Anpassung erreichbar.
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Das Verfahren zur Prüfung von Bauteilen auf Vibrationsermüdung in einem Vibrationsprüfgerät sieht vor, dass ein Modell bereitgestellt wird, das ausgebildet ist, abhängig von einem zeitlichen Verlauf eines Anregungsprofils für das Vibrationsprüfgerät, das eine Anregung für die Prüfung eines Bauteils im Vibrationsprüfgerät charakterisiert, eine Vorhersage für ein Vibrationsprofil zu bestimmen, das eine Antwort des Bauteils auf die Anregung im Vibrationsprüfgerät charakterisiert, wobei ein Vibrationsprofil für die Prüfung des Bauteils vorgegeben wird, wobei der zeitliche Verlauf des Anregungsprofils bestimmt wird, für den das Vibrationsprofil und die Vorhersage des Modells im Wesentlichen übereinstimmen, und wobei das Bauteil im Vibrationsprüfgerät mit dem Anregungsprofil angeregt wird.
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Vorzugsweise umfasst das Anregungsprofil ein erstes Eingangssignal und ein zweites Eingangssignal, wobei das Modell einen ersten Eingang für das erste Eingangssignal und einen zweiten Eingang für ein das zweite Eingangssignal umfasst. Bei der Optimierung des Anregungsprofils werden dadurch mehrere Eingangssignale des Vibrationsprüfgeräts gemeinsam berücksichtigt.
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In einer Ausführung ist das Bauteil im Vibrationsprüfgerät in einer ersten Anregungsrichtung und ein einer zweiten Anregungsrichtung anregbar ist, wobei das erste Eingangssignal eine Anregung in der ersten Anregungsrichtung charakterisiert und das zweite Eingangssignal eine Anregung in der zweiten Anregungsrichtung charakterisiert. Dadurch werden die verschiedenen Anregungsrichtungen bei der Optimierung des Anregungsprofils gemeinsam berücksichtigt.
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In einer Ausführung ist vorgesehen, dass das erste Eingangssignal eine Anregung in einem ersten Frequenzbereich charakterisiert und das zweite Eingangssignal eine Anregung in einem zweiten Frequenzbereich charakterisiert. Dadurch werden die verschiedenen Frequenzbereiche bei der Optimierung des Anregungsprofils gemeinsam berücksichtigt.
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Vorzugsweise werden das erste Eingangssignal und das zweite Eingangssignal abhängig von einem Signal zur Anregung für die Prüfung des Bauteils im Vibrationsprüfgerät bestimmt, wobei das Signal mit einem Tiefpass-, einem Hochpass- oder einem Bandpassfilter, insbesondere mit einer Fensterfunktion, vorzugsweise einem Butterworth- oder Hamming-Fenster, gefiltert wird. In einer Messung wird z.B. eine Anregung mit dem Signal erfasst. Dieses Signal enthält verschiedene Anregungsfrequenzen, die durch die verschiedenen Eingänge des Modells dafür besonders effizient berücksichtigt werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass ein zeitlicher Verlauf des Anregungsprofils und ein zeitlicher Verlauf des Vibrationsprofils bei einer Anregung des Bauteils im Vibrationsprüfgerät gemessen werden.
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Vorzugsweise wird abhängig von den gemessenen zeitlichen Verläufen wenigstens ein Zeitfenster bestimmt, wobei die Vorhersage mit dem auf das wenigstens eine Zeitfenster eingeschränkten Anregungsprofil bestimmt wird und/oder wobei abhängig von den gemessenen zeitlichen Verläufen wenigstens ein Eingangssignal im Anregungsprofil bestimmt wird, wobei die Vorhersage mit dem auf das wenigstens eine Eingangssignal eingeschränkten Anregungsprofil bestimmt wird und/oder wobei abhängig von den gemessenen zeitlichen Verläufen wenigstens ein Ausgangssignal im Vibrationsprofil bestimmt wird, wobei die Vorhersage für das auf das wenigstens eine Ausgangssignal eingeschränkte Vibrationsprofil bestimmt wird. Dadurch wird ein Rechenaufwand für die Optimierung reduziert.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Modell wenigstens einen Parameter umfasst, wobei der wenigstens eine Parameter abhängig von den gemessenen zeitlichen Verläufen trainiert wird. Dadurch wird das Modell trainiert.
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Vorzugsweise umfasst das Modell ein künstliches neuronales Faltungsnetz mit einer Faltungsschicht oder mehreren in Reihe geschalteten Faltungsschichten und ein daran anschließendes Long-Short-Term-Memory, wobei der zeitliche Verlauf des wenigstens einen Eingangssignals an einem Eingang des Faltungsnetzes auf die Vorhersage an einem Ausgang des Long-Short-Term-Memory abgebildet wird.
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Vorzugsweise umfasst das Modell eine Übertragungsfunktion, ein künstliches neuronales Faltungsnetz mit einer Faltungsschicht oder mehreren in Reihe geschalteten Faltungsschichten und eine daran anschließende Ausgangsschicht, wobei die Übertragungsfunktion ausgebildet ist, abhängig vom zeitlichen Verlauf wenigstens eines Eingangssignals aus dem Anregungsprofil einen linearen Anteil der Vorhersage zu bestimmen, wobei die Ausgangsschicht einen ersten Eingang und einen zweiten Eingang umfasst, wobei ein zeitlicher Verlauf wenigstens eines Eingangssignals aus dem Anregungsprofil an einem Eingang des Faltungsnetzes auf den ersten Eingang abgebildet wird, und wobei mit der Übertragungsfunktion für einen zeitlichen Verlauf wenigstens eines Eingangssignals aus dem Anregungsprofil der zweite Eingang bestimmt wird.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Anregungsprofil, insbesondere eine Beschleunigung, in einer Anregungsrichtung, insbesondere einer Raumrichtung, umfasst, wobei das Modell für unterschiedliche Anregungen innerhalb eines Anregungsbereichs dazu trainiert wird, die Vorhersage für Anregungen innerhalb des Anregungsbereichs zu bestimmen, und/oder dass das Anregungsprofil eine Temperatur umfasst, wobei das Modell für unterschiedliche Temperaturen innerhalb eines Temperaturbereichs dazu trainiert wird, die Vorhersage für Temperaturen innerhalb des Temperaturbereichs zu bestimmen.
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Die Vorrichtung zur Prüfung von Bauteilen auf Vibrationsermüdung in einem Vibrationsprüfgerät umfasst wenigstens einen Prozessor, wenigstens einen Speicher und wenigstens einen Aktuator des Vibrationsprüfgeräts und/oder eine Schnittstelle für den wenigstens einen Aktuator, wobei der wenigstens eine Speicher dazu ausgebildet ist, vom wenigstens einen Prozessor lesbare Instruktionen zu speichern, bei deren Ausführung durch den wenigstens einen Prozessor das Verfahren zum Bestimmen eines Anregungsprofils zur Anregung eines Bauteil im Vibrationsprüfgerät mit dem wenigstens einen Aktuator abläuft, wobei der wenigstens eine Prozessor ausgebildet ist, die Instruktionen auszuführen.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der folgenden Beschreibung und der Zeichnung entnehmbar. In der Zeichnung zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Prüfung von Bauteilen auf Vibrationsermüdung in einem Vibrationsprüfgerät,
- 2 eine erste Ausführung eines Modells zur Prüfung von Bauteilen auf Vibrationsermüdung in einem Vibrationsprüfgerät,
- 3 eine zweite Ausführung eines Modells zur Prüfung von Bauteilen auf Vibrationsermüdung in einem Vibrationsprüfgerät,
- 4 ein Flussdiagramm mit Schritten in einem Verfahren zur Prüfung von Bauteilen auf Vibrationsermüdung in einem Vibrationsprüfgerät.
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1 stellt einer Vorrichtung 100 zur Prüfung von Bauteilen auf Vibrationsermüdung in einem Vibrationsprüfgerät 102 schematisch dar.
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Die Vorrichtung 100 umfasst wenigstens einen Prozessor 104 und wenigstens einen Speicher 106.
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Die Vorrichtung 100 umfasst eine Schnittstelle 108 für wenigstens einen Aktuator 110, der zur Anregung eines Bauteils im Vibrationsprüfgerät 102 ausgebildet ist. Der wenigstens eine Speicher 106 ist dazu ausgebildet, vom wenigstens einen Prozessor 104 lesbare Instruktionen zu speichern. Der wenigstens einen Prozessor 104 ist ausgebildet, die Instruktionen auszuführen.
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Der wenigstens eine Aktuator 110 ist mit der Schnittstelle 108 über eine Datenleitung 112 verbunden. Es kann vorgesehen sein, das die Schnittstelle 108 ausgebildet ist, ein Signal von wenigstens einem Sensor 114 über eine Signalleitung 116 zu empfangen.
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Im Beispiel ist eine Mehrzahl Aktuatoren 110 vorgesehen. Das Bauteil ist an wenigstens einem Befestigungspunkt mit dem Vibrationsprüfgerät 102 verbunden. Im Beispiel ist das Bauteil über wenigstens einen Aktuator 110 mit dem Vibrationsprüfgerät 102 verbunden.
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Wenigstens einer der Aktuatoren 110 ist ausgebildet, eine Anregung des Bauteils in einer Anregungsrichtung, z.B. einer Raumrichtung, zu bewirken. Im Beispiel ist eine Anregung in drei im rechten Winkel zueinander angeordneten Raumrichtungen x,y,z vorgesehen.
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Im Beispiel ist eine Mehrzahl von Sensoren 114 vorgesehen, die an dem Bauteil angeordnet sind und ausgebildet sind ein Vibrationsprofil zu erfassen, das sich bei der Anregung des Bauteils mit dem Anregungsprofil einstellt.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung 100 den wenigstens einen Aktuator 110 und/oder den wenigstens einen Sensor 114 und/oder das Vibrationsprüfgerät 102 umfasst.
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Als Beispiel für das Bauteil ist in 1 eine Leiterplatte 118 für ein Steuergerät schematisch dargestellt.
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Bei der Ausführung der Instruktionen durch den wenigstens einen Prozessor 104 läuft ein Verfahren zum Bestimmen wenigstens eines Eingangssignals zur Anregung eines Bauteils im Vibrationsprüfgerät 102 mit dem wenigstens einen Aktuator 110 ab.
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Das Verfahren basiert auf einem Modell, welches im Beispiel wenigstens einen Parameter umfasst. Der wenigstens eine Parameter wird z.B. wie im Folgenden beschrieben abhängig von gemessenen zeitlichen Verläufen trainiert.
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2 stellt eine erste Ausführung 200 des Modells zur Prüfung von Bauteilen auf Vibrationsermüdung in einem Vibrationsprüfgerät 102 schematisch dar. Das Modell gemäß der ersten Ausführung 200 ist ausgebildet, ein Anregungsprofil 202 auf eine Vorhersage 204 für ein Vibrationsprofil abzubilden, welches sich bei der Anregung mit dem Anregungsprofil 202 am Bauteil einstellt.
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Das Modell gemäß der ersten Ausführung 200 umfasst ein künstliches neuronales Faltungsnetz 206 mit einer Faltungsschicht oder mehreren in Reihe geschalteten Faltungsschichten 208 und ein daran anschließendes Long-Short-Term-Memory 210. Diese sind im Beispiel durch den wenigstens einen Parameter definiert.
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Das Faltungsnetz 206 ist ausgebildet, den zeitlichen Verlauf des Anregungsprofils 202 an einem Eingang 212 des Faltungsnetzes 206 auf die Vorhersage 204 an einem Ausgang 214 des Long-Short-Term-Memory 210 abzubilden.
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Das Anregungsprofil 202 umfasst z.B. für die drei Raumrichtungen x,y,z ein erstes Eingangssignal und ein zweites Eingangssignal. und ein drittes Eingangssignal. Beim Modell gemäß der ersten Ausführung 200 umfasst im Beispiel der Eingang 212 einen ersten Eingang für das erste Eingangssignal und einen zweiten Eingang für ein das zweite Eingangssignal und einen dritten Eingang für das dritte Eingangssignal.
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Das bedeutet, das Bauteil ist z.B. im Vibrationsprüfgerät 102 in einer ersten Anregungsrichtung und ein einer zweiten Anregungsrichtung und einer dritten Anregungsrichtung anregbar. Das erste Eingangssignal charakterisiert z.B. eine Anregung in der ersten Anregungsrichtung und das zweite Eingangssignal eine Anregung in der zweiten Anregungsrichtung und das dritte Eingangssignal eine Anregung in der dritten Anregungsrichtung. Es können mehr oder weniger Richtungen und Eingangssignale vorgesehen sein.
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Es kann stattdessen vorgesehen sein, dass das erste Eingangssignal eine Anregung in einem ersten Frequenzbereich und das zweite Eingangssignal eine Anregung in einem zweiten Frequenzbereich und das dritte Eingangssignal eine Anregung in einem dritten Frequenzbereich charakterisiert. Das erste Eingangssignal ist z.B. im Frequenzbereich 20 Hz -100 Hz. Das zweite Eingangssignal ist z.B. im Frequenzbereich 100 Hz - 800 Hz. Das dritte Eingangssignal ist z.B. im Frequenzbereich 800 Hz - 2 kHz. Es können mehr oder weniger Frequenzbereiche und Eingangssignale vorgesehen sein.
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Das erste Eingangssignal und das zweite Eingangssignal und das dritte Eingangssignal werden z.B. abhängig von einem Signal zur Anregung für die Prüfung des Bauteils im Vibrationsprüfgerät 102 bestimmt.
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Das Signal wird z.B. mit einem Tiefpass-, einem Hochpass- oder einem Bandpassfilter gefiltert. Z.B. wird das Signal mit einer Fensterfunktion gefiltert. Die Filterfunktion ist z.B. ein Butterworth- oder Hamming-Fenster.
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Die Eingänge werden durch das Faltungsnetz 206 additiv überlagert.
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Gemäß der ersten Ausführung 200 wird der wenigstens eine Parameter abhängig von einem zeitlichen Verlauf des Anregungsprofils 202 und der Vorhersage 204 trainiert.
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3 stellt eine zweite Ausführung 300 eines Modells zur Prüfung von Bauteilen auf Vibrationsermüdung in einem Vibrationsprüfgerät 102 schematisch dar.
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Das Modell gemäß der ersten Ausführung 300 ist ausgebildet, ein Anregungsprofil 302 auf eine Vorhersage 304 für ein Vibrationsprofil abzubilden, welches sich bei der Anregung mit dem Anregungsprofil 302 am Bauteil einstellt.
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Gemäß der zweiten Ausführung 300 wird der wenigstens eine Parameter abhängig von einem zeitlichen Verlauf des Anregungsprofils 302 und der Vorhersage 304 trainiert.
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Im Unterschied zum Modell gemäß der ersten Ausführung 200 umfasst das Modell gemäß der zweiten Ausführung 300 eine Übertragungsfunktion 306, ein künstliches neuronales Faltungsnetz 308 mit einer Faltungsschicht oder mehreren in Reihe geschalteten Faltungsschichten 310 und eine daran anschließende Ausgangsschicht 312. Diese sind im Beispiel durch den wenigstens einen Parameter definiert.
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Die Übertragungsfunktion 306 ist ausgebildet, abhängig vom zeitlichen Verlauf des wenigstens einen Eingangssignals 302 einen linearen Anteil der Vorhersage 304 zu bestimmen.
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Die Ausgangsschicht 312 umfasst einen ersten Eingang 314 und einen zweiten Eingang 316.
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Der zeitliche Verlauf des Anregungsprofils 302 an einem Eingang 318 des Faltungsnetzes 308 wird auf den ersten Eingang 314 abgebildet. Mit der Übertragungsfunktion 306 wird für den zeitlichen Verlauf des Anregungsprofils 302 der zweite Eingang 316 bestimmt.
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Das Anregungsprofil umfasst in einem Beispiel eine Anregung, insbesondere eine Beschleunigung, in einer Anregungsrichtung, insbesondere einer Raumrichtung.
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Das Anregungsprofil umfasst in einem Beispiel eine Temperatur.
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In 4 ist ein Flussdiagramm mit Schritten in einem Verfahren zur Prüfung von Bauteilen auf Vibrationsermüdung in einem Vibrationsprüfgerät 102 dargestellt.
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Das Verfahren umfasst einen Schritt 402.
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Im Schritt 402 wird das Modell, z.B. gemäß der ersten Ausführung 200 oder der zweiten Ausführung 300 bereitgestellt.
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Das Modell ist ausgebildet, abhängig von einem zeitlichen Verlauf eines Anregungsprofils für das Vibrationsprüfgerät 102, das eine Anregung für eine Prüfung eines Bauteils im Vibrationsprüfgerät 102 charakterisiert, eine Vorhersage für ein Vibrationsprofil zu bestimmen, das eine Antwort des Bauteils auf die Anregung im Vibrationsprüfgerät 102 charakterisiert.
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Die Zeitverläufe der Vibrationsanregungen werden in einem Beispiel als Beschleunigungszeitverläufe gemessen und vorhergesagt. Die Zeitverläufe werden in einem Beispiel als Frequenzverläufe oder als Leistungsdichtespektren dargestellt, die durch entsprechende gemessene oder vorhergesagte Zeitverläufe bestimmt sind.
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Im Beispiel wird das Vibrationsprofil vorgegeben, z.B. aus einer Messung, und der wenigstens einen Parameter des Modells oder ein zeitlicher Verlauf der wenigstens einen Parameter des Modells in einem Training bestimmt, für den die Vorhersage möglichst gut mit diesem Vibrationsprofil übereinstimmt.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Vibrationsprofil mit einem vorgegebenen Leistungsdichtespektrum vorgegeben wird. Das Leistungsdichtespektrum wird z.B. für ein Steuergerät eines Fahrzeugs in einer Fahrzeugmessung oder für ein Steuergerät eines Motors bei einem Motorhochlauf vorgegeben. Optional kann auch ein Normprüfprofil verwendet werden, welches das Leistungsdichtespektrum vorgibt.
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Das Modell wird in einer Ausführung für ein Anregungsprofil mit einer Anregung innerhalb eines vorgegebenen Anregungsbereichs dazu trainiert, die Vorhersage für eine Anregung innerhalb des Anregungsbereichs zu bestimmen.
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Das Modell wird in einer Ausführung für ein Anregungsprofil bei einer Temperatur innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs dazu trainiert, die Vorhersage für eine Temperatur innerhalb des Temperaturbereichs zu bestimmen.
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Vor dem Training werden z.B. ein zeitlicher Verlauf des Anregungsprofils und ein zeitlicher Verlauf des Vibrationsprofils bei einer Anregung des Bauteils im Vibrationsprüfgerät 102 gemessen. Der wenigstens eine Parameter wird z.B. abhängig von den gemessenen zeitlichen Verläufen trainiert.
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Zum Training kann vorgesehen sein, dass abhängig von den gemessenen zeitlichen Verläufen wenigstens ein relevantes Zeitfenster bestimmt wird. Im Training wird die Vorhersage und der wenigstens eine Parameter z.B. mit dem auf das wenigstens eine relevante Zeitfenster eingeschränkten Anregungsprofil bestimmt. Zur Selektion relevanter Zeitfenster wird z.B. ein Root-Mean-Square-Wert von Eingangsgrößen aus dem Anregungsprofil verwendet. Optional können auch minimale Werte, maximale Werte oder einen Betrag einer Energie von Eingangsgrößen verwendet werden. Beispielsweise wird ein Zeitfenster bestimmt, für das der Root-Mean-Square-Wert oder der maximale Wert oder der minimale Wert oder der Betrag der Energie der Eingangsgrößen größer als ein vorgegebener Schwellwert ist. Beispielsweise wird ein Zeitfenster bestimmt, für das der minimale Wert der Eingangsgrößen kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist.
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Das Anregungsprofil umfasst in einer Ausführung mehrere Eingangsgrößen zur Anregung von verschiedenen Aktuatoren 110. Diese Eingangsgrößen werden z.B. mit einer Running Statistics Methode auf einen verwertbaren Bereich eingeschränkt. Das Vibrationsprofil umfasst z.B. mehrere Sensorsignale, die mit verschiedenen Sensoren 114 erfasst werden. Die Vorhersage umfasst z.B. mehrere Ausgangsgrößen, die virtuelle Sensorsignale repräsentieren. Diese Ausgangsgrößen werden z.B. mit einer Running Statistics Methode auf einen verwertbaren Bereich eingeschränkt.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass diese Eingangsgrößen mit statistischen Methoden, z.B. PCA, k-best, hinsichtlich ihrer Relevanz für die Vorhersage bewertet und auf die relevantesten Eingangsgrößen reduziert werden. Dabei werden mit Hilfe der PCA z.B. Korrelationen der Eingangsgrößen zueinander bewertet und von einer Mehrzahl stark miteinander korrelierenden Eingangsgrößen weniger als die Mehrzahl der Eingangsgrößen für das Training verwendet. Es kann vorgesehen sein, dass die Eingangsgrößen aus der Mehrzahl verwendet werden, die aufgrund ihrer Relevanz für die Vorhersage am besten geeignet sind. Die Relevanz wird z.B. mit dem k-best Verfahren unter Verwendung eines Regression-Kernels abhängig von den einzelnen Eingangsgrößen und der Vorhersage bewertet.
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Das Verfahren umfasst einen Schritt 404.
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Im Schritt 404 wird ein Vibrationsprofil für die Prüfung des Bauteils vorgegeben.
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Das Vibrationsprofil wird z.B. aus einer Messung vorgegeben.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Vibrationsprofil mit einem vorgegebenen Leistungsdichtespektrum vorgegeben wird. Das Leistungsdichtespektrum wird z.B. für ein Steuergerät eines Fahrzeugs in einer Fahrzeugmessung oder für ein Steuergerät eines Motors bei einem Motorhochlauf vorgegeben. Optional kann auch ein Normprüfprofil verwendet werden, welches das Leistungsdichtespektrum vorgibt.
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Das Verfahren umfasst einen Schritt 406.
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Im Schritt 406 wird der zeitliche Verlauf des Anregungsprofils bestimmt, für den das Vibrationsprofil und die Vorhersage des Modells für das Vibrationsprofil im Wesentlichen übereinstimmen.
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Im Beispiel wird eine Optimierung ausgeführt, mit der das Anregungsprofil bestimmt wird, für das das Vibrationsprofil und die Vorhersage möglichst gut übereinstimmen.
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Möglichst gut übereinstimmen bedeutet z.B., dass der zeitliche Verlauf oder die Leistungsdichtespektren des Vibrationsprofils und der Vorhersage im Wesentlichen identisch sind.
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Das Verfahren umfasst einen Schritt 408.
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Im Schritt 408 wird das Bauteil im Vibrationsprüfgerät 102 mit dem Anregungsprofil angeregt.
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Es kann vorgesehen sein, das Bauteil in verschiedenen Anregungsrichtungen einzeln anzuregen. Der Schritt 408 wird z.B. für die einzelnen Anregungsrichtungen wiederholt ausgeführt, wobei das Bauteil in je einer der verschiedenen Anregungsrichtungen angeregt wird.
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In einer ersten Beispielanwendung wird ein Inverter einer elektromechanischen Achse eines Fahrzeugs geprüft.
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Es erfolgt zunächst eine Prüfstandsmessung mit einem Fahrzeug zur Messung des Anregungsprofils.
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Der Inverter wird als Bauteil durch den wenigstens einen Aktuator 110 auf dem Vibrationsprüfgerät 102 in den drei Raumrichtungen x, y, z angeregt und ein Vibrationsprofil mit dem wenigstens einen Sensor 114 gemessen und als Messungen gespeichert.
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Die Eingangsgrößen für ein Anregungsprofil zur Anregung auf dem Vibrationsprüfgerät 102 werden mit der Methode k-best auf die wesentlichen reduziert und bewertet.
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Mit Hilfe dieser Messungen, der relevanten Eingangsgrößen und des Modells wird im Training ein dynamisches Verhalten eines Systems Inverter-Vibrationsprüfgerät 102 berechnet und das trainierte Modell, d.h. der wenigstens eine Parameter gespeichert. Der wenigstens eine Parameter definiert im Beispiel die Architektur und die Gewichte des Faltungsnetzes 206 oder die Architektur des Faltungsnetzes 308 und der Übertragungsfunktion 306.
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Mit Hilfe des trainierten Modells werden die aus der Prüfstandsmessung ermittelten Anregungsprofile so modifiziert, dass die Vorhersage, d.h. eine zu erwartende Antwort der elektromechanischen Achse, im Zeitbereich für die Messung am Vibrationsprüfgerät 102 und für die Prüfstandsmessung identisch sind.
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In einer zweiten Beispielanwendung wird ein Steuergerät für ein Bremssystem bei unterschiedlichen Temperaturen geprüft.
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Es liegen z.B. Anregungsprofile mit Prüfsignalen der Anregung bei unterschiedlichen Temperaturen vor.
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Ein System aus Steuergerät und Ventilblock des Bremssystems wird auf dem Vibrationsprüfgerät 102, z.B. einem Piezo-Shaker, bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen angeregt und das Vibrationsprofil sowie die Temperatur gemessen und als Messungen gespeichert.
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Die Eingangsgrößen für ein Anregungsprofil zur Anregung auf Vibrationsprüfgerät 102 werden mit der Methode k-best auf die wesentlichen reduziert und bewertet.
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Mit Hilfe dieser Messungen, der relevanten Eingangsgrößen und im Beispiel dem Modell gemäß der zweiten Ausführung 300, wird ein dynamisches Verhalten in Abhängigkeit der Temperatur des Systems Steuergerät-Ventilblock berechnet und das trainierte Modell, d.h. der wenigstens eine Parameter, gespeichert.
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Mit Hilfe des trainierten Modells wird für eine andere Temperatur ein Vibrationsprofil vorhergesagt.
