DE3503606C2

DE3503606C2 - Prädiktive Verfahren zur verzögerungslosen Signalverarbeitung

Info

Publication number: DE3503606C2
Application number: DE19853503606
Authority: DE
Inventors: Udo Dipl Ing Ruckert; Dierk Prof Dr Ing Schroeder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-02-02
Filing date: 1985-02-02
Publication date: 1994-08-04
Anticipated expiration: 2005-02-03
Also published as: DE3503606A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur verzögerungslosen Signalverarbeitung in einem vorgebbaren Frequenzbereich mittels prädiktiver Methoden, wie z. B. in der Literaturstelle Ruckert, U., Schröder, D., "Comparison of different prediction methods for arc furnace compensators", International Power Electronic Conference, Tokyo, 1983, beschrieben.

Bei einer großen Zahl von Meß-, Steuer- und Regelaufgaben besteht die Problemstellung, daß die Nutz- und/oder Störsignale nicht direkt meßbar sind bzw. daß die Nutzsignale durch störende Signalanteile verfälscht werden. Ein Beispiel sind Kompensationsaufgaben, bei denen beispielsweise die Blindleistungen oder die Oberschwingungen reduziert oder völlig eliminiert werden sollen. In beiden Fällen liegt das Nutzsignal Blindleistung bzw. das Störsignal (Oberschwingung), das als Meßsignal auch als ein Nutzsignal anzusehen ist, nicht in direkt meßbarer Form vor. Bei der aktiven Kompensation der Blindleistung muß somit zuerst die von der Last aufgenommene Blindleistung aus der Spannung und dem Strom über eine Integration mit Mittelwertbildung berechnet werden. Bei der aktiven Kompensation von Oberschwingungen muß aus dem interessierenden Signalverlauf die gewünschte Oberschwingung, beispielsweise mittels Fourieranalyse, nach Amplitude und Phasenlage bestimmt werden. In beiden Fällen ist daher zur Bestimmung des gewünschten Signals eine Signalaufbereitung notwendig, und es wird zur Bestimmung des gewünschten Signals Zeit benötigt. Diese Zeit zur Bestimmung des Signals wirkt sich im regelungstechnischen Sinne wie eine zusätzliche Verzögerung bzw. Totzeit im System aus.

Eine ähnliche Aufgabenstellung liegt vor, wenn dem Nutzsignal störende Signalanteile überlagert sind. Diese Aufgabenstellung ist immer dann relativ einfach zu lösen, wenn der Frequenzbereich des Nutzsignals und des Störsignals weit auseinanderliegen. In diesem Fall können die störenden Signalanteile beispielsweise durch Filter eliminiert werden, ohne daß das Nutzsignal wesentlich durch das Filter für die Störsignale berücksichtigt wird. Deutlich schwieriger wird die Aufgabenstellung, wenn die Frequenzbereiche des Nutz- und des Störsignals benachbart sind oder sich sogar überlappen. Dann muß ein reduzierter Störeinfluß toleriert und eine Veränderung des Nutzsignals akzeptiert werden.

Die erforderliche Reduzierung des Störeinflusses bzw. die sich daraus ergebende Veränderung des Nutzsignals geschieht im allgemeinen über Maßnahmen, die sich ebenso wie bei der Bestimmung des Nutzsignals im vorigen Beispiel als zusätzliche Verzögerung bzw. Totzeit im System auswirken. Eine weitere Aufgabenstellung, die zwischen den beiden bisher beschriebenen Aufgabenstellungen liegt, liegt vor, wenn aus einem Signal eine oder mehrere störende diskrete Signale ausgeblendet werden sollen.

Die beschriebene Problematik der Signalbestimmung ist wesentlich deutlicher erkennbar, wenn angenommen wird, daß entweder das Nutzsignal oder das Störsignal oder wenn beide Signale zeitvariant sind.

Dieser Fall zeigt besonders deutlich, daß das gewünschte Ergebnis - Nutzsignal - erst nach einer Verzögerung bzw. Totzeit vorliegen kann. Diese Verzögerung ist nur dann ohne Bedeutung, wenn das Nutzsignal nur zur reinen Messung verwendet wird und keine Weiterverarbeitung stattfindet. In allen anderen Anwendungen, d. h. beispielsweise bei Steuer- und Regelaufgaben, muß diese Verzögerung der Signalaufbereitung berücksichtigt werden. Ganz grundsätzlich kann festgehalten werden, daß die Verzögerung bzw. Totzeit sich um so ungünstiger auswirkt, je größer sie ist und je näher sie bei den bestimmenden Zeiten des Systems ist.

Die oben angeschnittenen Probleme sind ausführlich in der Dissertation DA 83-2493 der Universität Kaiserslautern von Grützmacher, Bernhard, dargestellt, in der auf S. 100, letzter Absatz, bereits auf prädiktive Methoden zur Verbesserung derartiger Kompensationseinrichtungen verwiesen wird.

Eine Verbesserung der Kompensation mittels statistischer Prädikation wird in der Literaturstelle Grützmacher, B., Ruckert, U., Schröder, D.: "Reduction of power fluctuations by statistical prediction", ETG-Fachtagung, Darmstadt, Oktober 1982, S. 53 bis 58, beschrieben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den unerwünschten und ungünstigen zeitlichen Einfluß der Signalaufbereitung weitgehend zu eliminieren.

Um die Erfindung an einem typischen Beispiel zu beschreiben, wird eine seit langem bekannte Aufgabenstellung, die dynamische Blindleistungskompensation, gewählt. An diesem Beispiel lassen sich auch die Ergebnisse des bisherigen Vorgehens und des erfindungsgemäßen Vorgehens besonders deutlich darstellen.

Kritik des Standes der Technik

Das Hauptproblem bei der dynamischen Kompensation der Blindleistungsschwankungen ist die zeitbehaftete Bestimmung der Leistung. Da Leistung allgemein als der Mittelwert einer zeitvarianten Größe definiert ist und somit erst über ein endliches Zeitintervall gemessen werden muß, kann ein Meßergebnis immer erst nach diesem Zeitintervall vorliegen. Wenn nun das Meßergebnis zur Ansteuerung einer Kompensationseinrichtung verwendet wird, so wird die Blindleistung der Kompensationsanlage immer um ein Zeitintervall der Messung verspätet vorliegen. Diese Verzögerung bei der Ansteuerung der Kompensationseinrichtung wirkt sich um so ungünstiger auf die Güte der Kompensation aus, je höher die Frequenzen der Blindleistungsschwankungen sind. Dies führt dazu, daß ab einer bestimmten Frequenz der Blindleistungsschwankung die Kompensationseinrichtung die Netzrückwirkungen sogar verstärken kann.

Ein Maß für die Störwirkung der Netzrückwirkungen ist die menschliche Flickerempfindlichkeit. Im Bereich von 10 Hertz besteht die größte Empfindlichkeit. Bild 1 zeigt die Empfindlichkeitskurve eines international anerkannten Flickermeßgeräts.

Die Wirksamkeit von Kompensationsanlagen in Abhängigkeit von der zu kompensierenden Frequenz muß mit der Empfindlichkeitskurve verglichen werden.

Ein oft verwendetes Maß für die Güte der Kompensation ist der Reduktionsfaktor R. Er ist das Verhältnis der Spannungsschwankungen ohne Kompensation der Blindleistung zu den Spannungsschwankungen mit Kompensation bei einer festen Frequenz. Der frequenzabhängige Verlauf des Reduktionsfaktors ist die Reduktionskurve R(f).

Bild 2 zeigt die Reduktionskurve des herkömmlichen Kompensationsverfahrens nach der o.g. Dissertation Grützmacher.

Es zeigt sich, daß die Reduktionswirkung bestehender Kompensationsanlagen im flickerrelevanten Frequenzbereich um 10 Hertz unbefriedigend ist. Dieses unbefriedigende Verhalten ist beispielsweise durch die Verzögerung bei der Bestimmung des Nutzsignals Blindleistung bedingt.

Aus den obengenannten Gründen wurde das im Anspruch 1 angegebene Verfahren und die Einrichtung entwickelt, mittels derer die Verzögerung bzw. Totzeit bei der Signalaufbereitung vermieden wird.

Am Beispiel der dynamischen Kompensationsanlagen bedeutet dies, daß die zu kompensierende Blindleistung schon zum Zeitintervall ihrer Messung eingestellt wird. Dies bedeutet: im System "dynamische Blindleistungskompensation" bestand die Signalverarbeitung bisher aus der Messung des Nutzsignals und der anschließenden Einrichtung zur Ansteuerung des Blindleistungsstellers. Bei der erfindungsgemäßen Signalverarbeitung folgt der Messung des Nutzsignals Blindleistung ein Prädiktor und danach erst die Einrichtung zur Ansteuerung des Blindleistungsstellers.

Um das gewünschte Ergebnis einer verzögerungsfreien Signalaufbereitung zu erzielen - das Ziel der Erfindung - müssen die erfindungsgemäßen Entwurfskriterien für die Messung und die Prädiktion beachtet werden, die im folgenden näher beschrieben werden.

Grundschwingungsblindleistungsmessung

Die allgemeine Gleichung zur Bestimmung der Grundschwingungsblindleistung lautet:

mit
q(t) = "momentane" Blindleistung = u_G (t-T/4) i(t)
T = Periodendauer der Grundschwingung
i(t) = Strom
u_G(t) = Spannungsgrundschwingung

Eine Erweiterung dieser Gleichung besteht darin, daß man ein Integrationsintervall der Länge Tm wählt und die momentane Blindleistung q(τ) zusätzlich mit einer Gewichtsfunktion g(t) beaufschlägt.

Für die Übertragungsfunktion gilt dann:

Gegeben ist die allgemeine Übertragungsfunktion eines nichtrekursiven digitalen Filters.

Die Blindleistungsberechnung läßt sich in zeitdiskreter Form als ein digitales Filter interpretieren. Für die übliche Mittelwertbildung gilt:

Daraus folgt:

Durch die Transformation in den Frequenzbereich ergibt sich:

Bild 3 zeigt diese Übertragungsfunktion in Form eines Bodediagramms.

Aus Bild 3 ist zu erkennen, daß die Signalaufbereitung trotz des verwendeten Integrationsverfahrens im interessierenden Frequenzbereich 0-25 Hz (-50 Hz) im Amplitudenverlauf angenähert ein proportionales Verhalten, im Phasengang das Verhalten ähnlich einem Totzeitverhalten aufweist. Damit ist das prinzipielle Verhalten der Signalaufbereitung (ungefähr proportionaler Amplitudengang und Totzeit) erkennbar. Wie bereits oben dargestellt, stört bei der Weiterverarbeitung insbesondere der Totzeitanteil.

Bei der Weiterverarbeitung soll erfindungsgemäß der Totzeitanteil kompensiert werden. Das kann mit den an sich bekannten Prädiktionsverfahren erfolgen. Die Prädiktion kann aber nur bei digitaler Signalverarbeitung realisiert werden. Eine Vorbedingung für die digitale Signalverarbeitung sind aber bandbegrenzte Signale.

Aus anderen Untersuchungen (Dissertation Grützmacher) ist bekannt, daß q(t) nicht bandbegrenzt ist.

Wenn somit die Verzögerung bei der Nutzsignalvermittlung kompensiert und daher für die Kompensation der Verzögerung Prädiktionsverfahren eingesetzt werden, dann müssen bereits bei der Nutzsignalermittlung die Eigenschaften der Prädiktionsverfahren berücksichtigt werden.

Ziel der folgenden Überlegungen ist es daher, die Koeffizienten α_i aus der Übertragungsfunktion eines allgemeinen, nichtrekursiven, digitalen Filters so zu bestimmen, daß

1. die Frequenzen bis ca. 25 Hz nicht gedämpft werden (Nutzsignalbereich),
2. die Frequenzen, die über 25 Hz liegen, stark gedämpft werden (Bedingung bei der digitalen Signalverarbeitung),
3. die Phasendrehung minimal ist und sich linear mit der Frequenz ändert (Einfluß Prädiktionsverfahren),
4. die Abtastfrequenz Signale mit einer Bandbreite bis zu etwa 250 Hz zuläßt (f_max von q(f)).

Dies ist im vorliegenden Beispiel der Nutzsignalermittlung bei dynamischen Kompensationsanlagen die erfindungsgemäße Kombination der Anforderungen.

Bild 4 zeigt die ideale Übertragungsfunktion des gesuchten Filters.

Es erscheint zunächst recht willkürlich die übliche Betrachtung des Blindleistungsmeßgeräts als Mittelwertbildner zu verlassen. Wenn der Sinn des Mittelwertbildners so verstanden wird, daß die höherfrequenten Anteile in q(f) stark gedämpft werden, so ist die in Bild 4 dargestellte Übertragungsfunktion wesentlich besser geeignet als die in Bild 3.

Für sehr niederfrequente Grundschwingungsblindleistungsschwankungen liefern beide Methoden (idealer Tiefpaß, Mittelwertbildner) das gleiche Ergebnis.

Verschiedene Verfahren zum Entwurf eines geeigneten Tiefpasses wurden angewendet. Mit Hilfe der Methode der inversen Filterung war es möglich, die in Bild 5 dargestellte Übertragungsfunktion zu erzeugen.

Wesentliches erstes Merkmal des neuen Meßverfahrens für das Nutzsignal Blindleistung ist die Kombination des an sich bekannten Meßverfahrens für das Nutzsignal Blindleistung mit dem an sich bekannten Verfahren der digitalen Filterung. Bei dieser Kombination der an sich für sich allein bekannten Verfahren wird außerdem schon die nachfolgende weitere Signalaufbereitung berücksichtigt. Das wesentliche zweite Merkmal des neuen Meßverfahrens ist, daß der Betrags- und Phasengang auf die nachfolgende Prädiktion angepaßt sind, d. h. daß ein digitales Filter hoher Ordnung mit linearem Betragsgang und minimaler Phasendrehung eingesetzt wird.

Bild 6 zeigt als Ergebnis das Spektrum Q*_G(f) am Ausgang des modifizierten Blindleistungsmeßgeräts in der Einschmelzphase eines Lichtbogenofens.

Prädiktion

Mit der im vorigen Kapitel beschriebenen Abwandlung der Signalaufbereitung für das Nutzsignal sind bisher nur die Voraussetzungen für die weitere digitale Signalverarbeitung des Signals geschaffen worden. Eine Verwendung des bis jetzt aufbereiteten Signals im Vergleich zu den bisher verwendeten Signalen würde keinen Vorteil erbringen, denn im interessierenden Frequenzbereich verhalten sich die beiden Nutzsignale prinzipiell gleich. Erst wenn die durch die im ersten Block Nutzsignalaufbereitung "Blindleistungsmessung" zwangsläufig entstehende Verzögerung nach Betrag und Phase kompensiert wird, dann kann von einer verzögerungsfreien Messung des Nutzsignals gesprochen werden. Diese Kompensation nach Betrag und Phase erfolgt mit einem an sich bekannten Prädiktor, wie er z. B. in der Literaturstelle Makhoul, J., "Spectral Linear Prediction: Properties and Applications" in IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing, vol. 6, ASSP-23, No. 3, Juni 1975, S. 283-296, beschrieben ist.

Das Bild 7 zeigt den Zusammenhang.

Unter der Annahme, daß die Signalverarbeitung in Block 1 und 2 insgesamt rechentechnisch verzögerungsfrei erfolgt und daß die in Block 1 inhärente verfahrenstechnische Verzögerung in Block 2 kompensiert wird, sowie unter der Annahme, daß das Stellglied verzögerungslos arbeitet, werden die Störsignale der Signalquelle vollständig kompensiert. Wesentliches Ziel ist es somit, einen geeigneten Prädiktor in Block 2 zu entwerfen. Als Einführung wird die Funktionsweise eines Prädiktors zuerst grundsätzlich beschrieben. Anschließend wird die erfindungsgemäße Ausführung dargestellt.

Mathematische Modelle zur Beschreibung eines physikalischen Problems werden häufig angewendet. So ist es zum Beispiel möglich, sich ein Modell eines physikalischen Gesetzes zu erstellen, welches eine zeitabhängige Größe zu jeder beliebigen Zeit exakt bestimmt. Dieses Modell wird dann als deterministisch bezeichnet.

Häufig sind allerdings solchen Gesetzmäßigkeiten zufällige Einflüsse überlagert. Es ist dann nicht mehr möglich, ein deterministisches Modell zu finden, welches auch das zukünftige Verhalten des Signalprozesses exakt beschreibt. Trotzdem kann man zu einem Modell gelangen, welches angewendet wird, um die Wahrscheinlichkeit zu berechnen, mit der ein zukünftiger Wert zwischen zwei spezifizierten Grenzen liegt. Dies bezeichnet man dann als ein stochastisches Modell.

Ausgehend von der Annahme, daß aufeinanderfolgende Werte einer Zeitreihe voneinander abhängig sind, läßt sich diese Zeitreihe mit Hilfe eines Linearfilters realisieren. Die Entstehung jedes einzelnen Zeitreihenwertes führt man auf den Einfluß von Folgen von unabhängigen Werten zurück. Diese unabhängigen Werte werden als zufällig und normalverteilt angesehen (weißes Rauschen). Mit Hilfe eines Linearfilters wird das weiße Rauschen so verändert, daß daraus eine Folge von voneinander abhängigen Zeitreihenwerten entsteht.

Verschiedene Linearfiltermodelle wurden hinsichtlich ihrer Eignung zur Vorhersage von Blindleistungswerten eines Lichtbogenofens untersucht.

Vorausgesetzt sei hier ein autoregressives Signalmodell der Form:

Die Methode der Prädiktion läßt sich aus diesem Prozeß entwickeln. Sind die Werte x(t-i), i=1, 2, 3, . . ., p und die Parameter a_i bekannt, so ist es möglich zum Zeitpunkt t-1 den Wert für x(t) vorherzusagen. Mit (t/t-1) den Schätzwert von x(t) zum Zeitpunkt und e(t) einer zufälligen Größe zwischen x(t) und (t/t-1)

Durch Substitution folgt:

Bild 8 verdeutlicht die Arbeitsweise des Prädiktors.

Nicht vorhersagbar ist der rein zufällige Wert e(t) aus Gleichung (7). Jede Vorhersage ist somit mit einem Vorhersagefehler behaftet.

Während viele Untersuchungen an der Struktur (z. B. Prozeßidentifikation) des Übertragungsgliedes (hier Linearfilter) interessiert sind, ist das primäre Ziel bei dem vorliegenden Problem die Prozeßparameter a_i aus Gleichung (3) zu ermitteln (Parameterindentikation), um unter Kenntnis der vergangenen Zeitreihenwerte zukünftige Prozeßwerte zu berechnen.

Bestimmung der Prädiktorparameter

Soll der Prädiktionsfehler u(t) minimiert werden, so läßt sich dies im Frequenzbereich als eine Minimierung der mittleren Leistung formulieren. Bei der Darstellung der folgenden Gleichungen wird die in der Nachrichtentechnik übliche Normierung auf einen Lastwiderstand von 1 Ohm vorausgesetzt.

U(w) sei das Amplitudenspektrum des Ausgangsfehlers. Die mittlere Leistung dieses Signals ist dann definiert:

Mit Hilfe der Parseval-Gleichung läßt sich diese Gleichung umformen.

wobei IU(w)I² das Energiedichtespektrum des Vorhersagefehlers u(t) ist. Daraus folgt:

Die Übertragungsfunktion IH(w)I² läßt sich aufspalten in einen realen Anteil H(w) und einen konjugiert komplexen Anteil H′(w)

IH(w)I² = H(w) H′(w)

Das Einsetzen ergibt:

wobei z^-i=e^-jiwT substituiert wurde. Die mittlere Leistung des Fehlers Wm wird minimiert durch:

Dann folgt aus Gleichung

Nach Vertauschen der Reihenfolge von Summation und Integration gilt:

Aus der Nachrichtentechnik ist bekannt, daß die Autokorrelationsfunktion r(i) als inverse Fouriertransformierte des Energiedichtespektrums definiert ist.

Da IX(w)I² eine realwertige, gerade Funktion ist, gilt:

Daraus folgt:

Mit Hilfe der Gleichungen ist es möglich aus einem gegebenen Spektrum eines stochastischen Prozesses X(w) die optimalen Gewichtungsfaktoren des Linearfilters bzw. des Prädiktors zu bestimmen. Dazu benötigt man die ersten p-Koeffizienten der Autokorrelationsfunktion, die aus dem Zeitreihensignal selbst oder aber direkt aus dem Spektrum des Zeitreihensignals berechnet werden.

Die somit berechneten Prädiktorparameter sind dann identisch mit den angenommenen Prozeßparametern des Signalmodells. Entspricht das Signalmodell bzw. das angenommene Spektrum dem Vorfilter (Blindleistungsmeßgerät), so kann ein Prädiktor entworfen werden, der speziell an das jeweilige Vorfilter angepaßt ist. Diese Methode sei hiermit als inverse Filterung bezeichnet und soll näher erläutert werden.

Spezieller Entwurf des Prädiktors

Ein stochastischer Prozeß x(t) sei mit Hilfe eines Linearfilters aus einer zufälligen Größe e(t) entstanden

Daraus ergibt sich:

Interpretation:
H*(z) ist die Übertragungsfunktion eines Linearfilters, welches den Prozeß X(z) mit Hilfe der zufälligen Größe E(z) realisiert.

Der Schätzfehler u(t) bei der Vorhersage von Zeitreihenwerten wird folgendermaßen angegeben:

Das ergibt im x-Bereich:

Wobei U(z) und X(z) die Z-Transformierten von u(t) und x(t) sind. Für H(z) gilt:

Interpretation:
H(z) ist die Übertragungsfunktion des Prädiktionsfilters mit X(z) als Eingangsgröße und dem Prädiktionsfehler U(z) als Ausgangsgröße.

Bild 9 zeigt das Gesamtsystem Signalmodell-Prädiktor.

Bild 10 zeigt das Ersatzschaltbild im Frequenzbereich.

Die spektrale Leistung des Prädiktionsfehlers U(z) wird genau dann minimal, wenn die Gewichtungsfaktoren a*_i des Signalmodells gleich den Gewichtungsfaktoren a_i des Prädiktors sind.

Dann gilt:

a_i = a*_i für i = 1, 2, 3, . . ., p

daraus folgt:

Var. {e(t)} = Var. {u(t)}

Daraus folgt:

Sind die Gewichtungsfaktoren des Prädiktors a_i gleich den Gewichtungsfaktoren a*_i des Signalmodells, so wird der Vorhersagefehler minimal. H(z) ist in diesem Fall die Übertragungsfunktion eines Prädiktionsfilters, welches die inverse Funktion des Linearfilters darstellt.

In der Regel sind die Gewichtungskoeffizienten a*_i des stochastischen Prozesses nicht bekannt (Abschn. 3.1). Die einzige Information über den Signalprozeß ist meist die Zeitreihenfolge x(n · T_AB) selbst bzw. deren Spektrum.

Prädiktor und Vorfilter (Blindleistungsmeßgerät) können mit dem hier beschriebenen Verfahren der inversen Filterung entworfen und optimal aneinander angepaßt werden, in der Art, daß der Prädiktor sich als inverse Übertragungsfunktion des Vorfilters ergibt und dessen Totzeit im Gesamtsystem eliminiert. Bild 5 zeigt die Übertragungsfunktion des Vorfilters, Bild 8 die daran angepaßte Übertragungsfunktion des Prädiktors.

Erzielbare Vorteile

Bild 11 zeigt am Beispiel der Blindleistungskompensation die Spektren der Spannungsschwankungen mit und ohne Kompensation, wobei die konventionelle Methode der Blindleistungskompensation angewendet wurde.

Der dargestellte Verlauf ist vergleichbar mit Ergebnissen, die in der Literatur angegeben werden. Die Grenzen der Dynamik sind deutlich erkennbar. Wie sich in Bild 11 zeigt, bewirkt die Kompensation ab etwa 16 Hz eine zusätzliche Verstärkung der Spannungsschwankungen.

Das Bild 12 zeigt die Wirkung der Kompensationseinrichtung, angesteuert durch das modifizierte Blindleistungsmeßgerät und daran angepaßten Prädiktor.

Eine entscheidende Verbesserung der Kompensationswirkung im flickerrelevanten Frequenzbereich ist erkennbar.

Claims

. Verfahren und Einrichtung zur verzögerungslosen Signalverarbeitung in einem vorgebbaren Frequenzbereich mittels prädiktiver Methoden, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverarbeitung ein Prädiktor nachgeschaltet ist, daß die Signalverarbeitung gleichzeitig als Filter zur Bandbegrenzung realisiert ist und daß das Übertragungsverhalten des Prädiktors invers zum Übertragungsverhalten der bandbegrenzten Signalverarbeitung gewählt wird, so daß sich in dem vorgebbaren Frequenzbereich insgesamt eine verzögerungsfreie Signalverarbeitung ergibt.
2. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitung nicht direkt meßbare Signale aus einem oder mehreren meßbaren Signalen berechnet.
3. Verfahren und Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitung ein oder mehrere Signale berechnet, die Nutzsignale darstellen, z. B. Wirkleistung.
4. Verfahren und Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitung ein oder mehrere Signale berechnet, die Störsignale darstellen, z. B. Oberschwingungen.
5. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gewünschte Signal oder die gewünschten Signale direkt meßbar sind, daß das meßbare Signal oder die meßbaren Signale aber durch unerwünschte Signalanteile gestört sind.
6. Verfahren und Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Signale nicht direkt meßbar und ein anderer Teil der Signale direkt meßbar sind.
7. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitung an sich eine Signalübertragung ist.
8. Verfahren und Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Entwurf und bei der Realisierung der Kombination von Signalverarbeitung und Filter zur Bandbegrenzung - im folgenden Prozeß genannt - die realisierbaren Prädiktortypen hinsichtlich Amplituden- und Phasengang berücksichtigt werden.
9. Verfahren und Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination von Signalverarbeitung und bandbegrenzendem Filter sich wie ein linearphasiges Filter verhält.
10. Verfahren und Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Prädiktor so entworfen wird, daß er neben der Funktion der Signalverarbeitung in den Ansprüchen 1-9 zusätzlich das abtastende und damit das dynamische Verhalten des Leistungs-Stellglieds berücksichtigt.
11. Verfahren und Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das lineare Phasenverhalten der Übertragungsfunktion des Prädiktors (H(z)) dadurch entsteht, daß für den Prädiktor nach den Ansprüchen 1-11 vorteilhaft ein konstantes Amplitudenverhalten, aber ein linearer Phasenverlauf mit steigender Frequenz im betrachteten Nutzfrequenzbereich angestrebt wird.
12. Verfahren und Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Signalmodelle zur Realisierung des Prädiktors angewendet werden.
13. Verfahren und Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitung eine Leistungsermittlung ist.
14. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsmessung in Verbindung mit Prädiktion (Verfahren 1-13) von Leistungswerten angewendet wird, dies bedeutet, daß eine derartige Kombination vorteilhaft bei dynamischen Kompensationsanlagen verwendet werden kann, um höchstmögliche Flickerunterdrückung zu realisieren.
15. Verfahren und Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitung eine Oberschwingungsanalyse ist.
16. Verfahren und Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitung eine Istwerterfassung ist.