DE10346680B4 - Verfahren zur Erhöhung der Regeldynamik einer mit einer Antriebswelle eines Direktantriebes angetriebenen Last - Google Patents

Verfahren zur Erhöhung der Regeldynamik einer mit einer Antriebswelle eines Direktantriebes angetriebenen Last Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Erhöhung der Regeldynamik einer mit einer Antriebswelle (4) eines Direktantriebs (3) angetriebenen Last (14), wobei anhand eines Ausgangssignals (φ1) eines ersten Gebers (1) eine erste Drehgeschwindigkeit (n1) und anhand eines Ausgangssignals (φ2) eines zweiten Gebers (2) eine zweite Drehgeschwindigkeit (n2) der Antriebswelle (4) gemessen wird, wobei zwischen erstem und zweiten Geber der Direktantrieb (3) angeordnet ist und der zweite Geber (2) in unmittelbarer Nähe der Last (14) angeordnet ist, wobei die erste Drehgeschwindigkeit (n1) mit einem ersten Faktor und die zweite Drehgeschwindigkeit mit einem zweiten Faktor multipliziert wird und die solchermaßen gewichteten Drehgeschwindigkeiten addiert werden und solchermaßen eine Mischdrehgeschwindigkeiten (nist) als Regelistwert einer Regelung (10) des Direktantriebs (3) bestimmt wird.

Description

  • Verfahren zur Erhöhung der Regeldynamik einer mit einer Antriebswelle eines Direktantriebes ángetriebenen Last
  • Die Erfindung behandelt ein Verfahren zur Erhöhung der Regeldynamik einer mit einer Antriebswelle eines Direktantriebes angetriebenen Last.
  • Zur Regelung der Drehgeschwindigkeit eines Direktantriebes wurde bisher handelsüblich die Drehgeschwindigkeit, welche als Eingangsgröße für eine Regelung der angetriebenen Last dient, entweder nahe der Last oder nahe am Direktantrieb gemessen. Bei einem direkt antreibenden Antriebssystem ist dabei eine Antriebswelle mechanisch direkt mit dem Rotor des Direktantriebs und direkt mit der anzutreibenden Last verbunden. Zwischen Direktantrieb und Last ist somit kein Getriebe geschaltet, welches eine Lose und/oder Elastizität aufweist.
  • Da die Steifigkeit der Antriebswelle begrenzt ist, treten im Betrieb Schwingungen wie z.B. Torsionsschwingungen an der Antriebswelle auf. Diese führen dazu, dass die Drehgeschwindigkeit entlang der Antriebswelle nicht konstant ist. Je nach dem nun an welcher Stelle der Geber zur Messung der Drehgeschwindigkeit angebracht ist, schwingt der Wert der gemessenen Drehgeschwindigkeit infolge der Schwingungen der Antriebswelle mit einer mehr oder weniger großen Amplitude hin und her. Insbesondere im Frequenzbereich von mechanischen Resonanzstellen ist die Amplitude der Schwingungen besonders hoch.
  • Bei Direktantriebssystemen, bei denen die regelungstechnisch einstellbare Verstärkung maßgeblich für die Dynamik des Systems ist, ergeben sich daraus erhebliche Nachteile hinsichtlich der erzielbaren Regeldynamik. Die infolge der Schwingungen der Antriebswelle auftretenden Schwingungen der gemessenen Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle müssen zur Vermeidung von Regelungsinstabilitäten herausgefiltert werden, bevor die Drehgeschwindigkeit als Regelistwert einer Regelung zur Regelung der Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle zugeführt werden kann. Diese Filterung, die üblicherweise im Bereich der mechanischen Resonanzfrequenz durchgeführt wird, bedingt eine verminderte Regeldynamik, da zur Sicherung der Stabilität des Regelkreises z.B. Regelverstärkungen heruntergesetzt werden müssen.
  • Regelungstechnisch optimal wäre deshalb eine Anordnung des Gebers im Bereich eines sogenannten Schwingungsknotens auf der Antriebswelle, d.h. in einem Bereich, in dem die Amplitude der Schwingungen ein Minimum aufweist. Eine Filterung wäre dann nicht mehr notwendig.
  • In der Praxis ist dies aber oft nicht möglich, da der Schwingungsknoten oft an einer Stelle auf der Antriebswelle liegt, in der eine Anbringung des Gebers nicht möglich ist. Weiterhin kann sich die Lage des Schwingungsknoten auf Antriebswelle abhängig von der Last verschieben.
  • Aus der nachveröffentlichen Patentschrift DE 103 02 374 B3 ist ein Verfahren zur Erhöhung der Regeldy- namik eines mindestens einer Lose und/oder Elastizität aufweisenden Antriebsstranges einer Werkzeug- oder Produktionsmaschine bekannt, wobei der Antriebsstrang ein mit einer Lose und/oder einer Elastizität aufweisenden Getriebe aufweist und eine Motor- und eine Lastdrehzahl auf beiden Seiten des Getriebes gemessen wird.
  • Die Offenlegungsschrift DE 195 00 133 A1 zeigt eine Zentrifuge mit einem Direktantrieb. Es sind zwei Drehgeschwindigkeitsgeber vorhanden, einer ermittelt die Drehgeschwindigkeit direkt an einem Antriebsmotor, der andere direkt an der Zentrifuge. Die Signale der beiden Drehgeschwindigkeitsgeber werden von einem Schaltkreis ausgewertet. Aus einer Differenzbildung der Signale wird auf eine Betriebsstörung geschlossen.
  • Die Patentschrift US 5 099 185 offenbart einen elektrischen Antrieb mit zwei Drehgeschwindigkeitsgebern PC1 und PC2. Zur Erhöhung der Regelgenauigkeit wird bei langsamen Drehzahlen der dafür ausgelegte Drehgeschwindigkeitsgeber PC2 verwendet, bei schnellen Drehzahlen wird der andere, für höhere Drehzahlen ausgelegte Drehgeschwindigkeitsgeber PC1 verwendet.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zur Erhöhung der Regeldynamik einer mit einer Antriebswelle eines Direktantriebs angetriebenen Last anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Erhöhung der Regeldynamik einer mit einer Antriebswelle eines Direktantriebs angetriebenen Last, wobei anhand eines Ausgangssignals eines ersten Gebers eine erste Drehgeschwindigkeit und anhand eines Ausgangssignals eines zweiten Gebers eine zweite Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle gemessen wird, wobei zwischen erstem und zweiten Geber der Direktantrieb angeordnet ist und der zweite Geber in unmittelbarer Nähe der Last angeordnet ist, wobei die erste Drehgeschwindigkeit mit einem ersten Faktor und die zweite Drehgeschwindigkeit mit einem zweiten Faktor multipliziert wird und die solchermaßen gewichteten Drehgeschwindigkeiten addiert werden und solchermaßen eine Mischdrehgeschwindigkeiten als Regelistwert einer Regelung des Direktantriebs bestimmt wird, gelöst.
  • Weiterhin wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Erhöhung der Regeldynamik einer mit einer Antriebswelle eines Direktantriebs angetriebenen Last, wobei anhand eines Ausgangssignals eines erster Gebers eine erste Drehgeschwindigkeit und anhand eines Ausgangssignals eines zweiten Gebers eine zweite Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle gemessen wird, wobei zwischen erstem und zweiten Geber der Direktantrieb angeordnet ist und der zweite Geber in unmittelbarer Nähe der Last angeordnet ist, wobei die erste Drehgeschwindigkeit von der zweiten Drehgeschwindigkeit subtrahiert wird und die solcher maßen ermittelte Differenz mit einem Faktor multipliziert wird und die solchermaßen gewichtete Differenz mit der zweiten Drehgeschwindigkeit addiert wird und solchermaßen eine Mischdrehgeschwindigkeit als Regelistwert einer Regelung des Direktantriebs bestimmt wird, gelöst.
  • Eine erste vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass als ersten Faktor ein Parameter α und als zweiten Faktor die Differenz 1–α vorgesehen ist. Durch entsprechende Wahl des ersten und zweiten Faktors sowie des Parameters α lässt sich eine besonders hohe Regeldynamik erzielen.
  • Ferner erweist es sich als vorteilhaft, dass der Parameter α durch Lösung der Beziehung
    Figure 00050001
    ermittelt wird, wobei als Abstandsfunktion || || insbesondere das Quadrat des Betrages oder der Betrag des komplexen Ausdrucks (α·GStrecke1(j2πfi) + (1–α)·GStrecke2(j2πfi)) vorgesehen ist, wobei Gstrecke1(j2πf) der Frequenzgang der Regelstrecke bei α=1 darstellt, wobei Gstrecke2(j2πf) der Frequenzgang der Regelstrecke bei α=0 darstellt und fi Frequenzstützpunkte darstellen. Hierdurch wird eine besonders effektive Ermittelung des Parameters α erreicht.
  • Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, die für die Ermittelung der Mischdrehgeschwindigkeit notwendigen Additionen, Subtraktionen und Multiplikationen innerhalb einer Steuerung oder Regelung des Antriebs der Last durchgeführt werden. Da die Regelung des Antriebs heutzutage üblicherweise in Form von Software auf einem Mikroprozessorsystem realisiert ist, können in der Regelung die notwendigen Additionen, Subtraktionen und Multiplikationen ebenfalls durchgeführt werden, so dass an dieser Stelle kein erhöhter Hardwareaufwand zur Realisierung der Erfindung notwendig ist. Selbstverständlich können die notwendigen Additionen, Subtraktionen und Multiplikationen auch in einer Steuerung, welche heutzutage üblicherweise in Form von Software auf einem Mikroprozessorsystem realisiert ist, durchgeführt werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass als Geber Drehwinkelgeber vorgesehen sind, wobei aus dem gemessenen Drehwinkel des jeweiligen Drehwinkelgebers eine jeweilige Drehgeschwindigkeit berechenbar ist. Drehwinkelgeber, welche einen Drehwinkel als Ausgangsgröße ausgeben, sind in der Technik häufig verwendete Geber.
  • Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn als Geber Tachogeber, welche jeweils eine Drehgeschwindigkeit ausgeben, vorgesehen ist. Tachogeber besitzen die vorteilhafte Eigenschaft das sie die Drehgeschwindigkeit direkt ausgeben und diese nicht mittels Differenzierung wie bei den Drehwinkelgebern aus einem ausgegebenen Drehwinkel erst noch ermittelt werden muss.
  • Das Verfahren bzw. die zugehörige Messeinrichtung eignet sich besonderst gut zur Erhöhung der Regeldynamik bei Werkzeug- oder Produktionsmaschinen, da auf diesem technischen Gebiet oftmals eine besonders hohe Regeldynamik gefordert wird. Es sei jedoch an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die zugehörige Messeinrichtung sich auch für andere Anwendungsgebiete bei dem eine hohe Regeldynamik eines Regelkreises einer angetriebenen Last gefordert wird, eignen.
    •
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 eine erste Ausführungsform,
  • 2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • 3 drei Betragsfrequenzgänge der Regelstrecke.
  • 1 zeigt in Form eines Blockschaltbildes ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vsrfahrens. Ein Direktantrieb, der in dem Ausführungsbeispiel in Form eines Torquemotors 3 vorliegt, treibt über eine Antriebswelle 4 ei ne Last 14 an. An oder in der Nähe des motorseitigen von der Last 14 abgewandten Endes der Antriebswelle 4 ist ein erster Geber 1 zur Ermittelung der Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 4 angebracht. Am lastseitigen Ende der Antriebswelle 4, möglichst in der Nähe der Last 14, ist ein zweiter Geber 2 zur Ermittelung einer zweiten Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 4 angebracht. In dem Ausführungsbeispiel sind der erste Geber 1 und der zweite Geber 2 als Drehwinkelgeber, die ein Drehwinkel φ1 bzw. φ2 als Ausgangssignal ausgeben, realisiert. Aus dem ersten gemessenen Drehwinkel φ1 wird mit Hilfe eines Differenzierers 5 der erste Drehwinkel φ1 differenziert, d.h. nach der Zeit abgeleitet und mit einem Faktor 1/2π multipliziert und solchermaßen eine erste Drehgeschwindigkeit in Form einer Drehzahl n1 berechnet.
  • Aus dem zweiten gemessenen Drehwinkel φ2 wird mit Hilfe eines Differenzierers 7, der zweite Drehwinkel φ2 differenziert d.h. nach der Zeit abgeleitet und mit einem Faktor von 1/2π multipliziert und solchermaßen eine zweite Drehgeschwindigkeit in Form einer Drehzahl n2 berechnet. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass selbstverständlich auch die jeweilige Drehgeschwindigkeit in Form einer Drehwinkelgeschwindigkeit φφ .1 bzw. φ .2 vorliegen kann, d.h. nach der Differenzierung auf eine Multiplikation mit dem Faktor 1/2π verzichtet wird (Der Drehwinkel wird nur nach der Zeit abgeleitet).
  • Weiterhin sei an dieser Stelle auch angemerkt, dass selbstverständlich der erste Geber 1 und der zweite Geber 2 auch als Tachogeber vorliegen können, welche direkt eine Drehgeschwindigkeit ausgeben. Die Differenzierer 5 und 7 können in diesem Fall dann entfallen.
  • Die Drehzahl n1 wird mit Hilfe eines Multiplizierers 6 mit einem Faktor α multipliziert und die Drehzahl n2 wird mit Hilfe eines Multiplizierers 8 mit einem Faktor 1–α multipliziert. Die solchermaßen gewichteten Drehzahlen werden in einem Addierer 9 addiert und solchermaßen einer Mischdrehge schwindigkeit in Form einer Mischdrehzahl nist als Regelistwert einer Regelung 10 zur Regelung des Direktantriebs berechnet. Die Differenz von Drehzahlsollwert nsoll und Mischdrehzahl nist wird der Regelung 10 zugeführt, welche ausgangsseitig über die Verbindung 11 einen Umrichter 12 ansteuert. Dieser stellt über die Verbindung 13 den Antriebsstrom i für den Torquemotor 3 zur Verfügung.
  • Die vorliegende Erfindung löst das Problem, in dem durch Linearkombination der beiden Ausgangssignale der Geber eine Mischdrehgeschwindigkeit berechnet wird, die mit einer direkt am Schwingungsknoten gemessenen Drehgeschwindigkeit näherungsweise übereinstimmt. Die Mischdrehgeschwindigkeit wird dann als Regelistwert verwendet und eine Filterung insbesondere im Bereich der Resonanzfrequenz der mechanischen Schwingungen ist nicht mehr notwendig. Hierdurch können die einstellbare Reglerverstärkungen vergrößert werden, was eine Erhöhung der Regeldynamik zur Folge hat.
  • Dabei muss nicht unbedingt eine Multiplikation mit einem Faktor α bzw. 1–α zur Gewichtung der Drehzahl n1 bzw. n2 verwendet werden, sondern es können selbstverständlich auch andere Faktoren für die Linearkombination der beiden Gebersignale verwendet werden. Bei einer Verwendung eines Faktors α bzw. eines Faktors 1–α ergeben sich jedoch besonders einfache Verhältnisse für die spätere Berechnung des Faktors α.
  • Die Differenzierer 5 und 7, die Multiplizierer 6 und 8, der Addierer 9 sowie der Regler 10 sind Bestandteil einer Regelung 22 des Antriebssystems. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass anstatt einer Regelung 22 auch eine Steuerung verwendet werden kann. Da die Regelung bzw. Steuerung eines Antriebssystems heutzutage handelsüblich in Form von Software auf einem Mikroprozessorsystem realisiert ist, ist es sinnvoll die notwendigen Addition, Subtraktion und Multiplikation zur Bestimmung der Mischdrehgeschwindigkeit in der Regelung oder in der Steuerung durchzuführen, da dann keine zusätzli chen Hardwarekomponenten mit Ausnahme eines weiteren Gebers zur Realisierung der Erfindung notwendig sind.
  • Der erste Geber 1, der zweite Geber 2, die beiden Differenzierer 5 und 7, die beiden Multiplizierer 6 und 8 sowie der Addierer 9 bilden eine Messeinrichtung 23 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei wie schon oben erwähnt die beiden Differenzierer 5 und 7 bei Verwendung von Tachogebern, welche die Drehzahl direkt ausgeben, in der Messeinrichtung 23 entfallen können.
  • In 2 ist in Form eines Blockschaltbildes ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 stimmt mit dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 inklusive der Bezeichnung der Komponenten weitgehendst überein, so dass auf eine nochmalige Beschreibung dieser Komponenten an dieser Stelle verzichtet wird. Die Ausführungsform gemäß 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 1 lediglich in der Ausführung der Linearkombination der beiden Drehzahl n1 und n2.
  • In der Ausführungsform gemäß 2 wird mittels eines Subtrahierers 15 die Differenz von der Drehzahl n1 und n2 gebildet und diese mit einem Faktor α multipliziert und solchermaßen gewichtet. Die solchermaßen gewichtete Differenz 20 und die Drehzahl n2 werden in einem Addierer 21 addiert und solchermaßen die Mischdrehgeschwindigkeit in Form der Mischdrehzahl nist als Regelistwert einer Regelung 10 des Direktantriebs ermittelt.
  • Die beiden unterschiedlichen Linearkombination zur Bestimmung der Mischdrehgeschwindigkeit in den beiden Ausführungsbeispielen gemäß 1 und 2 lassen sich mathematisch ineinander überführen, so dass sich die gleiche Mischdrehgeschwindigkeit, d.h. die gleiche Drehzahl nist für beide Ausführungsbeispiele ergibt.
  • Der erste Geber 1, der zweite Geber 2, die beiden Differenzierer 5 und 7, der Subtrahierer 15, der Multiplizierer 19 sowie der Addierer 21 bilden gemäß 2 eine Messeinrichtung 23 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei wie schon oben erwähnt die beiden Differenzierer 5 und 7 bei Verwendung von Tachogebern, welche die Drehzahl direkt ausgeben, in der Messeinrichtung 23 entfallen können.
  • Die Bestimmung des Parameter α kann dabei empirisch erfolgen oder mittels einer Bestimmung von zwei spezifischen Frequenzgängen der Drehzahlregelstrecke zur Regelung der Last 14. Hierzu wird einmal der Frequenzgang der Drehzahlregelstrecke bei α = 1 gemessen, d.h. es wird lediglich das Signal des ersten Gebers 1 als Eingangsistgröße der Drehzahlregelstrecke verwendet und anschließend wird der Frequenzgang der Drehzahlregelstrecke bei α = 0 gemessen, d.h. es wird lediglich das Ausgangssignal des Drehwinkelgebers 2 als Eingangsistgröße der Drehzahlregelstrecke verwendet. Die Eingangsgröße für die Messung des jeweiligen Frequenzgangs ist bei beiden Messungen das Motormoment M, welches mit einem der Übersichtlichkeit halber in 1 oder 2 nicht dargestellten Sensor oder Geber gemessen wird. Alternativ kann anstatt dem Motormoment M auch der Motorstrom i, welcher dem Motormoment proportional ist, verwendet werden. Als Ausgangsgröße dient die gemessene Drehzahl n1 bzw. n2. Aus den gemessenen Größen kann dann mittels Methoden zur Abschätzung des Spektrums, wie z.B. Auto- und Kreuzkorrelation oder Fouriertransformation die beiden Frequenzgänge für α=0 und α=1 berechnet werden. Der Frequenzgang der bei α=1 gemessenen Drehzahlregelstrecke Gstreckel(j2πf) ergibt sich somit zu
    Figure 00100001
    Der Frequenzgang der bei α=0 gemessenen Drehzahlregelstrecke Gstrecke2(j2πf) ergibt sich somit zu:
    Figure 00110001
    f: Drehfrequenz
    j: imaginäre Einheit
  • Der regelungstechnisch wirksame Gesamtfrequenzgang G(j2πf) der Drehzahlregelstrecke ergibt sich dann mit dem Parameter α zu: G(j2πf) = α·GStrecke1(j2πf) + (1–α)·GStrecke2(j2πf) (3)
  • Aus den beiden Messungen kann nun der Gesamtfrequenzgang G für beliebige α bestimmt werden. Somit lässt sich der Parameter α ermitteln, für den der regelungstechnische wirksame Gesamtfrequenzgang G(j2πf) optimal wird. In der Regel soll die Auswirkung einer z.B. auftretenden Resonanz durch die mit α gewichtete Linearkombination der beiden Frequenzgänge Gstrecke1 (j2πf) und Gstrecke2(j2πf) minimiert werden. Die Bestimmungsgleichung zur Bestimmung des Parameters α ergibt sich dann zu:
    Figure 00110002
    min: Minimum
    d.h. der Wert des Ausdrucks
    Figure 00110003
    soll minimal werden, wobei als Abstandsfunktion || || insbesondere das Quadrat des Betrages oder der Betrag des komplexen Ausdrucks (α·GStrecke1(j2πfi) + (1–α)·GStrecke2(j2πfi)) vorgesehen ist, wobei fi Frequenzstützpunkte darstellen.
  • Sinnvoller Weise erfolgt die Wahl der Frequenzstützpunkte fi aus der Umgebung des Frequenzbereiches der unterdrückt werden soll, d.h, in der Umgebung der Resonanzstelle.
  • In 3 ist die Wirkung des Verfahrens auf den Frequenzgang einer Drehzahlstrecke dargestellt. Dabei sind in 3 die Beträge der jeweiligen Frequenzgänge über der Frequenz f aufgetragen. Die Kurve 24 zeigt den Betrag des Frequenzganges von Gstrecke1(j2πf), Kurve 25 zeigt den Betrag des Frequenzganges von Gstrecke2(j2πf) und die Kurve 26 zeigt den Betrag des Gesamtfrequenzganges von G(j2πf) der Regelstrecke für α=0,15 auf, wobei der Wert von α durch Lösung der Beziehung 4 bestimmt wurde.
  • Wie sich 3 leicht entnehmen lässt, besitzt der Betrag des Frequenzgang von Gstrecke1(j2πf) und Gstrecke2(j2πf) einen deutlichen Anstieg infolge der Resonanzstelle bei ca. 800Hz. Die Frequenzstützpunkte fi wurden folglich in einem Frequenzbereich um die zu unterdrückende Resonanzstelle herum gewählt. In dem Ausführungsbeispiel wurden die Frequenzstützpunkte zwischen 700Hz und 900Hz gewählt, wobei zwischen jedem Frequenzstützpunkt fi ein Abstand von 4Hz gewählt wurde. Im Gesamtfrequenzgang G(j2πf) ist die Wirkung der störenden Resonanzstelle nicht mehr zu erkennen.
  • Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass als Werkzeugmaschinen z.B. ein- oder mehrachsige Dreh-, Fräs-, Bohr- oder Schleifmaschinen zu verstehen sind. Zu den Werkzeugmaschinen werden auch noch Bearbeitungszentren, lineare und rotatorische Transfermaschinen, Lasermaschinen oder Wälz- und Verzahnmaschinen gezählt. Allen gemeinsam ist, dass ein Material bearbeitet wird, wobei diese Bearbeitung mehrachsig ausgeführt werden kann. Zu den Produktionsmaschinen werden z.B. Textil-, Kunststoff-, Holz-, Glas-, Keramik- oder Steinbearbeitungsmaschinen gezählt. Maschinen der Umformtechnik, Verpackungstechnik, Drucktechnik, Fördertechnik, Aufzugstechnik, Pumpentechnik, Transporttechnik, Lüftertechnik sowie Windkrafträder, Hebewerkzeuge, Kräne und Roboter gehören ebenfalls zu den Produktionsmaschinen.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Erhöhung der Regeldynamik einer mit einer Antriebswelle (4) eines Direktantriebs (3) angetriebenen Last (14), wobei anhand eines Ausgangssignals (φ1) eines ersten Gebers (1) eine erste Drehgeschwindigkeit (n1) und anhand eines Ausgangssignals (φ2) eines zweiten Gebers (2) eine zweite Drehgeschwindigkeit (n2) der Antriebswelle (4) gemessen wird, wobei zwischen erstem und zweiten Geber der Direktantrieb (3) angeordnet ist und der zweite Geber (2) in unmittelbarer Nähe der Last (14) angeordnet ist, wobei die erste Drehgeschwindigkeit (n1) mit einem ersten Faktor und die zweite Drehgeschwindigkeit mit einem zweiten Faktor multipliziert wird und die solchermaßen gewichteten Drehgeschwindigkeiten addiert werden und solchermaßen eine Mischdrehgeschwindigkeiten (nist) als Regelistwert einer Regelung (10) des Direktantriebs (3) bestimmt wird.
  2. Verfahren zur Erhöhung der Regeldynamik einer mit einer Antriebswelle (4) eines Direktantriebs (3) angetriebenen Last (14), wobei anhand eines Ausgangssignals (φ1) eines erster Gebers (1) eine erste Drehgeschwindigkeit (n1) und anhand eines Ausgangssignals (φ2) eines zweiten Gebers (2) eine zweite Drehgeschwindigkeit (n2) der Antriebswelle (4) gemessen wird, wobei zwischen erstem und zweiten Geber der Direktantrieb (3) angeordnet ist und der zweite Geber (2) in unmittelbarer Nähe der Last (14) angeordnet ist, wobei die erste Drehgeschwindigkeit (n1) von der zweiten Drehgeschwindigkeit (n2) subtrahiert wird und die solchermaßen ermittelte Differenz mit einem Faktor multipliziert wird und die solchermaßen gewichtete Differenz mit der zweiten Drehgeschwindigkeit (n2) addiert wird und solchermaßen eine Mischdrehgeschwindigkeit (nist) als Regelistwert einer Regelung (10) des Direktantriebs (3) bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als erster Faktor ein Parameter α und als zweiter Faktor die Differenz 1-α vorgesehen ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Faktor ein Parameter α vorgesehen ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter α durch Lösung der Beziehung
    Figure 00140001
    ermittelt wird, wobei als Abstandsfunktion || || insbesondere das Quadrat des Betrages oder der Betrag des komplexen Ausdrucks (α·GStrecke1(j2πfi) + (1–α)·GStrecke2(j2πfi)) vorgesehen ist, wobei Gstrecke1(j2πf) der Frequenzgang der Regelstrecke bei α=1 darstellt, wobei Gstrecke2(j2πf) der Frequenzgang der Regelstrecke bei α=0 darstellt und fi Frequenzstützpunkte darstellen.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Ermittelung der Mischdrehgeschwindigkeit (nist) notwendigen Additionen, Subtraktionen und Multiplikationen innerhalb einer Steuerung oder Regelung (22) des Antriebs der Last (14) durchgeführt werden.
  7. Messeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Geber (1, 2) Drehwinkelgeber vorgesehen sind, wobei aus dem gemessenen Drehwinkel des jeweiligen Drehwinkelgebers eine jeweilige Drehgeschwindigkeit berechenbar ist.
  8. Messeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Geber (1, 2) Tachogeber, welche jeweils eine Drehgeschwindigkeit ausgeben, vorgesehen sind.
  9. Werkzeug- oder Produktionsmaschine mit einer Messeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 6.
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