DE19751375A1 - Reconstruction of load forces and moments and accelerations for electrical drives from connection parameter information in closed revolution rate or position control loop - Google Patents

Reconstruction of load forces and moments and accelerations for electrical drives from connection parameter information in closed revolution rate or position control loop

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Abstract

The method involves deriving the load forces and torques exclusively from the connection parameters, winding voltages and currents, using a Lauenberg observer (3). The evaluation of the load torque or force involves using the torque and force differences reconstructed using the Lauenberg observer.

Description

Anwendungsgebietfield of use

Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

Damit elektrische Antriebe ohne Drehzahl- oder Lagesensor im geschlossenen Lage- oder Drehzahlregelkreis betrieben werden können, sollen die Lastmomente bzw. Lastkräfte, die am Motor angreifen, ohne zusätzlichen Momenten- und Kraftsensor sowie ohne Winkel- bzw. Lagesensor oder Drehzahlsensor, ausschließlich aus den Informationen der Klemmengrößen, d. h. der Klemmenspannungen und -ströme, rekonstruiert werden. Aufgrund der Rekonstruktion der Lastgröße können die durch das Lastmoment bzw. die Lastkraft verursachten Drehzahl- und Positionsabweichungen mit Hilfe eines Luenberger-Beobachters erfaßt und in Verbindung mit einer Positions- oder Drehzahlregelung bis auf einen von der Güte der Rekonstruktion abhängigen Regelfehler ausgeregelt werden.So that electric drives without speed or position sensor in the closed position or Speed control loop can be operated, the load moments or load forces that are on Attack the motor without additional torque and force sensor and without angle or Position sensor or speed sensor, exclusively from the information of the terminal sizes, d. H. the terminal voltages and currents are reconstructed. Because of the reconstruction the load size can be caused by the load torque or the load force speed and Position deviations recorded with the help of a Luenberger observer and in connection with a position or speed control except for one of the quality of the reconstruction dependent control errors can be corrected.

Stand der TechnikState of the art

Für permanenterregte Synchron- und Asynchronmaschinen sowie für Schrittmotoren und Reluktanzmotoren, die alle in rotatorischer oder translatorischer Bauart ausgeführt sein können, wurden feldorientierte Regelungen ohne Winkelsensor für die Drehzahl und Position entwickelt, /1/, /2/, /3/, /4/ und /5/. Bei diesen sensorlosen, feldorientierten Regelungen werden ausschließlich aus den Informationen der Klemmengrößen die für die Regelung notwendigen Zustandsgrößen, wie Position und Drehzahl über Zustandsrekonstruktionsverfahren, rekonstruiert. Die rekonstruierten Zustandsgrößen dienen als Istwerte für die feldorientierte Positions- oder Drehzahlregelung, wobei nur die Klemmenspannungen und -ströme als Meßsignale verwendet werden, so daß kein Drehzahl- oder Lagesensor erforderlich ist. For permanently excited synchronous and asynchronous machines as well as for stepper motors and Reluctance motors, which can all be designed in a rotary or translational design, were field-oriented controls without an angle sensor for the speed and position developed, / 1 /, / 2 /, / 3 /, / 4 / and / 5 /. With these sensorless, field-oriented regulations solely from the information of the terminal sizes that are necessary for the control State variables such as position and speed using state reconstruction methods reconstructed. The reconstructed state variables serve as actual values for the field-oriented Position or speed control, whereby only the terminal voltages and currents as Measurement signals are used so that no speed or position sensor is required.  

Als Zustandsrekonstruktionsverfahren wird hierbei z. B. das erweiterte Kalman-Filter eingesetzt, /7/. Um Lastmomente und Lastkräfte detektieren zu können, wird üblicherweise davon ausgegangen, daß sich diese nahezu sprungförmig ändern, /1/ bis /5/. Mit dieser Annahme ist ein analytischer Zusammenhang in Form einer Differentialgleichung für die am Motor angreifende Lastgröße gegeben. Die Differentialgleichung für die Lastgröße wird z. B. im Kalman-Filter in der mechanischen Bewegungsgleichung als Lastmoment bzw. Lastkraft verwendet, /5/.As a state reconstruction method, z. B. the extended Kalman filter used, / 7 /. In order to be able to detect load moments and load forces, is usually assumed that these change almost abruptly, / 1 / to / 5 /. With this Assumption is an analytical relationship in the form of a differential equation for the am Given the load size of the motor. The differential equation for the load size is e.g. B. in the Kalman filter in the mechanical equation of motion as load moment or load force used / 5 /.

Sensorlos geregelte Antriebe finden ihren Einsatz in Anwendungen, bei denen geringere Anforderungen an die Genauigkeit der Drehzahl- oder Lageregelung im Vergleich zu einer Regelung mit Drehzahl- oder Lagesensor gestellt wird, jedoch eine höhere Genauigkeit notwendig ist, als diese mit einem Motor in einer offenen Steuerkette erreicht werden kann. Ferner finden sensorlos geregelte Antriebe ihren Einsatz in Anwendungen mit kleinem zur Verfügung stehenden Bauraum einerseits, da ein handelsüblicher Sensor die Abmessungen eines Motors oft wesentlich vergrößert, und andererseits preiswerten Lösungen, die aufgrund der Kosten des Lage- oder Drehzahlsensors auf diesen verzichten müssen.Sensorless controlled drives are used in applications where there are fewer Requirements for the accuracy of the speed or position control compared to one Regulation with speed or position sensor is set, however, a higher accuracy is necessary as this can be achieved with an engine in an open timing chain. Furthermore, sensorless controlled drives are used in applications with small Available space on the one hand, because a commercially available sensor the dimensions of an engine is often significantly enlarged, and on the other hand, inexpensive solutions based on the cost of the position or speed sensor must forego this.

Nachteile des Standes der TechnikDisadvantages of the prior art

Eine zuverlässige Auswertung und Detektion von Lastmomenten bzw. Lastkräften funktioniert mit dem obigen Verfahren erst oberhalb einer kritischen, systemtypischen Drehzahl. Damit ist der drehzahl- und lagegeregelte Betrieb nur oberhalb dieser kritischen Drehzahl zuverlässig möglich. Bei Betrieb des Motors unterhalb dieses kritischen Wertes muß von der geregelten auf die gesteuerte Betriebsweise des Motors in Form einer offenen Steuerkette übergegangen werden. Nachteilig bei dieser Strukturumschaltung sind die dadurch möglichen Grenzzyklen, die unter ungünstigen Umständen zu einem instabilen Verhalten des Antriebs führen können. Weiterhin besitzt der Antrieb unterhalb der kritischen Drehzahl die Eigenschaften eines gesteuerten Motors und damit eine reduzierte Dynamik ohne die Möglichkeit der Unterdrückung von Störgrößen im Vergleich zum geregelten Motor. Eine Positionierung mit Hilfe eines sensorlos lagegeregelten elektrischen Antriebs erfolgt z. B. bei Schrittmotoren üblicherweise mit Hilfe dieser Strukturumschaltung, /9/. Der sensorlos drehzahlgeregelte Betrieb ist ebenfalls nur oberhalb dieser kritischen Drehzahl zuverlässig möglich. A reliable evaluation and detection of load moments or load forces works with the above method only above a critical, system-typical speed. So that is the speed and position-controlled operation only reliably above this critical speed possible. If the engine is operated below this critical value, the must be regulated to the controlled operation of the engine in the form of an open timing chain become. A disadvantage of this structure switchover are the limit cycles that are possible as a result, which can lead to unstable behavior of the drive under unfavorable circumstances. Furthermore, the drive has the properties of a below the critical speed controlled motor and thus a reduced dynamic without the possibility of Suppression of disturbance variables compared to the controlled motor. A positioning with With the help of a sensorless position-controlled electric drive z. B. in stepper motors usually with the help of this structure switch, / 9 /. The sensorless speed control Operation is also only reliably possible above this critical speed.  

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, für elektrische Antriebe ein Verfahren zur Rekonstruktion von Lastmomenten bzw. Lastkräften zu schaffen, das aus den gemessenen Klemmengrößen, den Wicklungsspannungen und Wicklungsströmen, die Lastmomente bzw. Lastkräfte rekonstruiert und damit den Betrieb des elektrischen Antriebs im gesamten Drehzahlbereich von maximaler Drehzahl bis in den Stillstand in einem geschlossenen Lage- oder Drehzahlregelkreis ermöglicht.The object of the invention is to provide a method for the reconstruction of electrical drives To create load moments or load forces, from the measured terminal sizes, the Winding voltages and winding currents that reconstruct load moments or load forces and thus the operation of the electric drive in the entire speed range of maximum Speed to a standstill in a closed position or speed control loop enables.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method with the features of claim 1.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Vorteile des Verfahrens nach Anspruch 1 lassen sich folgendermaßen beschreiben:
Durch die Verwendung dieses Verfahrens wird die Rekonstruktion von Lastmomenten bzw. Lastkräften im gesamten Drehzahlbereich von maximaler Drehzahl bis einschließlich Stillstand und damit der sensorlos geregelte Betrieb von elektrischen Antrieben in Verbindung mit einem Luenberger-Beobachter ermöglicht.The advantages of the method according to claim 1 can be described as follows:
The use of this method enables the reconstruction of load torques or load forces in the entire speed range from maximum speed up to and including standstill and thus the sensorless controlled operation of electrical drives in connection with a Luenberger observer.

Durch die Verwendung dieses Verfahrens kann auf eine Strukturumschaltung von der geregelten Betriebsweise auf die gesteuerte Betriebsweise verzichtet werden und damit eine hohe Dynamik des elektrischen Antriebs auch bei kleinen Drehzahlen sowie damit verbunden eine erhöhte Steifigkeit des Antriebs erreicht werden. Weiterhin kann eine geringere Erwärmung des Antriebs als in der gesteuerten Betriebsweise gewährleistet werden.By using this method, you can switch to a structure from regulated mode of operation to be dispensed with the controlled mode of operation and thus a high dynamics of the electric drive even at low speeds and associated with it increased stiffness of the drive can be achieved. Furthermore, a lower one Heating of the drive can be guaranteed as in the controlled mode of operation.

Lastmomente bzw. Lastkräfte können mit Hilfe dieses Verfahrens erfaßt und in Verbindung mit einer feldorientierten Regelung für die Drehzahl- oder Position bis auf einen von der Rekonstruktionsgüte abhängigen, kleinen Regelfehler ausgeregelt werden.Load moments or load forces can be recorded using this method and in connection with a field-oriented control for the speed or position except for one of the Reconstruction quality dependent, small control errors are corrected.

Durch die Verwendung dieses Verfahrens kann der elektrische Antrieb bei nicht zu hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Drehzahl- oder Lageregelung ohne Drehzahl- oder Lagesensor ausgerüstet werden. Durch den Wegfall des Drehzahl- oder Lagesensors reduziert sich der benötigte Bauraum sowie der Preis aufgrund der Einsparung des Drehzahl- oder Lagesensors.By using this method, the electric drive can not be too high Requirements for the accuracy of the speed or position control without speed or Position sensor. Reduced by eliminating the speed or position sensor  the required installation space and the price due to the savings in speed or Position sensor.

Weiterhin können die bei verschiedenen technologischen Anwendungen erforderliche Drehmoment- und Kraftsensoren eingespart werden, da man mit diesem Verfahren zu jedem Zeitpunkt eine Information über das stationäre und dynamische Verhalten des Lastmoments oder der Lastkraft erhält, das für Messungen oft nur schwer zugänglich ist.Furthermore, those required in various technological applications Torque and force sensors can be saved, since you can use this method to each Information about the steady-state and dynamic behavior of the load torque or the load force that is often difficult to access for measurements.

Ferner kann aus dem rekonstruierten Lastmoment bzw. der rekonstruierten Lastkraft zusammen mit dem über den drehmomentbildenden Motorstrom bekannten Motormoment bzw. der Motorkraft, die Beschleunigung des mechanischen Antriebssystem berechnet werden. Damit ersetzt das Verfahren einen Beschleunigungssensor, der für den Aufbau eines Beschleunigungsregelkreises oder auch einer Überwachungsfunktion des sensorlos geregelten Antriebs genutzt werden kann. Furthermore, the reconstructed load torque or the reconstructed load force can be used together with the motor torque known via the torque-forming motor current or the Engine power, acceleration of the mechanical drive system can be calculated. In order to the method replaces an acceleration sensor that is used to build a Acceleration control loop or a monitoring function of the sensorless controlled Drive can be used.  

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird am Beispiel eines feldorientiert lagegeregelten Hybridschrittmotors im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is illustrated using the example of a field-oriented position-controlled Hybrid stepper motor described in more detail below.

Es zeigenShow it

Fig. 1 Prinzipbild der sensorlosen Regelung nach Anspruch 1; und Fig. 1 schematic diagram of the sensorless control according to claim 1; and

Fig. 2 Lastmomentrekonstruktion nach Anspruch 1. Fig. 2 load torque reconstruction according to claim 1.

In Fig. 1 ist die Struktur einer sensorlosen, feldorientierten Positionsregelung in Verbindung mit einem Luenberger-Beobachter dargestellt. Im einzelnen sind dies der Regler 1, der Hybridschrittmotor 2 und der in /10/ beschriebene Luenberger-Beobachter, 3 in Fig. 1, der die mathematische Beschreibung 4 des Hybridschrittmotors in Zustandsdarstellung beinhaltet, /5/ und /6/. Die mathematische Beschreibung des Hybridschrittmotors als permanenterregte Synchronmaschine ist in /5/ und /6/ niedergelegt. Das unbekannte Lastmoment wird über das im folgenden beschriebene Verfahren rekonstruiert.In Fig. 1, the structure of a sensorless, field-oriented position control in conjunction with a Luenberger observer is shown. Specifically, these are the controller 1 , the hybrid stepper motor 2 and the Luenberger observer described in / 10 /, 3 in FIG. 1, which contains the mathematical description 4 of the hybrid stepper motor in a state representation, / 5 / and / 6 /. The mathematical description of the hybrid stepper motor as a permanently excited synchronous machine is laid down in / 5 / and / 6 /. The unknown load torque is reconstructed using the procedure described below.

Bei der sensorlosen Regelung nach Fig. 1 stellen die Wicklungsspannungen Uα und Uβ sowie die Wicklungsströme Iα und Iβ die Eingangsgrößen des Luenberger-Beobachters dar. Aus diesen Eingangsgrößen werden über die rekonstruierten Zustandsgrößen, die feldorientierten Ströme Idr und Iqr sowie die Drehzahl ωr und die Position γr, und die rekonstruierten Ausgangsgrößen, d. h. die rekonstruierten Wicklungsströme Iαr und Iβr berechnet. Bei dieser Berechnung gehen die Systemgleichungen des Hybridschrittmotors, vgl. /5/, und die über eine Rückführmatrix L, 5 in Fig. 1, gewichtete Differenz, die aus den gemessenen Wicklungsströmen Iα und Iβ und den über den Luenberger-Beobachter rekonstruierten Wicklungsströmen Iαr und Iβr gebildet wird, ein. Die rekonstruierten Zustandsgrößen werden dann in der übergeordneten feldorientierten Regelung 1 für die Position als Istwerte weiter verarbeitet. Der Sollwert für die sensorlose Positionsregelung ist γsoll.In the sensorless control according to Fig. 1, the winding voltages U represent α and β U and the winding currents I α and I is the input variables β of the Luenberger observer. For these input variables, the field oriented currents are about the reconstructed state variables, I dr and I qr and the speed ω r and the position γ r , and the reconstructed output variables, ie the reconstructed winding currents I αr and I βr, are calculated. In this calculation, the system equations of the hybrid stepper motor are used, cf. / 5 /, and the difference weighted via a feedback matrix L, 5 in FIG. 1, which is formed from the measured winding currents I α and I β and the winding currents I αr and I βr reconstructed by the Luenberger observer. The reconstructed state variables are then further processed in the higher-level field-oriented control 1 for the position as actual values. The setpoint for sensorless position control is γ should.

Die Systemgleichungen des Hybridschrittmotors können sowohl in ständerfesten Koordinaten, d. h. in einem gegenüber dem Ständer ruhenden α-β-Koordinatensystem, oder in einem mit dem Läufer umlaufenden, bewegten d-q-Koordinatensystem dargestellt werden, /5/ und /6/. Da das Luftspaltmoment invariant bezüglich des Koordinatensystems ist, kann das Luftspaltmoment des Hybridschrittmotors in läufer- und ständerfesten Koordinaten berechnet werden. Das Ergebnis muß in beiden Fällen dasselbe sein. Das Luftspaltmoment Mαβ in ständerfesten Koordinaten berechnet sich zu:
The system equations of the hybrid stepper motor can be represented both in fixed-frame coordinates, ie in an α-β coordinate system resting with respect to the stator, or in a moving dq-coordinate system rotating with the rotor, / 5 / and / 6 /. Since the air gap torque is invariant with respect to the coordinate system, the air gap torque of the hybrid stepper motor can be calculated in coordinates that are fixed to the rotor and the stator. The result must be the same in both cases. The air gap torque M αβ in fixed coordinates is calculated as:

Mαβ = Nr(2L2cos(2 Nrγ)IαIβ+L2sin(2 Nrγ)Iβ 2-L2sin(2 Nrγ)Iα 2+ Ψ0cos(Nrγ)Iβ-Ψ0sin(Nrγ)Iα)M αβ = N r (2L 2 cos (2 N r γ) I α I β + L 2 sin (2 N r γ) I β 2 -L 2 sin (2 N r γ) I α 2 + Ψ 0 cos ( N r γ) I β -Ψ 0 sin (N r γ) I α )

Das Luftspaltmoment Mdq in läuferfesten Koordinaten berechnet sich aus:
The air gap torque M dq in rotor-fixed coordinates is calculated from:

Mdq = Nr(2L2IdIq+Ψ0Iq)M dq = N r (2L 2 I d I q + Ψ 0 I q )

Nr stellt hierbei die Zähnezahl des Rotors, die sog. Polpaarzahl, Ψ0 den magnetischen Fluß des Permanentmagneten, L2 den läuferstellungsabhängigen Anteil der Wicklungsinduktivität, und γ den Rotorwinkel dar, /5/ und /6/.N r represents the number of teeth of the rotor, the so-called number of pole pairs, Ψ 0 the magnetic flux of the permanent magnet, L 2 the rotor position-dependent portion of the winding inductance, and γ the rotor angle, / 5 / and / 6 /.

Die Rekonstruktion des Lastmoments geschieht über die Auswertung eines Differenzmoments, das aus der Differenz des im ständerfesten und läuferfesten System, rekonstruierten Luftspaltmoments gebildet wird. Hierzu wird das Luftspaltmoment sowohl in ständerfesten wie auch in läuferfesten Koordinaten aus den über den Luenberger-Beobachter rekonstruierten Zustandsgrößen und den gemessenen Wicklungsgrößen bestimmt. Das "läuferfeste Luftspaltmoment" berechnet sich aus den rekonstruierten feldorientierten Strömen Idr und Iqr. Für die Rekonstruktion des "ständerfesten Luftspaltmoments" werden die gemessenen Ströme Iα und Iβ und die mit Hilfe des Luenberger-Beobachters rekonstruieren Position γr verwendet. Bei einer fehlerfreien Rekonstruktion der Zustandsgrößen mit Hilfe des Luenberger- Beobachters sind beide Luftspaltmomente identisch, d. h. die Differenz aus beiden ist Null. Die rekonstruierten Luftspaltmomente berechnen sich zu
The load torque is reconstructed by evaluating a differential torque which is formed from the difference between the air gap torque reconstructed in the stator-fixed and rotor-fixed system. For this purpose, the air gap torque is determined both in stator-fixed and in rotor-fixed coordinates from the state variables reconstructed by the Luenberger observer and the measured winding variables. The "rotor-fixed air gap torque" is calculated from the reconstructed field-oriented currents I dr and I qr . The measured currents I α and I β and the position γ r reconstructed with the help of the Luenberger observer are used for the reconstruction of the "air gap torque fixed to the stator". If the state variables are reconstructed correctly using the Luenberger observer, both air gap moments are identical, ie the difference between the two is zero. The reconstructed air gap moments are calculated

Mαpr = Nr(2L2cos(2Nrγr)IαIβ+L2sin(2Nrγr)Iβ 2-L2sin(2Nrγr)Iα 2 +Ψ0cos(Nrγr)Iβ-Ψ0sin(Nrγr)Iα)
M αpr = N r (2L 2 cos (2N r γ r ) I α I β + L 2 sin (2N r γ r ) I β 2 -L 2 sin (2N r γ r ) I α 2 + Ψ 0 cos ( N r γ r ) I β -Ψ 0 sin (N r γ r ) I α )

Mdqr = Nr(2L2IdrIqr+Ψ0Iqr)M dqr = N r (2L 2 I dr I qr + Ψ 0 I qr )

Ein Fehler bei der Rekonstruktion der Zustandsgrößen tritt auf, wenn eine Lastgröße an der Motorwelle angreift. Der durch die Lastgröße bedingte Rekonstruktionsfehler der Zustandsgrößen bewirkt, daß die Differenz MΔ der beiden rekonstruierten Luftspaltmomente ungleich Null wird. Dieses Differenzmoment MΔ, beinhaltet also eine Information über die an der Motorwelle angreifende Lastgröße und berechnet sich zu
An error in the reconstruction of the state variables occurs when a load quantity attacks the motor shaft. The reconstruction error of the state variables caused by the load size causes the difference M Δ of the two reconstructed air gap moments to become non-zero. This differential torque M Δ thus contains information about the load size acting on the motor shaft and is calculated

MΔ = Mαβr-Mdqr M Δ = M αβr -M dqr

Das Differenzmoment beinhaltet das stationäre und dynamische Verhalten des Lastmoments zu jedem Zeitpunkt. Das Differenzmoment wird nun mit Hilfe einer Referenzmessung, d. h. bei bekanntem Lastmomentverlauf, kalibriert, so daß die Amplitude des angreifenden Lastmoments dem rekonstruierten Lastmoment entspricht. Die Referenzmessung geschieht z. B. mit Hilfe eines angekuppelten drehmomentgeregelten Gleichstrommotors. Durch die Kalibrierung wird ein im allgemeinen ein nichtlinearer Verstärkungsfaktor bestimmt, über den aus dem Differenzmoment das rekonstruierte Lastmoment gebildet wird.The differential torque includes the stationary and dynamic behavior of the load torque any time. The differential torque is now measured using a reference measurement, i.e. H. at known load torque curve, calibrated so that the amplitude of the load torque applied corresponds to the reconstructed load torque. The reference measurement is done e.g. B. with help a coupled torque-controlled DC motor. Through the calibration a generally determines a nonlinear gain factor, from which from the Differential torque the reconstructed load torque is formed.

In Fig. 2 ist die Auswertung des Differenzmoments als Signalflußplan wiedergegeben. Darin stellt 1 das rekonstruierte, ständerfeste Luftspaltmoment dar, 2 das rekonstruierte, läuferfeste Luftspaltmoment dar. KΔ ist der mittels der Kalibrierung ermittelte Verstärkungsfaktor.In FIG. 2, the evaluation of the differential torque is reproduced as a signal flow. Therein 1 represents the reconstructed air gap torque which is fixed to the stator, 2 represents the reconstructed air gap torque which is fixed to the rotor. K Δ is the gain factor determined by means of the calibration.

Das so bestimmte rekonstruierte Lastmoment MLr wird in der mechanischen Bewegungs­ gleichung als Lastmoment im Luenberger-Beobachter aufgeschaltet. Dadurch können die durch Lastmomente bedingten Änderungen in der Position und Drehzahl mit Hilfe des Luenberger- Beobachters im geschlossenen Regelkreis rekonstruiert und die dadurch verursachten Regelfehler nahezu ausgeregelt werden. The reconstructed load torque M Lr determined in this way is applied in the mechanical equation of motion as the load torque in the Luenberger observer. As a result, the changes in position and speed caused by load moments can be reconstructed in a closed control loop with the help of the Luenberger observer and the control errors caused thereby can be almost corrected.

LiteraturnachweisBibliography

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Claims (6)

1. Verfahren zur Rekonstruktion von Lastmomenten bzw. Lastkräften sowie Beschleu­ nigungen bei elektrischen Antrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastmomente bzw. Lastkräfte ausschließlich aus den Klemmengrößen, Wicklungsspannungen und -strömen, des elektrischen Antriebs im geschlossenen Drehzahl- und Lageregelkreis in Verbindung mit einem Luenberger-Beobachter erfolgt.1. A method for the reconstruction of load moments or load forces and accelerations in electrical drives, characterized in that the load moments or load forces exclusively from the terminal sizes, winding voltages and currents, of the electric drive in a closed speed and position control loop in connection with a Luenberger -Observers done. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung des Lastmoments bzw. der Lastkraft über eine mit Hilfe des Luenberger-Beobachters rekonstruierte Momenten- bzw. Kräftedifferenz erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the evaluation of the Load torque or the load force via a with the help of the Luenberger observer reconstructed torque or force difference. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das rekonstruierte Lastmoment bzw. die rekonstruierte Lastkraft aus der Momenten- oder Kräftedifferenz über einen mit Hilfe einer Referenzmessung zu bestimmenden Verstärkungsfaktor ermittelt wird.3. The method according to claim 1 and claim 3, characterized in that the reconstructed load moment or the reconstructed load force from the moment or Force difference over a to be determined with the help of a reference measurement Gain factor is determined. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das rekonstruierte Lastmoment bzw. die rekonstruierte Lastkraft in der mechanischen Grundgleichung im Luenberger-Beobachter als Lastgröße aufgeschaltet wird und damit Drehzahl- und Lageänderungen, verursacht durch die angreifenden Lastmomente bzw. Lastkräfte, erfaßt und in Verbindung mit einer feldorientierten Lage- oder Drehzahlregelung bis auf einen kleinen Regelfehler ausgeregelt werden. Durch den Einsatz dieses Verfahrens können elektrische Antriebe im gesamten einschließlich dem Stillstand Drehzahlbereich sensorlos drehzahl- und lagegeregelt betrieben werden, wobei Lage- und Winkel-sensoren sowie Kraft- und Drehmomentsensoren entfallen können.4. The method according to claim 1 and claim 4, characterized in that the reconstructed load moment or the reconstructed load force in the mechanical Basic equation in the Luenberger observer is applied as a load quantity and thus Changes in speed and position caused by the attacking load moments or Load forces, recorded and in connection with a field-oriented position or Speed control can be corrected down to a small control error. By the Using this method, electric drives throughout including the Standstill speed range operated without sensors speed and position controlled, whereby position and angle sensors as well as force and torque sensors are omitted can. 5. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem rekonstruierten Lastmoment bzw. der rekonstruierten Lastkraft, zusammen mit dem über den drehmomentbildenden Motorstrom bekannten Motormoment bzw. der Motorkraft, die Beschleunigung des mechanischen Antriebssystems berechnet werden kann. Damit ersetzt das Verfahren einen Beschleunigungssensor, der z. B. für den Aufbau eines Beschleunigungsregelkreises oder auch für Überwachungsfunktionen genutzt werden kann.5. The method according to claim 1 and claim 3, characterized in that from the reconstructed load moment or the reconstructed load force, together with the over the torque-generating motor current known motor torque or the motor force, the Acceleration of the mechanical drive system can be calculated. So replaced the method an acceleration sensor, the z. B. for building a  Acceleration control loop or used for monitoring functions can. 6. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus der berechneten Beschleunigung durch Integration die Geschwindigkeit ωb bzw. vb ermittelt werden kann. Die Differenz aus der vom Luenberger-Beobachter rekonstruierten Geschwindigkeit ωr bzw. vr ist ein Maß für die Rekonstruktionsgüte des Lastmoments und kann zu Korrektur dieser Rekonstruktion verwendet werden. Eine Integration dieser Differenzgeschwindigkeit liefert einen Differenzwinkel, der ein Maß für die Rekonstruk­ tionsgüte des Lastmoments bei Stillstand - hier ist die Geschwindigkeit Null - ist. Dadurch läßt sich das Verhalten des sensorlosen Antriebs im Stillstand verbessern.6. The method according to claim 1 and claim 5, characterized in that the speed ω b or v b can be determined from the calculated acceleration by integration. The difference from the speed ω r or v r reconstructed by the Luenberger observer is a measure of the reconstruction quality of the load torque and can be used to correct this reconstruction. An integration of this differential speed provides a differential angle that is a measure of the quality of reconstruction of the load torque at standstill - here the speed is zero. This can improve the behavior of the sensorless drive at a standstill.
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