DE10217020B4 - Verfahren zum Bestimmen und Kompensieren von periodisch auftretenden Störmomenten in einem einem Antriebsmotor nachgeordneten Harmonic-Drive-Getriebe - Google Patents

Verfahren zum Bestimmen und Kompensieren von periodisch auftretenden Störmomenten in einem einem Antriebsmotor nachgeordneten Harmonic-Drive-Getriebe Download PDF

Info

Publication number
DE10217020B4
DE10217020B4 DE2002117020 DE10217020A DE10217020B4 DE 10217020 B4 DE10217020 B4 DE 10217020B4 DE 2002117020 DE2002117020 DE 2002117020 DE 10217020 A DE10217020 A DE 10217020A DE 10217020 B4 DE10217020 B4 DE 10217020B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
torque
torque sensor
output side
measured
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE2002117020
Other languages
English (en)
Other versions
DE10217020A1 (de
Inventor
Alin Albu-Schaeffer
Norbert Sporer
Matthias Hähnle
Markus Hauschild
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority to DE2002117020 priority Critical patent/DE10217020B4/de
Publication of DE10217020A1 publication Critical patent/DE10217020A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10217020B4 publication Critical patent/DE10217020B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D19/00Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/14Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/1407Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
    • G01L3/1428Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers
    • G01L3/1457Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers involving resistance strain gauges
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H49/00Other gearings
    • F16H49/001Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

Verfahren zum Bestimmen und Kompensieren von periodisch auftretenden Störmomenten in einem einem Antriebsmotor nachgeordneten Harmonic-Drive-Getriebe unter Verwendung eines abtriebsseitig angeordneten Drehmomentsensors, wobei es sich bei dem Verfahren zu einem wesentlichen Teil um ein Iterationsverfahren handelt,
bei dem entlang einer relevanten Trajektorie mittels des abtriebsseitigen Drehmomentsensors durch periodisch auftretende Störmomente abtriebsseitig auftretende Drehmomentfehler ta gemessen und als von der Funktion der jeweiligen aktuellen Motorposition qm abhängige Drehmomentfehler-Signale ta(qm) aufgezeichnet werden;
die anfänglich gemessenen und aufgezeichneten Drehmomentfehler-Signale ta0(qm)
Figure 00000002
einer Fourier-Analyse unterzogen werden, wobei die Fourier-Koeffizienten an0, bn0 ermittelt werden;
unter Berücksichtigung zumindest der Getriebeübersetzung sowie einer gegebenenfalls vorhandenen Dynamik zwischen Motor- und Abtriebsmoment aus diesen Fehlersignalen ta0(qm) eine antriebsseitige Störung tm0(qm) berechnet wird;
die berechnete Kompensation tms0 = –tm0 zu einem geforderten Motormoment tm addiert wird;
auf der gleichen Trajektorie ein verbleibender Restfehler tai(qm) mit i=1,2,..... beim i-ten Iterationsschritt mittels des abtriebsseitigen Drehmomentsensors gemessen und daraus dessen Fourier-Koeffizienten bestimmt werden . . .

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen und Kompensieren von periodisch auftretenden Störmomenten in einem einem Antriebsmotor nachgeordneten Harmonic-Drive-Getriebe unter Verwendung eines abtriebsseitig angeordneten Drehmomentsensors. Ferner betrifft die Erfindung hierfür geeignete Drehmomentsensoren.
  • In DE 197 40 153 C2 ist eine Regelung eines Antriebsmotors für eine Antriebseinheit innerhalb einer Druckmaschine beschrieben. Hierbei werden ein Sollwert vorgegeben und ein Istwert sowie eine Soll/Istwertdifferenz bezüglich einer Drehzahl bzw. Winkelgeschwindigkeit einer Antriebswelle ermittelt, auf welche ein motorseitiges Wellenmoment eingeleitet wird, und die periodischen oder nicht periodischen Schwingungen eines maschinenseitigen Lastmoments zurückwirken. Zur Kompensation dieser Störungen wird einem dem Stellglied zugehenden Momentsollwert ein Antriebsmoment aufgeschaltet, das ein die Soll/Istwertdifferenz verarbeitender periodischer Kompensationsregler als voraus gebildeten Momentsollwert ermittelt.
  • Aus DE 199 39 250 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen einer Verbrennungsmaschine bekannt, wobei diese nach dem Prinzip der lernenden Störgrößenaufschaltung kompensiert werden. Dazu wird aus einer Ungleichförmigkeit der erfassten Motordrehzahl mittels einer zu einer Regelstrecke inversen Übertragungsfunktion im Rückkopplungszweig eine Drehmoment-Störgröße abgeleitet und diese in Form von diskreten Störgrößenwerten in einem Periodenspeicher hinterlegt. Hieraus wird dann ein Soll-Gegenmoment generiert, das einer feldorientierten Regelung eines Startergenerators zur Erzeugung eines Gegenmoments zugeführt wird.
  • Aus DE 197 21 298 A1 ist ein Hybrid-Fahrantrieb für ein Kraftfahrzeug bekannt, das eine mit dem Verbrennungsmotor gekuppelte, als Generator und/oder als Motor betreibbare elektrische Maschine aufweist. Für die aktive Dämpfung von Schwingungen, insbesondere Drehschwingungen im Drehmomentübertragungsweg zwischen Verbrennungsmotor und von diesem angetriebenen Rädern sind Regelungsmittel vorgesehen, die auf ein von einer Sollsignal-Vorgabeeinrichtung vorgegebenes Signal ansprechen. Die Regelungsmittel sprechen ferner auf Sensormittel an, die ein eine Schwingungsinformation einer rotierenden Baukomponente des Kraftfahrzeugs enthaltenes Schwingungs-Istsignal liefern und steuern dann das von der elektrischen Maschine auf dem Verbrennungsmotor ausgebildete Lastmoment im Sinne einer Minderung oder Eliminierung der Schwingungen der Baukomponente.
  • Aus DE 199 21 174 A1 ist ein Aufnehmer für Dehnungsmeßstreifen bekannt, der einen Krafteinleitungsteil, ein Kraftaufnahmeteil und dazwischen angeordnete biegeelastische Verformungselemente aufweist, auf die mehrere halbbrückenartig verschaltete Dehnungsmeßstreifen appliziert sind. Halbbrückenschaltungen, welche Dehnungen in Hauptmessrichtung sowie in davon abweichenden Richtungen erfassen können, werden getrennten Vorverstärkerschaltungen zugeführt. Die verstärkten und digitalisierten Meßsignale werden in einer Mikroprozessorschaltung so miteinander verknüpft, dass am Ausgang sowohl die Einzelkräfte oder momente als auch die Gesamtkräfte oder momente abrufbar zur Verfügung stehen.
  • Aus DE 199 36 293 A1 ist ein Drehmomentsensor mit zwei Flanschen bekannt, die über ein Drehmomentübertragungsteil miteinander verbunden sind. Das Momentenübertragungsteil weist geschwächte Bereiche auf, die eine gemeinsame, zu den Flanschen koaxiale Mantelfläche haben, auf welche Scherkraft- Als Getriebe werden bevorzugt Harmonic-Drive-Getriebe eingesetzt, die sich durch ein sehr gutes Verhältnis zwischen Eigengewicht und Last sowie eine spielfreie Kraftübertragung auszeichnen. Die Getriebe haben jedoch eine relativ hohe Elastizität sowie bei konstantem Eingangsdrehmoment eine periodische Störwelligkeit des Drehmoments. Es ist bekannt, dass diese Störungen Frequenzen mit einem Vielfachen der Motorumdrehungen aufweisen. Diese Drehmomentschwankung kann sich bei feinfühligen, kraftgeregelten Aufgaben als ein erheblicher Störfaktor erweisen.
  • Diese Störungen können jedoch auch mit Hilfe eines abtriebsseitig vorgesehenen Drehmomentsensors in einer geschlossenen Regelschleife nicht vollständig beseitigt werden, da die Reglerstruktur durch Messung und Rückführung des Sensorwertes eine gewisse Zeitverzögerung beinhaltet und somit auf die teilweise hochfrequenten Störungen nicht reagieren kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, solche periodischen Störmomente, die von einem einem Antrieb nachgeordneten Harmonic-Drive-Getriebe erzeugt werden, unter Zuhilfenahme eines abtriebsseitigen Drehmoments genau zu bestimmen und zu kompensieren.
  • Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung mittels des Verfahrens nach Anspruch 1 gelöst. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in vorteilhafter Weise einsetzbare Drehmomentsensoren sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5.
  • Zum Bestimmen und Kompensieren von durch ein Harmonic-Drive-Getriebe hervorgerufenen Übertragungsschwankungen werden gemäß der Erfindung folgende Schritte durchgeführt: Der Antrieb, bestehend aus einem Antriebsmotor mit nachgeordnetem Harmonic-Drive-Getriebe, wird entlang einer relevanten Trajektorie (mit der nominellen Last) bewegt. Dabei wird ein abtriebsseitiger Drehmomentfehler ta mit Hilfe eines abtriebsseitig vorgesehenen Drehmomentsensors gemessen und es werden als Funktion der aktuellen Motor position qm aufgezeichnete Drehmoment-Fehler ta(gm) aufgezeichnet.
  • Die aufgezeichneten Fehlersignale ta0(qm) werden mittels Fourier-Analyse in ihre Frequenzanteile zerlegt. Es ist somit erkennbar, aus welchen Einzelfrequenzen mit einer jeweils bestimmten Amplituden an, bn sich die Störung zusammensetzt.
  • Figure 00050001
  • Als Alternative zu der Fourier-Analyse können auch andere Methoden zur Funktionen-Approximation eingesetzt werden, wie beispielsweise Splines oder neuronale Netze.
  • Aus der abtriebsseitigen Störung ta0(qm) wird eine motorseitige Störung tm0(qm) berechnet. Dazu muss zumindest die Getriebeübersetzung sowie gegebenenfalls eine vorhandene Dynamik zwischen Motor- und Abtriebsmoment berücksichtigt werden.
  • Die berechnete Kompensation tms0 = –tm0 wird zu einem geforderten Motordrehmoment tm hinzu addiert. Da die Getriebeübersetzung auch durch die durch das Harmonic-Drive-Getriebe hervorgerufenen Schwankungen des Drehmoments beeinflusst wird und da die restlichen Parameter der Dynamik nicht genau bekannt sind, verbleibt nach der Durchführung der Kompensation ein Restfehler.
  • Aufgrund dieser Tatsache läuft das erfindungsgemäße Verfahren nunmehr iterativ ab. Auf der gleichen Trajektorie wird der verbliebene Restfehler ta i(qm) beim i-ten Durchgang mittels des abtriebsseitigen Drehmomentsensors gemessen und daraus die Fourier-Koeffizienten an, bn des Restfehlers bestimmt:
    Figure 00060001
    Das neu errechnete Kompensationsdrehmoment
    Figure 00060002
    (qm) wird mit einer Konstante k gewichtet und zum vorherigen Kompensations-Drehmoment tms(i–1)ges addiert . Hierdurch ergibt sich dann:
    Figure 00060003
    wobei
    Figure 00060004
    das gesamte Kompensationsmoment nach der Iteration i ist.
  • Die Iteration wird abgebrochen, sobald der abtriebsseitige Drehmomentfehler ta i einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht oder unterschreitet.
  • Die gemäß der Erfindung vorgenommene iterative Vorgehensweise hat folgende Vorteile:
    Es erfolgt eine effiziente Reduzierung der Schwankungen des abtriebsseitigen Drehmomentes durch dessen direkte Messung mittels eines Drehmomentsensors. Hierbei wird keine genaue Kenntnis des physikalischen Modells des Antriebes oder der Störung vorausgesetzt. Vielmehr reicht eine experimentell ermittelte Übertragungsfunktion zum Rückrechnen des Motormoments aus.
  • Durch die iterative Vorgehensweise werden Fehler beim Rückrechnen mittels eines Modells kompensiert, so dass auch zusätzliche nicht berücksichtigte Effekte reduziert werden können. Durch die iterative Berechnung der Korrektur nach Durchfahren der gesamten Bahn wird der Fehler entlang der vollständigen Trajektorie und nicht nur lokal minimiert.
  • Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren vor allem im industriellen Bereich eingesetzt werden, indem die Antriebs-Getriebeeinheit in Form eines Motors mit nachgeordnetem Harmonic-Drive-Getriebe eine vorher bestimmte Trajektorie unter konstanten Bedingungen wiederholt abfährt.
  • Gemäß der Erfindung werden somit die mittels des abtriebsseitigen Drehmomentsensors gemessenen Signale zur Kompensation der abtriebsseitigen Drehmomentschwankungen in einem Harmonic-Drive-Getriebe ausgenutzt. Die gemessenen Störungen werden vorzugsweise mit Hilfe einer Fourier-Analyse in ein antriebsseitiges Kompensations-Drehmoment umgerechnet.
  • Durch die iterative Vorgehensweise wird der Restfehler entlang der gleichen Trajektorie bestimmt und es wird eine schrittweise Korrektur der Koeffizienten des Störmodells durchgeführt. Die Iteration wird dann abgebrochen, wenn der Restfehler einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht bzw. unterschreitet.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • l ein ungeregeltes und ungefiltertes Drehmomentsignal, das mittels eines abtriebsseitig vorgesehenen Drehmomentsensors über zwei Motorumdrehungen aufgenommen ist;
  • 2 als gepunktete Linie ein geregeltes Drehmoment und als ausgezogene Linie ein geregeltes und kompensiertes Drehmoment;
  • 3 das Leistungsspektrum der Signale von 2;
  • 4 über verschiedene Iterationsschritte aufgetragene Fehler;
  • 5a und 5b in perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform eines Drehmomentsensors, und zwar in 5a dessen Vorderseite und in 5b dessen Rückseite, und
  • 6 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Drehmomentsensors.
  • In l ist ein typischer Verlauf einer Störung im ungeregelten, unkompensierten Zustand wiedergegeben, wie sie mittels eines Drehmomentsensors gemessen wird. In l ist auf der Ordinate das Drehmoment in Nm und auf der Abszisse ist die Motorposition in Grad aufgetragen.
  • Ein Kompensationssignal nach der ersten Iteration, bzw. nach Abschluss der Optimierung ist in 2 dargestellt, wobei auch in 2 auf der Ordinate das Drehmoment in Nm und auf der Abszisse die Motorposition in Grad aufgetragen sind. Hierbei sind in 2 ein geregeltes Drehmoment durch eine gepunktete Linie und ein geregeltes und kompensiertes Drehmoment durch eine ausgezogene Linie wiedergegeben. Hierbei werden bei der Kompensation die ersten sechs Fourier-Komponenten berücksichtigt. Wie ein Vergleich der Graphen in l und 2 zeigt, nimmt die Amplitude der Störung auf dem Momentensignal ständig ab.
  • 3 zeigt durch einen gepunktet wiedergegebenen Graphen das Spektrum der Störung vor der Kompensation und durch einen ausgezogen wiedergegebenen Graphen das Spektrum nach einer abgeschlossenen Optimierung. In 3 sind auf der Ordinate die Signalleistung in Nm2 und auf der Abszisse die Frequenz aufgetragen. Hierbei sind die ersten sechs Komponenten im Spektrum kompensiert und es ist ein deutlicher Rückgang der Störung zu beobachten.
  • Schließlich sind in 4 die Fehler über die einzelnen Iterationsschritte für die zweite spektrale Komponente aufgetragen, wobei auf der Abszisse wiederum die Signalleistung in Nm2 und auf der Ordinate die Anzahl der Optimierungsschritte aufgetragen ist.
  • In 5a und 5b sind jeweils in perspektivischer Darstellung Vorderseite bzw. Rückseite einer ersten Ausführungsform eines Drehmomentsensors 5 dargestellt, welcher als ein monolithisches, scheibenförmiges Aufnahmeteil ausge bildet ist, dessen Oberseite eine in zusammenhängende Abschnitte unterteilte plane Fläche ist.
  • Das Aufnahmeteil besteht aus einem Innenflansch 50 mit einer Anzahl Krafteinleitungsstellen 52, einem Außenflansch 51 mit Krafteinleitungsstellen 53 und aus vier zwischen den beiden Flanschen 50 und 51 ausgebildeten radial verlaufenden Verbindungsstegen 54 mit jeweils einem mechanisch geschwächten Abschnitt. Bei der ersten Ausführungsform sind die mechanisch geschwächten Abschnitte als unterseitige Ausnehmungen 55 ausgebildet, die jeweils, wie der perspektivischen Darstellung der Rückseite in 5b zu entnehmen ist, dahingehend optimiert sind, dass sie nierenformähnlich ausgebildet sind und als Abschluss einen dünnen membranartigen Boden haben. Die Oberseite der Ausnehmung 55 ist zum Aufbringen von Dehnungsmessstreifen 8, als eine plane Fläche ausgebildet.
  • Wie in 5a dargestellt, sind Dehnungsmessstreifen 8 spiegelbildlich auf jeweils zwei diagonal einander gegenüberliegenden Verbindungsstegen 54 unter 45° zu einer fiktiven, radial verlaufenden Mittenlinie des jeweiligen Verbindungsstegs 54 aufgebracht. Die Dehnungsmessstreifen 8 sind nach dem Prinzip einer Wheatstone-Brücke jeweils zu Viertel-, Halboder Voll-Brücken in der Weise geschaltet sind, dass aus den Messwerten ein Abtriebsmoment ermittelbar ist.
  • In der in 5a und 5b dargestellten Ausführungsform sind an zwischen benachbarten Verbindungsstegen 54 vorgesehenen Ausschnitten 56 Ansätze 57 ausgebildet, welche etwa in der Mitte des jeweiligen Ausschnitts 56 von der Innenseite des Außenflansches 51 in radialer Richtung vorstehen. Auf der artigen Ansätzen 57 kann elektronische Hardware, beispielsweise in Form eines Analogverstärkers zum Verstärken der ermittelten Messwerte und ein dem Verstärker nachgeordneter Analog-, Digital-Wandler sowie die eigentliche Auswerteelektronik unmittelbar auf dem monolithischen Aufnahmeteil des Drehmomentsensors 5 angebracht werden.
  • Bei dieser Ausbildung eines Drehmomentsensors wird für die Hardware zur Aufbereitung und Auswertung der gemessenen Werte kein zusätzlicher Bauraum benötigt.
  • Auch bei der zweiten in 6 dargestellten Ausführungsform ist der Drehmomentsensor 6 wieder als ein monolithisches scheibenförmiges Aufnahmeteil mit planer Oberseite ausgebildet. Auch dieses Aufnahmeteil besteht aus einem kreisringförmigen Innenflansch 60 mit Krafteinleitungsstellen 62, aus einem kreisringförmigen Außenflansch 61 mit Krafteinleitungsstellen 63 und aus vier zwischen den beiden Flanschen ausgebildeten, radialverlaufenden Verbindungsstegen 64.
  • Bei der zweiten Ausführungsform sind jedoch im Unterschied zu der ersten Ausführungsform in den vier Verbindungsstegen 64 die mechanisch geschwächten Abschnitte als Ausschnitte 66 ausgebildet, die in der Weise optimiert sind, dass sie in 6 die Form einer Ellipse oder, was im einzelnen nicht dargestellt ist, die Form einer Raute oder eines Ovals haben können.
  • Bei der zweiten Ausführungsform in 6 sind Dehnungsmessstreifen 81 auf radial und senkrecht zur Oberfläche ausgerichteten planen Außenflächenbereichen der Verbindungsstege 64, wiederum unter 45° zu einer gedachten Mittellinie der Außenflächenbereiche ausgerichtet, aufgebracht. Auch diese Dehnungsmessstreifen 81 sind nach dem Prinzip einer Wheatstone-Brücke jeweils zu Viertel-, Halb- oder Voll-Brücken in der Weise geschaltet, dass aus den Messwerten ein Abtriebsmoment ermittelbar ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann überall dort angewendet werden, wo leichte, drehmomentgeregelte Antriebe vorgesehen sind. In praktisch all diesen Fällen sind Antriebe mit nachgeordnetem Harmonic-Drive-Getriebe vorteilhaft. Da wie vorstehend dargelegt, durch die Harmonic-Drive-Getriebe abtriebsseitig Störungen erzeugt werden; können diese mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens in Verbindung mit dem Einsatz einer vorstehend beschriebenen Drehmomentsensoren weitestgehend beseitigt bzw. so weit minimiert werden, dass der verbleibende, reduzierte Restfehler im allgemeinen vernachlässigbar klein ist.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Bestimmen und Kompensieren von periodisch auftretenden Störmomenten in einem einem Antriebsmotor nachgeordneten Harmonic-Drive-Getriebe unter Verwendung eines abtriebsseitig angeordneten Drehmomentsensors, wobei es sich bei dem Verfahren zu einem wesentlichen Teil um ein Iterationsverfahren handelt, bei dem entlang einer relevanten Trajektorie mittels des abtriebsseitigen Drehmomentsensors durch periodisch auftretende Störmomente abtriebsseitig auftretende Drehmomentfehler ta gemessen und als von der Funktion der jeweiligen aktuellen Motorposition qm abhängige Drehmomentfehler-Signale ta(qm) aufgezeichnet werden; die anfänglich gemessenen und aufgezeichneten Drehmomentfehler-Signale ta0(qm)
    Figure 00130001
    einer Fourier-Analyse unterzogen werden, wobei die Fourier-Koeffizienten an0, bn0 ermittelt werden; unter Berücksichtigung zumindest der Getriebeübersetzung sowie einer gegebenenfalls vorhandenen Dynamik zwischen Motor- und Abtriebsmoment aus diesen Fehlersignalen ta0(qm) eine antriebsseitige Störung tm0(qm) berechnet wird; die berechnete Kompensation tms0 = –tm0 zu einem geforderten Motormoment tm addiert wird; auf der gleichen Trajektorie ein verbleibender Restfehler tai(qm) mit i=1,2,..... beim i-ten Iterationsschritt mittels des abtriebsseitigen Drehmomentsensors gemessen und daraus dessen Fourier-Koeffizienten bestimmt werden
    Figure 00140001
    das neu berechnete Motor-Kompensations-Drehmoment tmsi(qm) mit einer Konstanten k < 1 gewichtet und zum vorherigen Kompensations-Drehmoment
    Figure 00140002
    addiert wird, wodurch sich ergibt:
    Figure 00140003
    wobei
    Figure 00140004
    das gesamte Kompensationsmoment nach der Iteration i ist, und die Iteration abgebrochen wird, sobald der Drehmomentfehler ta i einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht oder unterscheitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Funktionsapproximation neuronale Netze oder Splines verwendet werden.
  3. Drehmomentsensor, der bei der Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 verwendbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsensor (5, 6) als ein monolithisches scheibenförmiges Aufnahmeteil mit einer planen Oberseite ausgebildet ist, wobei das Aufnahmeteil aus einem kreisringförmigen Innenflansch (50; 60) mit Krafteinleitungsstellen (52; 62), aus einem kreisringförmigen Außenflansch (51; 61) mit Krafteinleitungsstellen (53, 63) und aus vier zwischen den beiden Flanschen (50, 51; 60, 61) ausgebildeten, radial verlaufenden Verbindungsstegen (54; 64) mit jeweils einem mechanisch geschwächten Abschnitt besteht, und dass auf festgelegten planen Bereichen der mechanisch geschwächten Abschnitte der Verbindungsstege (54; 64) Dehnungsmessstreifen (8; 81 ) aufgebracht sind, die nach dem Prinzip einer Wheatstone-Brücke jeweils zu Viertel-, Halboder Voll-Brücken in der Weise geschaltet sind, dass aus den Messwerten ein Abtriebsmoment ermittelbar ist.
  4. Drehmomentsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch geschwächte Abschnitt der Verbindungsstege (54) des Drehmomentsensors (5) als eine unterseitige nierenformähnliche Ausnehmung (55) mit einem Abschluss in Form eines dünnen membranartigen Bodens ausgebildet ist, wobei auf der planen Oberseite des Bodens Dehnungsmessstreifen (8) aufgebracht sind.
  5. Drehmomentsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch geschwächte Abschnitt der Verbindungsstege (64) des Drehmomentsensors (6) als ein ellipsen-, rautenoder ovalförmiger Ausschnitt (65) ausgebildet ist, wobei auf radial verlaufenden und senkrecht zur Oberseite der Verbindungsstege (64) ausgerichteten planen Außenflächenbereichen Dehnungsmessstreifen (81 ) aufgebracht sind.
  6. Drehmomentsensor nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Ausschnitten (56) zwischen zwei oder vier Verbindungsstegen (54) vom Außenflansch (51) in radialer Richtung vorstehende Ansätze (57) zum Anbringen von Elektronik tragenden Teilen ausgebildet sind.
DE2002117020 2002-04-12 2002-04-12 Verfahren zum Bestimmen und Kompensieren von periodisch auftretenden Störmomenten in einem einem Antriebsmotor nachgeordneten Harmonic-Drive-Getriebe Expired - Lifetime DE10217020B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002117020 DE10217020B4 (de) 2002-04-12 2002-04-12 Verfahren zum Bestimmen und Kompensieren von periodisch auftretenden Störmomenten in einem einem Antriebsmotor nachgeordneten Harmonic-Drive-Getriebe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002117020 DE10217020B4 (de) 2002-04-12 2002-04-12 Verfahren zum Bestimmen und Kompensieren von periodisch auftretenden Störmomenten in einem einem Antriebsmotor nachgeordneten Harmonic-Drive-Getriebe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10217020A1 DE10217020A1 (de) 2003-11-06
DE10217020B4 true DE10217020B4 (de) 2004-02-19

Family

ID=28798490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2002117020 Expired - Lifetime DE10217020B4 (de) 2002-04-12 2002-04-12 Verfahren zum Bestimmen und Kompensieren von periodisch auftretenden Störmomenten in einem einem Antriebsmotor nachgeordneten Harmonic-Drive-Getriebe

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10217020B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105116906A (zh) * 2015-07-17 2015-12-02 中国空间技术研究院 基于向量理论的航天器变轨发动机干扰力矩计算方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007018808B4 (de) * 2007-04-20 2015-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Regelanordnung mit Korrektur lageabhängiger systematischer Fehler
DE102016012324A1 (de) * 2016-10-17 2018-04-19 Franka Emika Gmbh Drehmomentsensorvorrichtung und Verfahren zum Erfassen von Drehmomenten
CN114070158B (zh) * 2020-08-04 2023-12-29 美的威灵电机技术(上海)有限公司 基于转矩信息的电机的控制方法、电机和存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19721298A1 (de) * 1997-05-21 1998-11-26 Mannesmann Sachs Ag Hybrid-Fahrantrieb für ein Kraftfahrzeug
DE19921174A1 (de) * 1999-05-07 2000-11-09 Hbm Mes Und Systemtechnik Gmbh Dehnungsmeßstreifen-Aufnehmer
DE19740153C2 (de) * 1997-09-12 2001-02-01 Roland Man Druckmasch Verfahren zur Regelung eines Antriebes innerhalb einer Druckmaschine und Antrieb für eine Druckmaschine
DE19936293A1 (de) * 1999-08-02 2001-02-15 Hbm Mes Und Systemtechnik Gmbh Drehmomentsensor
DE19939250A1 (de) * 1999-08-19 2001-03-22 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen einer Verbrennungsmaschine
DE10013059A1 (de) * 2000-03-19 2001-09-27 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Kraft-Momenten-Sensor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19721298A1 (de) * 1997-05-21 1998-11-26 Mannesmann Sachs Ag Hybrid-Fahrantrieb für ein Kraftfahrzeug
DE19740153C2 (de) * 1997-09-12 2001-02-01 Roland Man Druckmasch Verfahren zur Regelung eines Antriebes innerhalb einer Druckmaschine und Antrieb für eine Druckmaschine
DE19921174A1 (de) * 1999-05-07 2000-11-09 Hbm Mes Und Systemtechnik Gmbh Dehnungsmeßstreifen-Aufnehmer
DE19936293A1 (de) * 1999-08-02 2001-02-15 Hbm Mes Und Systemtechnik Gmbh Drehmomentsensor
DE19939250A1 (de) * 1999-08-19 2001-03-22 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen einer Verbrennungsmaschine
DE10013059A1 (de) * 2000-03-19 2001-09-27 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Kraft-Momenten-Sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105116906A (zh) * 2015-07-17 2015-12-02 中国空间技术研究院 基于向量理论的航天器变轨发动机干扰力矩计算方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE10217020A1 (de) 2003-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1634368B1 (de) Verfahren und dämpfungsvorrichtung zur dämpfung einer torsionsschwingung in einem rotierenden antriebsstrang
DE102010046072B4 (de) Verfahren zum Dämpfen eines Rüttelns auf ebener Straße in einem elektrischen Servolenksystem
EP1540201B1 (de) Verfahren zum vermindern von rupfschwingungen
DE10247347B4 (de) System und Verfahren zum Messen der Kennlinie eines Motors mit einem durch das µ-Syntheseverfahren entworfenen Drehmomentregler
DE10020787A1 (de) Betriebssteuergerät für eine Rolltreppe
WO1998017865A1 (de) Verfahren zur messung mechanischer daten eines bodens sowie zu dessen verdichtung und mess- bzw. bodenverdichtungsvorrichtung
DE4132825A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum regeln der drehzahl eines elektromotors
DE112011105755T5 (de) Positionierungssteuersystem für einen mit einem Wellgetriebe ausgestatteten Aktuator
WO1999060362A1 (de) Verspannungsprüfstand für hubschraubergetriebe
EP1203270B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur dämpfung von drehschwingungen einer verbrennungsmaschine
WO2017054808A1 (de) Gleitschiene für ein umschlingungsmittel eines umschlingungsgetriebes und messverfahren zum ermitteln eines anliegenden drehmoments an einem kegelscheibenpaar
EP2820392B1 (de) Verfahren zur dämpfung von schwingungen
EP1614921A1 (de) Verfahren zum Einstellen eines Kupplungsmoments
DE10317304A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Bestimmen eines Abtriebsdrehmoments eines Elektromotors
EP3464862B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kalibrierung eines stellgebersystems
DE10217020B4 (de) Verfahren zum Bestimmen und Kompensieren von periodisch auftretenden Störmomenten in einem einem Antriebsmotor nachgeordneten Harmonic-Drive-Getriebe
DE10394087T5 (de) Motorsteuereinrichtung
DE3808524C2 (de)
DE10321210A1 (de) Drehmoment-Messverfahren für eine Wellengetriebevorrichtung
EP4121731B1 (de) Verfahren zum justieren eines piezoelektrischen drehmomentsensors
AT523109B1 (de) Verfahren und System zum Kalibrieren einer Steuereinrichtung eines Elektromotors
DE102005029344A1 (de) Verfahren zum Einstellen eines Kupplungsmoments
DE2736409C2 (de) Verfahren zur zyklischen Änderung des Einstellwinkels des Rotorblattes eines Fluggerätes, insbesondere eines Hubschraubers
DE2503703A1 (de) Anordnung bei motorgetriebenen schienenfahrzeugen
EP1858153B1 (de) Elektrischer Antrieb sowie Verfahren zum Steuern eines solchen Antriebs

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT- UND RAUMFAHRT E.V.

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT- UND RAUMFAHRT E.V.

R071 Expiry of right