DE69919527T2

DE69919527T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Identifizierung eines physikalischen Systems

Info

Publication number: DE69919527T2
Application number: DE69919527T
Authority: DE
Inventors: Richard A. Lund
Original assignee: MTS Systems Corp
Current assignee: MTS Systems Corp
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2019-01-22
Also published as: EP1070282B1; JP5027170B2; WO1999038054A1; KR20010034299A; JP2009134751A; DE69919527D1; EP1070282A1; JP2002501245A; KR100518136B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Identifizieren eines Systems, einer Maschine oder eines sich wiederholenden oder mindestens in einem gewissen Grad für eine Wiederholung geeigneten Prozesses sowie ein System zum Ausführen dieses Verfahrens. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere das Berechnen eines zum Erzeugen von Treiber- oder Ansteuerungssignalen als Eingangssignale eines Schwingungssystems verwendbaren Modells.
Schwingungssysteme, die zum Simulieren von auf Prüfobjekten ausgeübten Belastungen und/oder Bewegungen geeignet sind, sind bekannt. Schwingungssysteme werden weit verbreitet zur Leistungsbewertung, für Haltbarkeitstests und für verschiedene andere Zwecke verwendet, weil sie bei der Entwicklung von Produkten hochgradig effektiv sind. Beispielsweise ist es bei der Entwicklung von Automobilen, Motorrädern oder ähnlichen Produkten üblich, das Fahrzeug oder eine Unterstruktur davon einer Laborumgebung auszusetzen, die Betriebsbedingungen, z. B. eine Straße oder eine Teststrecke, simuliert. Bei der physikalischen Simulation in einem Labor wird ein bekanntes Datenerfassungs- und -analyseverfahren verwendet, um Treiber- oder Ansteuerungssignale zu erzeugen, die einem Schwingungssystem zugeführt werden können, um die Betriebsumgebung zu reproduzieren. Dieses Verfahren weist das Ausstatten des Fahrzeugs mit Transducern auf, die "entfernt" oder "abgesetzt" von den physikalischen Eingängen der Betriebsumgebung angeordnet sind. Herkömmliche abgesetzte Transducer weisen beispielsweise Dehnungsmeßgeräte, Beschleunigungsmeßgeräte und Verformungs- oder Verschiebungssensoren auf, die die Betriebsumgebung von Interesse definieren. Das Fahrzeug wird dann in der gleichen Betriebsumgebung gefahren, während Antwortsignale (innere Belastungen und/oder Bewegungen) der abgesetzten Transducer aufgezeichnet werden. Während einer Simulation, während der das Fahrzeug an einem Schwingungssystem montiert ist, werden Aktuatoren des Schwingungssystems derart angesteuert, daß die aufgezeichneten Antwortsignale der abgesetzten Transducer auf dem Fahrzeug im Labor reproduziert werden.
Bevor jedoch ein Simulationstest ausgeführt werden kann, muß die Beziehung zwischen den dem Schwingungssystem zugeführten Ansteuerungssignalen und den Antwortsignalen der abgesetzten Transducer im Labor charakterisiert werden. Typischerweise weist diese "Systemidentifizierungs" prozedur die Schritte auf: Bestimmen eines entsprechenden Modells oder einer Übertragungsfunktion des vollständigen physikalischen Systems (das beispielsweise ein Schwingungssystem, ein Prüfobjekt und abgesetzte Transducer darstellen kann), das nachstehend als "physikalisches System" bezeichnet wird; Berechnen eines inversen Modells oder einer Übertragungsfunktion davon; und Verwenden des inversen Modells oder der Übertragungsfunktion zum iterativen Erzeugen geeigneter Ansteuerungssignale für das Schwingungssystem, um in der Laborsituation im wesentlichen die gleiche Antwortsignale von den abgesetzten Transducern des Prüfobjekts zu erhalten, die in der Betriebsumgebung gefunden wurden.
Für Fachleute ist ersichtlich, daß dieses Verfahren zum Erzeugen geeigneter Ansteuerungssignale sich nicht ändert, wenn die abgesetzten Transducer von den Testsystemeingängen nicht physikalisch entfernt oder abgesetzt sind (wenn z. B. "abgesetzte" Transducer Feedback- oder Rückkopplungsvariablen, z. B. eine Kraft oder Bewegung, des Schwingungssystemcontrollers darstellen).
Obwohl das vorstehend beschriebene System und Verfahren zum Erzeugen von Ansteuerungssignalen für ein Schwingungssystem im wesentlichen erfolgreich angewendet worden ist, besteht eine anhaltende Nachfrage für eine Verbesserung solcher Systeme. Insbesondere besteht eine Nachfrage für verbesserte Modelle des physikalischen Systems und des Iterationsprozesses zum Erzeugen der Ansteuerungssignale.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die durch die Patentansprüche 1 und 23 definierte Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Identifizieren eines physikalischen Systems, das auf ein Eingangssignal anspricht, um ein ausgewähltes Ausgangssignal zu erzeugen. Das Verfahren weist die Schritte auf: Definieren eines Virtual Identity Systems, das das physikalische System aufweist, zum Empfangen des Eingangssignals, um ein reales oder Ist-Ausgangssignal bereitzustellen; und Prüfen der Identity-Qualität des Virtual-Identity-Systems unter Verwendung mindestens einer Funktion des Ist-Ausgangssignals. Der Systemcontroller weist Programmmodule zum Ausführen des Verfahrens auf. Befehle zum Ausführen des Verfahrens können auch auf einem computerlesbaren Medium bereitgestellt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Blockdiagramm einer exemplarischen Umgebung für eine praktische Anwendung der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt einen Computer zum Implementieren der vorliegenden Erfindung;
3A zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen von in einer Identifizierungsphase eines herkömmlichen Schwingungstestverfahrens vorgesehenen Schritten;
3B zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen von in einer Iterationsphase eines herkömmlichen Schwingungstestverfahrens vorgesehenen Schritten;
3C zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen von in einer anderen Iterationsphase eines herkömmlichen Schwingungstestverfahrens vorgesehenen Schritten;
4A zeigt ein detailliertes Blockdiagramm eines herkömmlichen Iterationsprozesses zum Erzeugen von Ansteuerungssignalen für ein Schwingungssystem mit einer erfindungsgemäßen Einstelleinrichtung;
4B zeigt ein detailliertes Blockdiagramm eines anderen Iterationsprozesses zum Erzeugen von Ansteuerungssignalen für ein Schwingungssystem mit der erfindungsgemäßen Einstelleinrichtung;
5 zeigt ein allgemeines Blockdiagramm zum Darstellen eines Aspekts der vorliegenden Erfindung;
6 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung von 5;
7 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen von zum Implementieren der Ausführungsform von 6 vorgesehenen Schritten;
8 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform der Erfindung von 5;
9 zeigt ein allgemeines Blockdiagramm zum Darstellen eines zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung;
10 zeigt ein allgemeines Blockdiagramm zum Darstellen eines dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung;
11 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung von 9;
12 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung von 10;
13 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen eines vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung;
14 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen eines fünften Aspekts der vorliegenden Erfindung;
15 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen eines sechsten Aspekts der vorliegenden Erfindung;
16 zeigt ein Diagramm zum Darstellen eines siebenten Aspekts der vorliegenden Erfindung;
17 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen eines achten Aspekts der vorliegenden Erfindung; und
18 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen eines neunten Aspekts der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 zeigt ein physikalisches System 10. Das physikalische System 10 weist allgemein ein Schwingungssystem 13 mit einem Servocontroller 14 und einem Aktuator 15 auf. In der schematischen Darstellung von 1 stellt der Aktuator 15 einen oder mehrere Aktuatoren dar, die über eine geeignete mechanische Schnittstelle 16 mit einem Prüfobjekt 18 verbunden sind. Der Servocontroller 14 führt dem Aktuator 15 ein Aktuatorbefehlssignal 19 zu, wodurch das Prüfobjekt 18 angeregt oder aktiviert wird. Vom Aktuator 15 wird dem Servocontroller 14 ein geeignetes Rückkopplungssignal 15A zugeführt. Durch einen oder mehrere abgesetzte Transducer 20 auf dem Prüfobjekt 18, z. B. Verformungs- oder Verschiebungssensoren, Dehnungsmeßgeräte, Beschleunigungsmeßgeräte, oder ähnliche, wird ein gemessenes oder reales bzw. Ist-Antwortsignal 21 bereitgestellt. Ein Controller 23 des physikalischen Systems empfängt das Ist-Antwortsignal 21 als Rück kopplungssignal, um ein Ansteuerungssignal 17 als Eingangssignal für das physikalische System 10 zu berechnen. In einem nachstehend diskutierten Iterationsprozeß erzeugt der Controller 23 des physikalischen Systems 10 das Ansteuerungssignal 17 für das physikalische System 10 basierend auf einem Vergleich zwischen einem bei Bezugszeichen 22 bereitgestellten gewünschten Antwortsignal 21 und einem Ist-Antwortsignal 21 des abgesetzten Transducers 20 auf dem Prüfobjekt 18. Obwohl in 1 eine Einkanal-Ausführungsform dargestellt ist, sind Mehrkanalausführungsformen typisch und werden als andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrachtet, bei denen das Antwortsignal 21 N Antwortsignalkomponenten aufweist und das Ansteuerungssignal 17 M Ansteuerungssignalkomponenten aufweist.
Obwohl hierin ein Fall beschrieben ist, in dem das physikalische System das Schwingungssystem 13 und den abgesetzten Transducer 20 aufweist, können Aspekte der nachstehend beschriebenen Erfindung auch auf andere physikalische Systeme angewendet werden. Beispielsweise weist das physikalische System bei einem Fertigungsprozeß die Fertigungsmaschinen (z. B. Pressen, Gießvorrichtungen, Umformmaschinen, usw.) auf, und das Ansteuerungssignal 17 weist Befehlssignale für die Maschinen oder Vorrichtungen auf, und das Ist-Antwortsignal 21 weist manuelle oder automatisch gemessene Parameter des gefertigten Artikels auf, z. B. ein kritisches Maß. Ein anderes Beispiel ist eine Ölraffinerie, wobei das physikalische System eine Prozeßanlage ist und das Ist-Antwortsignal 21 mit Ausgangsprodukten in Beziehung stehende Zwischen- oder Endparameter anzeigt.
Unter Bezug auf 2 und der damit verbundenen Diskussion wird nachstehend eine kurze allgemeine Beschreibung einer geeigneten Rechenumgebung bereitgestellt, in der die vorliegende Erfindung implementierbar ist. Obwohl dies nicht erforderlich ist, wird der Controller 23 des physikalischen Systems mindestens teilweise im allgemeinen Zusammenhang mit durch einen Computer ausführbaren Befehlen beschrieben, wie beispielsweise Programmmodulen, die durch einen Computer 30 ausgeführt werden. Im allgemeinen weisen Programmmodule Routineprogramme, Objekte, Komponenten, Datenstrukturen, usw. auf, die spezifische Aufgaben ausführen oder spezifische abstrakte Datentypen implementieren. Die Programmmodule werden nachstehend unter Verwendung von Blockdiagrammen und Ablaufdiagrammen beschrieben. Fachleute können die Blockdiagramme und Ablaufdiagramme in auf einem Computer ausführbaren Befehle implementieren. Für Fachleute ist darüber hinaus ersichtlich, daß die Erfindung auch mit anderen Computersystemkonfigurationen realisierbar ist, z. B. mit Multiprozessorsystemen, vernetzten Personalcomputern, Minicomputern, Großrechnern, und ähnlichen. Die Erfindung kann auch in verteilten Rechen- oder Computerumgebungen realisiert werden, in denen Aufgaben durch abgesetzte Verarbeitungsvorrichtungen ausgeführt werden, die über ein Kommunikationsnetz verknüpft sind. In einer verteilten Computerumgebung können Programmmodule sowohl in lokalen als auch in abgesetzten Speichervorrichtungen angeordnet sein.
Der in 2 dargestellte Computer 30 weist einen herkömmlichen Personal- oder Desktopcomputer mit einer Zentraleinheit (CPU) 32, einem Speicher 34 und einem Systembus 36, der verschiedene Systemkomponenten verbindet, z. B. den Speicher 34 mit der CPU 32, auf. Der Systembus 36 kann ein beliebiger von mehreren Typen von Busstrukturen sein, z. B. ein Speicherbus oder ein Speichercontroller, ein peripherer Bus und ein lokaler Bus, wobei eine beliebige von verschiedenartigen Busarchitekturen verwendbar ist. Der Speicher 34 weist einen Festwertspeicher (ROM) und einen Direktzugriffsspeicher (RAM) auf. Im ROM-Speicher ist ein Basis-Ein-/Ausgabesystem (BIOS) gespeichert, das die Basisroutine enthält, die dazu beiträgt, Information zwischen Elementen im Computer 30 zu übertragen, beispielsweise während des Startvorgangs. Speichervorrichtungen 38, z. B. eine Festplatte, ein Diskettenlaufwerk, ein optisches Plattenlaufwerk, usw. sind mit dem Systembus 36 verbunden und werden zum Speichern von Programmen und Daten verwendet. Für Fachleute ist ersichtlich, daß auch andersartige computerlesbare Medien, auf die ein Computer zugreifen kann, z. B. Magnetkassetten, Flash-Speicherkarten, digitale Videoplatten, RAM-Speicher, ROM-Speicher, und ähnliche als Speichervorrichtungen verwendbar sind. Normalerweise werden Programme von mindestens einer der Speichervorrichtungen 38 mit oder ohne zugeordnete Daten in den Speicher 34 geladen.
Eine Eingabevorrichtung 40, beispielsweise eine Tastatur, eine Zeigervorrichtung (Maus), oder eine ähnliche Vorrichtung ermöglichen es einem Benutzer, dem Computer 30 Befehle zuzuführen. Außerdem ist ein Monitor 42 oder eine andersartige Ausgabevorrichtung über eine geeignete Schnittstelle mit dem Systembus 36 verbunden und stellt Rückkopplungsinformation für den Benutzer bereit. Das gewünschte Antwortsignal 22 kann dem Computer über eine Kommunikationsleitung, z. B. ein Modem, oder durch ein entfernbares Medium der Speichervorrichtungen 38 als Eingangssignal zugeführt werden. Die Ansteuerungssignale 17 werden dem physikalischen System 10 von 1 basierend auf durch den Computer 30 ausführbaren Programmmodulen und über eine geeignete Schnittstelle 44 zugeführt, die den Computer 30 mit dem Schwingungssystem 13 verbindet. Die Schnittstelle 44 empfängt auch das Ist-Antwortsignal 21.
Bevor die vorliegende Erfindung beschrieben wird, ist es hilfreich, zunächst ein herkömmliches Verfahren zum Modellieren des physikalischen Systems 10 und zum Erzeugen des ihm zugeführten Ansteuerungssignals 17 ausführlich zu beschreiben. Obwohl sich die nachstehende Beschreibung auf ein Testfahrzeug bezieht, sind dieses herkömmliche Verfahren und die vorliegende Erfindung, die nachstehend beschrieben werden, nicht nur auf Testfahrzeuge beschränkt, sondern sind auch für andersartige Prüfobjekte und Unterstrukturen oder Komponenten davon verwendbar. Außerdem wird bei der Beschreibung vorausgesetzt, daß eine auf einer Spektralanalyse basierende Modellabschätzung und -implementierung ausgeführt werden, obwohl Verarbeitungen auch durch mehrere andere mathematische Techniken ausgeführt werden können (z. B. AIC- (Adaptive Inverse Control) Modelle, parametrische Regressionstechniken, wie beispielsweise ARX- (Auto Regressive Exogenous) und State-Space-Modelle, oder Kombinationen davon).
Gemäß 3A wird das Testfahrzeug in Schritt 52 mit abgesetzten Transducern 20 ausgestattet. In Schritt S54 wird das Fahrzeug einer Feldbetriebsumgebung von Interesse ausgesetzt, und die Antwortsignale der abgesetzten Transducer werden gemessen und aufgezeichnet. Beispielsweise kann das Fahrzeug auf einer Straße oder auf einer Teststrecke gefahren werden. Die gemessenen Antwortsignale der abgesetzten Transducer, die typischerweise in analoger Form vorliegen, werden auf allgemein bekannte Weise durch A/D-Wandler in ein digitales Format umgesetzt und im Computer 30 gespeichert.
Dann wird in einer Identifizierungsphase das Ein-/Ausgangsmodell des physikalischen Systems 10 bestimmt. Diese Prozedur beinhaltet das Zuführen des Ansteuerungssignals 17 als Eingangssignal zum physikalischen System 10 und das Messen des Antwortsignals 21 des abgesetzten Transducers als Ausgangssignal in Schritt 56. Das für eine Modellabschätzung verwendete Ansteuerungssignal 17 kann statistisches "weißes Rauschen" mit Frequenzkomponenten oberhalb einer ausgewählten Bandbreite sein. In Schritt 58 wird eine Abschätzung des Modells des physikalischen Systems 10 basierend auf dem zugeführten Ansteuerungssignal 17 und dem in Schritt 56 erhaltenen Antwortsignal des abgesetzten Transducers berechnet. In einer Ausführungsform ist dies allgemein als FRF-Funktion ("Frequenzübertragungsfunktion"; "Frequency Response Function") bekannt. Mathematisch ist die FRF-Funktion eine N × M-Matrix, wobei jedes Element der Matrix eine frequenzabhängige komplexe Variable (Verstärkung und Phase als Funktion der Frequenz) ist. Die Spalten der Matrix entsprechen den Eingangssignalen, während die Zeilen den Ausgangssignalen entsprechen. Wie für Fachleute ersichtlich ist, kann die FRF-Funktion auch direkt von vorangehenden Tests unter Verwendung des physikalischen Systems 10 oder anderer Systeme erhalten werden, die dem physikalischen System 10 im wesentlichen ähnlich sind.
Es ist ein inverses Modell H(f)^–1 erforderlich, um in Schritt 60 das physikalische Ansteuerungssignal 17 als Funktion der Antwortsignale der abgesetzten Transducer. zu bestimmen. Wie für Fachleute ersichtlich ist, kann das inverse Modell direkt berechnet werden. Außerdem beinhaltet der hierin verwendete Ausdruck "inverses" Modell ein "pseudo-inverses" M × N-Modell für ein nicht quadratisches N × M-System.
An dieser Stelle tritt das herkömmliche Verfahren in eine Iterationsphase ein, wie in den 3B und 4A dargestellt ist, um ein Ansteuerungssignal 17 zu erhalten, das das Ist-Antwortsignal 21 erzeugt, das idealerweise das gewünschte Antwortsignal 22 des abgesetzten Transducers reproduziert (nachstehend als "gewünschtes Antwortsignal" bezeichnet). Das inverse Modell H(f)^–1 des physikalischen Systems ist durch Bezugszeichen 72 dargestellt, während das physikalische System (Schwingungssystem, Testfahrzeug, abge setzte Transducer und Instrumente- oder Geräteausstattung) durch Bezugszeichen 10 dargestellt ist. Gemäß 3B wird in Schritt 78 das inverse Modell 72 auf eine Soll-Antwortkorrektursignal 77 angewendet, um ein Anfangs-Ansteuerungssignal 17 x₁(t) zu bestimmen. Das Soll-Antwortkorrektursignal 77 kann das gewünschte Antwortsignal 22 für das Anfangs-Ansteuerungssignal sein, obwohl es häufig um einen Relaxationsfaktor 95 vermindert ist. Das berechnete Ansteuerungssignal 17 x₁(t) vom inversen Modell 72 wird dann in Schritt 80 dem physikalischen System 10 zugeführt. Dann wird in Schritt 86 das (nachstehend als "Ist-Antwortsignal" bezeichnete) Ist-Antwortsignal 21 y₁(t) des abgesetzten Transducers des physikalischen Systems 10 auf das zugeführte Ansteuerungssignal 17 x₁(t) erhalten. Wenn das vollständige physikalische System 10 linear ist (so daß der Relaxationsfaktor 95 "eins" betragen kann), könnte das Anfangs-Ansteuerungssignal 17 x₁(t) als das erforderliche Ansteuerungssignal verwendet werden. Weil physikalische Systeme jedoch typischerweise nicht-linear sind, muß das korrekte Ansteuerungssignal 17 durch einen Iterationsprozeß bestimmt werden. (Wie für Fachleute ersichtlich ist, kann ein in vorangehenden Tests für ein ähnliches physikalisches System verwendetes Ansteuerungssignal als Anfangs-Ansteuerungssignal verwendet werden.)
Der Iterationsprozeß beinhaltet das Aufzeichnen eines durch das Anfangs-Ansteuerungssignal x₁(t) erhaltenen ersten Ist-Antwortsignals y₁(t) und das Vergleichen des ersten Ist-Antwortsignals mit dem gewünschten Antwortsignal 22 und das Berechnen eines Antwortsignalfehlers 89 Δy₁ als Differenz in Schritt 88. (Das erste Ist-Antwortsignal y₁(t) wird in 4A bei Bezugszeichen 87 bereitgestellt.) Der Antwortsignal fehler 89 Δy₁ wird in Schritt 90 mit einem vorgewählten Schwellenwert verglichen, und wenn der Antwortsignalfehler 89 größer ist als der Schwellenwert, wird ein Iterationsprozeß ausgeführt. Insbesondere wird der Antwortsignalfehler 89 Δy₁ um den Relaxationsfaktor 95 vermindert, um das neue Soll-Antwortkorrektursignal 77 zu erhalten. In dieser Ausführungsform wird die inverse Übertragungsfunktion H(f)^–1 auf das neue Soll-Antwortkorrektursignal 77 angewendet, um eine Ansteuerungskorrektursignal Δx₂ 94 zu erzeugen (Schritt 91), die in Schritt 92 zum ersten Ansteuerungssignal x₁(t) 17A addiert wird, um ein zweites Ansteuerungssignal x₂(t) 17 zu erzeugen. Der Iterationsprozeß (Schritte 80–92) wird wiederholt, bis der Antwortsignalfehler 89 auf allen Kanälen des Antwortsignals kleiner wird als der vorgewählte Schwellenwert. Das letzte Ansteuerungssignal 17, das ein Antwortsignal 21 erzeugt hat, das innerhalb des vorgegebenen Schwellenwertes des gewünschten Antwortsignals 22 liegt, kann dann zum Testen eines Prüfobjekts verwendet werden.
Wie beschrieben wurde, wird der Antwortsignalfehler 89 Δy herkömmlich um den Relaxationsfaktor (oder einen Iterationsfaktor) 95 reduziert, um das Soll-Antwortkorrektursignal 77 zu erzeugen. Der Iterationsfaktor 95 stabilisiert den Iterationsprozeß und stellt einen Kompromiß zwischen der Konvergenzrate oder -geschwindigkeit und einem Iterationsüberlauf bereit. Außerdem minimiert der Iterationsfaktor 95 die Wahrscheinlichkeit, daß das Testfahrzeug während des Iterationsprozesses aufgrund von im physikalischen System 10 vorhandenen Nichtlinearitäten überlastet wird. Wie für Fachleute ersichtlich ist, kann ein Iterationsfaktor auf das Ansteuerungskorrektursignal 94 Δx und/oder den Antwortsignalfehler 89 angewendet werden. Unter Bezug auf 4A sollte erwähnt werden, daß Speichervorrichtungen 38 verwendet wer den können, um während des Iterationsprozesses das gewünschte Antwortsignal 22, die Ist-Antwortsignale 21 und vorangehende Ansteuerungssignale 17A zu speichern. Natürlich kann auch der Speicher 34 verwendet werden. Außerdem zeigt eine gestrichelte Linie 93, daß das inverse Modell 72 eine Schätzung des inversen physikalischen Systems 10 darstellt. Das Blockdiagramm von 4A kann, wie vorstehend diskutiert wurde, durch Fachleute unter Verwendung kommerziell verfügbarer Softwaremodule implementiert werden, wie beispielsweise RPCIII^TM von MTS Systems Corporation, Eden Prairie, Minnesota.
An dieser Stelle wird ein modifiziertes herkömmliches Verfahren zum Berechnen des Ansteuerungssignals diskutiert. Das modifizierte herkömmliche Verfahren weist die in 3A dargestellten Schritte der Identifizierungsphase und viele der in 3B dargestellten Schritte der Iterationsphase auf. Zur Vereinfachung sind die Iterationsschritte des modifizierten Verfahrens in 3C und im Blockdiagramm von 4B dargestellt. Wie in 4B dargestellt ist, ist die Berechnung des Soll-Antwortkorrektursignals 77 identisch. Wenn jedoch der Antwortsignalfehler 89 zwischen dem Ist-Antwortsignal 21 und dem gewünschten Antwortsignal 22 größer ist als ein ausgewählter Schwellenwert, wird das Soll-Antwortkorrektursignal 77 in Schritt 97 zu einem vorangehenden Soll-Antwortsignal addiert, um ein neues Soll-Antwortsignal 79 für die aktuelle Iteration zu erhalten. Das inverse Modell 72 wird auf das Soll-Antwortsignal 79 angewendet, um das neue Ansteuerungssignal 17 zu erhalten. Wie in 4B dargestellt ist, kann der Iterationsfaktor 95 aus den vorstehend diskutierten Gründen verwendet werden.
Im allgemeinen weist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung die vorstehend unter Bezug auf die 4A und 4B beschriebene Time-History-Antwortsignalfehler-Iterations schleife auf, während eine Einstelleinrichtung 100, die während jedes Schrittes des Iterationsprozesses arbeitet, vorgesehen ist, um das inverse Modell 72 des physikalischen Systems zu verbessern. Wie in 4A dargestellt ist, korrigiert die Einstelleinrichtung 100 das inverse Modell 72, das das Soll-Antwortkorrektursignal 77 direkt als einfache Funktion des Antwortsignalfehlers 89 empfängt (d. h. ohne die vorangehende Soll-Antwortinformation 79A von 4B), wobei das Ansteuerungssignal 17 des physikalischen Systems das Ansteuerungskorrektursignal 94 in Kombination mit einem vorangehenden Ansteuerungssignal 17A aufweist. Das inverse Modell 72 empfängt dagegen, wie in 4B dargestellt, das Soll-Antwortsignal 79 als Kombination aus dem Soll-Antwortkorrektursignal 77 und einem vorangehenden Soll-Antwortsignal 79A, und das Ansteuerungssignal 17 wird durch Anwenden des inversen Modells 72 direkt erhalten. Im Fall von 4B korrigiert die Einstelleinrichtung 100 das inverse Modell 72 im wesentlichen auf die gleiche Weise wie in 4A. Wie nachstehend diskutiert wird, werden durch die Konfigurationen der 4A und 4B jedoch verschiedene Signale erhalten, die mit jeweiligen situationsspezifischen Vorteilen für den Virtual-Identity-Modellierprozeß verfügbar sind. Außerdem kann die Einstelleinrichtung 100, wie nachstehend beschrieben wird, auch auf eine iterative Weise betrieben werden.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Blockdiagramm von 5 dargestellt. Im allgemeinen weist dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Steuern des physikalischen Systems 10 zum Erzeugen eines Ist-Antwortsignals 21 auf, das mit dem gewünschten Antwortsignal 22 optimal übereinstimmt, wobei dieses Verfahren mit dem diskutierten herkömmlichen Verfahren konsistent ist. Das Verfahren weist das Erzeugen eines inversen Modells 98 (z. B. der inversen Übertragungsfunktion H(f)^–1) des physikalischen Systems 10 auf, wobei das inverse Modell 98 auf das Soll-Antwortsignal 79 angewendet wird, um das Ansteuerungssignal 17 zu erzeugen, das dazu geeignet ist, das gewünschte Antwortsignal 22 vom physikalischen System 10 als das Ist-Antwortsignal 21 zu erzeugen. Wie nachstehend unter Bezug auf 6 beschrieben wird, kann das Soll-Antwortkorrektursignal 77 mit dem vorangehenden Soll-Antwortsignal 79A kombiniert werden, wenn das inverse Modell 98 auf das Soll-Antwortsignal 79 angewendet wird, um das vollständige Ansteuerungssignal 17 zu erhalten. Alternativ kann, wie in 8 durch gestrichelte Linien dargestellt ist, das inverse Modell 98 direkt auf das Soll-Antwortkorrektursignal 77 angewendet werden, um das Ansteuerungskorrektursignal 94 zu erhalten, das anschließend mit dem vorangehenden Ansteuerungssignal 17A kombiniert wird, um ein neues Ansteuerungssignal 17 für das physikalische System 10 zu erzeugen.
Gemäß 5 kann die Einstelleinrichtung 100 eine Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung aufweisen, die eine Identity-Qualität des Inversen Modells 98 in Kombination mit dem physikalischen System 10 prüft. Die Kombination aus dem inversen Modell 98 und dem physikalischen System 10 wird als Virtual-Identity-System 96 bezeichnet. Die durch die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 gemessene Identity-Qualität bestimmt die Genauigkeit des Modells des physikalischen Systems 10 bezüglich den Betriebskenngrößen des physikalischen Systems 10. In dieser Ausführungsform wird die Identity-Qualität durch eine Serienschaltung des physikalischen Systems 10 mit dem inversen Modell 98 gemessen. Wenn das inverse Systemmodell 98 mit dem physikalischen System 10 identisch ist, erzeugt die Identity-Berechnung ein Identity-Ergebnis, das eine ideale Schätzung des inversen Systemmodells darstellt.
Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß ein Modell einer möglichen Korrektur des inversen Modells des physikalischen Systems, die die Qualität des Virtual-Identity-Systems verbessert, eine einfachere Form annehmen kann als das inverse Modell selbst. Dadurch kann die Modellkorrektur wesentlich leichter erhalten werden als eine neue Schätzung des vollständigen inversen Systemmodells. Dieses Verfahren führt zu einer einfachen Algorithmusformulierung einer solchen Korrekturmodellschätzung (z. B. der FRF-Funktion zwischen dem Soll-Antwortsignal und dem Ist-Antwortsignal). Aufgrund der einfachen Form dieser Modelliertechnik können kleinere Segmente stärker verrauschter und stärker korrelierter Daten verwendet werden, wodurch vorteilhaft eine adaptive Umgebung für nicht-parametrische (z. B. Spektrumanalyse) oder parameterische (z. B. ARX) Modellierverfahren bereitgestellt wird.
In einer in 5 dargestellten Ausführungsform, wobei Schalter 101A und 101B auf eine Position "G" eingestellt sind, vergleicht die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 das Soll-Antwortsignal 79 mit dem Ist-Antwortsignal 21. In einer anderen Ausführungsform, wobei die Schalter 101A und 101B auf eine Position "L" eingestellt sind, vergleicht die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 das Soll-Antwortkorrektursignal 77 mit einem Ist-Antwortkorrektursignal 103 (Differenz zwischen der Antwort y_i und der Antwort y_i-1), das durch Zuführen der Ansteuerungssignale 17 zum physikalischen System 10 für aufeinanderfolgende Iterationen erhalten wird. In beiden Ausführungsformen paßt die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 das inverse Modell 98 als Funktion der Identity-Qualität von Iteration zu Iteration an. D. h. die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 erzeugt als Ausgangssignal Modell (z. B. FRF) -korrekturwerte 104, um minde stens einige der im inversen Modell 98 vorhandenen Werte einzustellen. In diesen beiden bevorzugten Ausführungsformen werden die Korrekturwerte 104 kanalweise hergeleitet, was eine durch das Virtual-Identity-System ermöglichte Vereinfachung darstellt. Kreuzkopplungseffekte sind dann nicht Teil der Korrekturwerte 104, obwohl alle Ausdrücke des inversen Modells 98 sich im allgemeinen ändern werden, wenn die Korrekturwerte 104 angewendet werden. Diese bevorzugten Ausführungsformen beinhalten jedoch nicht die Option, einige oder alle Kreuzkopplungsausdrücke in die Korrekturwerte 104 einzufügen.
Über die Schalter 101A und 101B kann der der Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 zugeführte Datentyp ausgewählt werden, wobei die Schalter typischerweise keine physikalischen elektrischen Schalter sind. Statt dessen stellen die Schalter 101A und 101B Softwareroutinen oder -module dar, die zum Abrufen und Bereitstellen der ausgewählten Daten für die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 verwendet werden.
In 5 weist das inverse Modell 98 eine statische inverse Modellkomponente 98A und eine einstellbare Komponente 98B auf. Die statische Komponente 98A ist dem vorstehend diskutierten inversen Modell 72 ähnlich. Beispielsweise kann die statische Komponente 98A das inverse Modell H(f)^–1 sein, das berechnet wurde, indem in Schritt 58 (3A) das Inverse des Vorwärtsmodells H(f) verwendet wird. Die statische Komponente 98A des inversen Modells weist typischerweise eine M × N-Matrix auf, die Kreuzkopplungseffekte aufweist, wobei M die Anzahl von Eingangssignalen (Ansteuerungssignalen 17) und N die Anzahl von Ausgangssignalen (Ist-Antwortsignalen 21) darstellt.
Die einstellbare Komponente 98B empfängt die Korrekturwerte 104 des inversen Modells von der Virtual-Identity- System-Modelliereinrichtung 100 zum iterativen Anpassen des inversen Modells 98 an die aktuellen Betriebsbedingungen. In einer Ausführungsform weist die einstellbare Komponente 98B eine N × N-Matrix mit Korrekturwerten für jeden der N Kanäle auf, die auf der Diagonalen angeordnet sind, und alle anderen Werte (an von der Diagonalen verschiedenen Positionen) betragen null.
6 zeigt eine Ausführungsform der Funktionalität, die unter Bezug auf 5 in Verbindung mit dem in 4B ausführlich dargestellten gesamten iterativen Steuerungsprozeß diskutiert wurde. Im Vergleich zu 4B ist das inverse Modell 98 in 6 derart erweitert, daß es die statische Komponente 98A und die einstellbare Komponente 98B von 5 enthält.
7 zeigt ein Verfahren zum Anwenden der Ausführungsform von 6. In Schritt 130 wird das inverse Modell 98 initialisiert. Dieser Schritt weist das Initialisieren der statischen Komponente 98A auf, wie vorstehend unter Bezug auf das Verfahren von 3A (Schritt 58) diskutiert wurde, und das Initialisieren der einstellbaren Komponente 98B, die für die erste Iteration typischerweise ein Identity-Modell ist. D. h., die einstellbare Komponente 98B hat während der ersten Iteration keine Wirkung.
In Schritt 132 wird das Anfangs-Ansteuerungssignal 17 durch Falten des Soll-Antwortsignals 79 mit dem inversen Modell 98 erhalten. Weil das inverse Modell 98 die statische Komponente 98A und die einstellbare Komponente 98B aufweist, wird das Soll-Antwortsignal 79 zunächst mit der einstellbaren Komponente 98B gefaltet, und das erhaltene Ausgangssignal wird dann mit der statischen Komponente 98A gefaltet. In bestimmten Fällen können die statische Komponente 98A und die einstellbare Komponente 98B anschließend kombiniert werden, wofür eine einzige Faltung erforderlich ist. In Schritt 134 wird das Ansteuerungssignal 17 dem physikalischen System 10 zugeführt, wobei das Ist-Antwortsignal 21 gemessen und aufgezeichnet wird.
Nachdem das Ist-Antwortsignal 21 des physikalischen Systems 10 vom Anfangs-Ansteuerungssignal 17 erhalten wurde, führt die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 eine Spektralanalyse zwischen dem Soll-Antwortsignal 79 und dem Ist-Antwortsignal 21 aus. In der in 6 dargestellten Ausführungsform weist die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 einen Spektrumanalysator 136 auf, der das Soll-Antwortsignal 79 und das Ist-Antwortsignal 21 empfängt. In einer kanalweise arbeitenden Ausführungsform berechnet der Spektrumanalysator 136 eine FRF-Funktion zwischen dem Soll-Antwortsignal 79 und dem Ist-Antwortsignal 21. Diese Verarbeitung ist durch das Bezugszeichen 140 dargestellt. D. h., in diesem Schritt wird die Identity-Qualität des inversen Modells 98 und des physikalischen Systems 10 berechnet (d. h. das Virtual-Identity-Systems 96). Die Werte 104 (6) sind Korrekturwerte des inversen Modells 98. In Schritt 142 wird die Abweichung der FRF-Funktion von der Identity bestimmt, und wenn eine oder mehrere der Abweichungen den entsprechenden ausgewählten Schwellenwert überschreiten, werden Werte auf der Diagonalen der einstellbaren Komponente 98B in Schritt 144 aktualisiert. Diese Verarbeitung ist in 6 dargestellt, wobei bei Bezugszeichen 148 gespeicherte vorangehende Werte der einstellbaren Komponente 98B mit durch den Spektrumanalysator 136 bereitgestellten neuen Werten kombiniert werden, wodurch die einstellbare Komponente 98B iterativ korrigiert wird.
An dieser Stelle sollte erwähnt werden, daß die Schritte 88, 90, 97 und 99 von 3C weiterhin ausgeführt werden, um das verbesserte Ansteuerungssignal 17 zu erhalten. Bevor das neue Ansteuerungssignal 17 in Schritt 99 berechnet wird, wird jedoch in Schritt 144 das inverse Modell aktualisiert.
Im gesamten Iterationsprozeß werden die Schritte 134, 140, 142 und 144 nur bei Bedarf wiederholt, wenn im Modell Abweichungen zwischen dem Ist-Antwortsignal 21 und dem Soll-Antwortsignal 79 größer sind als der ausgewählte Modellschwellenwert. Die Schritte 88, 90, 97 und 99 von 3C werden für jede Iteration unabhängig ausgeführt, bis der Fehlerschwellenwert von Schritt 90 realisiert ist.
Für Fachleute ist ersichtlich, daß, obwohl die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 und das entsprechende inverse Modell 98 unter Bezug auf Spektralanalyseverfahren beschrieben werden, nach Wunsch andere mathematische Modelle und Modellregressionstechniken, parametrische oder nicht-parametrische, in ausgewählten Kombinationen verwendbar sind (z. B. AIC-, ARX-, ARMA-, State-Space-Verfahren).
8 zeigt eine alternative Ausführungsform, in der das Ist-Antwortkorrektursignal 103 mit dem Soll-Antwortkorrektursignal 77 verglichen und als Basis zum Aktualisieren der Werte der einstellbaren Komponente 98B verwendet wird. In 8 wird eine Addiereinrichtung 160 verwendet, um eine Differenz zwischen dem Ist-Antwortsignal 21 und dem unmittelbar vorangehenden Ist-Antwortsignal 87 zu erhalten (d. h. ein Ist-Antwortkorrektursignal 103). Während des Iterationsprozesses berechnet der Spektrumanalysator 136 eine FRF-Funktion zwischen dem Soll-Antwortkorrektursignal 77 und dem Ist-Antwortkorrektursignal 103, um die einstellbare Komponente 98B zu aktualisieren.
In 8 wird das Soll-Antwortkorrektursignal 77 für jede Iteration zum vorangehenden Soll-Antwortsignal 79A addiert, um das neue Soll-Antwortsignal 79 zu erzeugen. Wie für Fachleute ersichtlich ist, kann das Soll-Antwortkorrektursignal 77 alleine mit dem inversen Modell 98 gefal tet werden, um das entsprechende Ansteuerungskorrektursignal 94 zu erzeugen, das mit dem vorangehenden Ansteuerungssignal 17A kombiniert werden kann, um ein neues Ansteuerungssignal 17 zu erzeugen. Durch Erzeugen des neuen Ansteuerungssignals 17 auf diese Weise ändert sich die durch den Spektrumanalysator 136 ausgeführte Vergleichsoperation nicht.
Andere allgemeine Aspekte der vorliegenden Erfindung sind in den 9 und 10 dargestellt. Für Fälle, in denen das Soll-Antwortsignal 79 (oder das Soll-Antwortkorrektursignal 77) in der Vorwärtsiterationsregelschleife nicht vorhanden ist, kann es mit einer mathematischen Äquivalenz explizit berechnet werden, wie in 9 dargestellt ist. In 9 wird ein Ansteuerungssignal 17 dem physikalischen System 10 und einem Vorwärtsmodell 172 des physikalischen Systems 10 zugeführt, wobei ein Virtual-Identity-System durch gestrichelte Linien 175 dargestellt ist. Es kann gezeigt werden, daß das Virtual-Identity-System 175 dem Virtual-Identity-System 96 von 5 mathematisch äquivalent ist.
Das Ist-Antwortsignal 21 vom physikalischen System 10 und ein modelliertes Soll-Antwortsignal 176 vom Vorwärtsmodell 172 werden der Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 zugeführt. In einer Ausführungsform führt die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 eine Spektralanalyse zwischen dem Ist-Antwortsignal 21 und dem modellierten Soll-Antwortsignal 176 aus, um die Identity-Qualität des Virtual-Identity-Systems 175 zu prüfen, weil das Signal 176 in Abhängigkeit von der Stellung des Schalters 177A dem Signal 79 oder dem Signal 77 von 5 gleicht. Die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 stellt anschließend das Modell entsprechend als Funktion der Identity-Qualität ein.
In der dargestellten Ausführungsform weist das Modell 172 eine statische Komponente 172A und eine einstellbare Komponente 172B auf. Die statische Komponente 172A kann durch Schritt 58 in 3A erhalten werden. Die statische Komponente 172A weist typischerweise ein N × M-Modell auf, das Kreuzkopplungsausdrücke enthält.
Die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 stellt Korrekturwerte 104 für die einstellbare Komponente 172B bereit. In einer Ausführungsform weist die einstellbare Komponente 172B ein diagonales N × N-Modell auf.
Auf eine ähnliche Weise wie in 5 ermöglichen Schalter 177A und 177B, daß der Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 das modellierte Soll-Antwortsignal und das Ist-Antwortsignal oder die modellierten Soll-Antwortkorrektursignale und die Ist-Antwortkorrektursignale zugeführt werden. Für Fachleute ist ersichtlich, daß der Schalter 177A und eine zugeordnete Addier- und Speichereinrichtung anstatt auf das Ansteuerungssignal 17 einzuwirken, wie dargestellt, auch im Datenpfad zwischen der statischen Komponente 172A und der einstellbaren Komponente 172B angewendet werden könnten. Ähnlicherweise könnten der Schalter 177A und eine zugeordnete Addier- und Speichereinrichtung in einigen Fällen auch auf das modellierte Soll-Antwortsignalsignal 176 angewendet werden.
10 zeigt eine alternative, ähnliche Implementierung, die bevorzugte Eigenschaften haben könnte, möglicherweise wenn N und M ungleich sind, wobei die Anzahl N der Ausgänge oder Antwortsignale größer ist als die Anzahl M von Eingangssignalen oder Ansteuerungssignalen. In 10 ist ein Virtual-Identity-System durch gestrichelte Linien 185 dargestellt und weist ein physikalisches System 10 und ein inverses Modell 98 auf. Die Identity-Qualität wird jedoch durch Vergleichen des dem physikalischen System 10 zugeführten Ansteuerungssignal 17 mit einem entsprechenden modellierten Ansteuerungssignal 182 bestimmt, das vom inversen Modell 98 erhalten wird. In diesem Fall wird das Virtual-Identity-System 185 anstatt unter Verwendung von Antwortsignalen, wie in anderen Ausführungsformen, bezüglich Ansteuerungssignalen erzeugt. Auch hier wird das Ist-Antwortsignal 21 vom physikalischen System 10 erhalten, wenn diesem das Ansteuerungssignal 17 zugeführt wird. Das Ist-Antwortsignal 21 wird dann dem inversen Modell 98 als Eingangssignal zugeführt. In einer Ausführungsform führt die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 für nachfolgende Iterationen eine Spektralanalyse zwischen dem Ansteuerungssignal 17 und dem modellierten Ansteuerungssignal 182 aus. Die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 stellt anschließend das inverse Modell 98 und insbesondere die einstellbare Komponente 98B ein.
Auf eine ähnliche Weise wie in den 5 und 9 ermöglichen Schalter 183A und 183B, daß der Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 selektiv das Ansteuerungssignal 17 oder das modellierte Ansteuerungssignal 182 (wobei die Schalter 183A und 183B, wie dargestellt, auf die Stellung "G" eingestellt sind), oder die Ansteuerungskorrektursignale 94 und die modellierten Ansteuerungskorrektursignale zugeführt werden kann (wobei die Schalter 183A und 183B, wie dargestellt, auf die Stellung "L" eingestellt sind). Für Fachleute ist ersichtlich, daß der Schalter 183B und eine zugeordnete Addier- und Speichereinrichtung anstatt auf das Ist-Antwortsignal 21 einzuwirken, wie dargestellt, auch im Datenpfad zwischen der statischen Komponente 98A und der einstellbaren Komponente angewendet werden könnten. Ähnlicherweise könnten der Schalter 183A und eine zugeordnete Addier- und Speichereinrichtung in einigen Fällen auch auf das modellierte Ansteuerungssignal 182 angewendet werden.
11 zeigt eine Ausführungsform der in 9 in Verbindung mit dem iterativen adaptiven Prozeß von 8 diskutierten Funktionalität, wobei die gleichen Bezugszei chen verwendet werden, um identische Komponenten zu bezeichnen. 11 weist ferner einen Relaxationsfaktor 179 und eine Frequenzgewichtungsfunktion 181 auf. Der Relaxationsfaktor 179 ist dem Relaxationsfaktor 95 ähnlich, stellt jedoch einen Faktor für das Ansteuerungskorrektursignal 94 dar anstatt für den Antwortsignalfehler 89. Die Frequenzgewichtungsfunktion 181 kann manuell definiert oder basierend auf Kohärenzgrößen berechnet werden (wie bei Bezugszeichen 181 durch "C" dargestellt) oder durch andere Maße für die Modellqualität, wie beispielsweise durch eine Funktion der Frequenz. Ein Beispiel einer Kohärenzgröße für eine Frequenzgewichtung des Ansteuerungskorrektursignals 94 bei Bezugszeichen 181 kann durch [H2]^–1*[H1] dargestellt werden, wobei H1 ein Vorwärtssystemmodell für das physikalische System 10 bezeichnet, bei dem vorausgesetzt wird, daß die Eingangssignale verrauscht sind, und H2 ein Vorwärtssystemmodell darstellt, bei dem vorausgesetzt wird, daß die Ausgangssignale verrauscht sind. Ähnlicherweise kann gegebenenfalls bei Bezugszeichen 189 eine Frequenzgewichtung (z. B. [H1]*[H2]^–1) für die Antwortsignale bereitgestellt werden.
Durch das Vorhandensein des Relaxationsfaktors 179 oder der Frequenzgewichtung 181 oder anderer ähnlicher Funktionen zwischen dem inversen Modell 98 und dem physikalische System 10 wird das Virtual-Identity-System 96 der in 5 dargestellten Vorwärtsiterationsschleife geteilt. Daher ist das Virtual-Identity-System 175 in der Ausführungsform von 11 explizit gemäß der Darstellung von 9 konstruiert.
Gemäß 11 weist das Vorwärtsmodell 172 das statische Vorwärtsmodell 172A und die einstellbare Komponente 172B des physikalischen Systems 10 auf. In Schritt 58 von 3A wird das statische Vorwärtsmodell 172A bestimmt; seine Verbindung mit dem physikalischen System 10 ist in 11 durch eine gestrichelte Linie 190 dargestellt. Wenn das statische Vorwärtsmodell 172A bestimmt ist, wird anschließend das statische inverse Modell 98A des physikalischen Systems 10 berechnet; diese Verbindung ist durch eine gestrichelte Linie 93 dargestellt. Sowohl die einstellbare Vorwärtskomponente 172B als auch die inverse einstellbare Komponente 98B werden dann initialisiert, wobei diagonale Elemente auf "eins" und von der Diagonale verschiedene Elemente auf "null" gesetzt werden.
Das Anfangs-Ansteuerungssignal 17 wird gemäß dem vorstehend diskutierten Verfahren erhalten. Das Anfangs-Ansteuerungssignal 17 wird dann dem physikalischen System 10 zugeführt, wobei das Ist-Antwortsignal 21 gemessen und aufgezeichnet wird. Wie dargestellt, wird das Anfangs-Ansteuerungssignal 17 auch dem Vorwärtsmodell 172 zugeführt, um das modellierte Antwortsignal 176 zu erzeugen (eine dem Soll-Antwortsignal 79 von 6 und 8 äquivalentes Antwortsignal, wobei die Schalter 177A und 177B auf die Stellung "G" eingestellt sind).
Die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 vergleicht das Ist-Antwortsignal 21 mit dem modellierten Antwortsignal 176. In der dargestellten Ausführungsform weist die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 den Spektrumanalysator 136 auf und führt eine kanalweise Spektralanalyse zwischen dem Ist-Antwortsignal 21 und dem modellierten Antwortsignal 176 aus. Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird anschließend durch den Spektrumanalysator 136 die Abweichung der FRF-Funktion von der Identity bestimmt, und wenn eine oder mehrere der Abweichungen den entsprechenden ausgewählten Schwellenwert überschreiten, werden Werte auf der Diagonalen der einstellbaren Komponente 172B aktualisiert. Indem einfach das Inverse der einstellbaren Komponente 172B genommen wird, können Werte für die einstellbare Komponente 98B für die nächste Iterati on leicht berechnet werden, die mit der Berechnung des Antwortsignalfehlers 89 beginnt.
Durch einen Relaxationsfaktor 187 kann die Iterationsschleife für die Modellaktualisierung stabilisiert werden. Der Relaxationsfaktor 187 kann auf Korrekturwerte 104 als eine "Stärke" k_m angewendet werden, wodurch relaxierte Korrekturwerte 178 erzeugt werden, die auf die Modellkorrektur 172B angewendet werden. Der Relaxationsfaktor 187 kann in jeder der in dieser Patentanmeldung diskutierten Ausführungsformen verwendet werden.
12 zeigt eine exemplarische Ausführungsform zum Erzeugen von Ansteuerungssignalen unter Verwendung der vorstehend unter Bezug auf 10 beschriebenen Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100, wobei die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, um Komponenten zu bezeichnen, die mit entsprechenden Komponenten der vorangehenden Ausführungsformen identisch sind. Wie in 10 dargestellt ist, ist das Virtual-Identity-System 185 durch die Verwendung von Ansteuerungssignalen gekennzeichnet. Die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 prüft die Identity-Qualität durch Vergleichen des dem physikalischen System 10 zugeführten Ansteuerungssignals 17 mit einem von einem inversen Modell 198 erhaltenen entsprechenden modellierten Ansteuerungssignal 182. Das inverse Modell 198 ist mit dem inversen Modell 98 identisch und weist die statische Komponente 98A und die einstellbare Komponente 98B auf. Die Ausführungsform von 12 arbeitet auf eine ähnliche Weise wie die Ausführungsformen der 6 und 8, wobei die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 (einschlißelich des Spektrumanalysators 136) das inverse Modell 198 durch Bereitstellen von Aktualisierungswerten einstellt (hierin relaxierte Korrekturwerte 178), um seine einstellbare Komponente 98B einzustellen. In dieser Ausführungsform wird die einstellbare Komponente 98B des inversen Modells 98 jedoch auch gemäß den Änderungen aktualisiert, die bezüglich der einstellbaren Komponente 98B des inversen Modells 198 vorgenommen wurden.
13 zeigt die Verwendung der Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 in einer Ausführungsform mit Spektraldichtesteuerung. Anders als bei einer Time-History-Steuerung, gemäß der versucht wird, das Antwortsignal der abgesetzten Transducer 20 bezüglich der Zeit zu reproduzieren, wird bei der Spektraldichtesteuerung versucht, die Signalleistung im Antwortsignal (wobei Kreuzleistungen zwischen den Kanälen erzeugt werden) als Funktion der Frequenz über eine ausgewählte Bandbreite zu reproduzieren. Eine spektrale Leistungsdichte (PSD) weist eine quadratische Matrix mit den Auto-Power-Werten jedes Kanals auf der Diagonalen und den Kreuzleistungen zwischen Kanälen an von der Diagonale verschiedenen Positionert auf.
In 13 werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Komponenten zu bezeichnen, die in den vorangehenden Ausführungsformen beschrieben wurden. Im allgemeinen berechnet eine Addiereinrichtung 200 einen PSD-Fehler 202 zwischen einem gewünschten PSD-Antwortsignal 201 und einem vorangehenden realen oder PSD-Ist-Antwortsignal 203A vom physikalischen System 10. Der berechnete PSD-Fehler 202 ist dem in den vorangehend dargestellten Time-History-Steuerung-Ausführungsformen berechneten Time-History-Antwortfehler 89 funktionell ähnlich. Im allgemeinen wird eine Relaxationsfaktor 204 aus im wesentlichen den gleichen Gründen angewendet wie der Relaxationsfaktor 95, um ein PSD-Antwortkorrektursignal 206 zu erzeugen. In der dargestellten Ausführungsform wird das PSD-Antwortkorrektursignal 206 mit einem vorangehenden PSD-Soll-Antwortsignal 207A kombiniert, um ein neues PSD-Soll-Antwortsignal 207 zu erzeugen. Ein PSD/Zeit-Wandler 208 wandelt das PSD-Soll-Antwortsignal in ein (dem Soll-Antwortsignal 79 ähnliches) zeitäquivalentes Soll-Antwortsignal 210 um, das dem inversen Modell 98 zugeführt wird. Das inverse Modell 98 wird dann verwendet, um ein (dem Ansteuerungssignal 17 ähnliches) Ansteuerungssignal 212 zu erzeugen, das dem physikalischen System 10 zugeführt wird. Ein (dem Ist-Antwortsignal 21 ähnliches) Ist-Antwortsignal 214 vom physikalischen System 10 wird der Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 (hierin dem Spektrumanalysator 136) und einem Zeit/PSD-Wandler 216 zugeführt. Die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 prüft die Identity-Qualität auf eine ähnliche Weise wie bei der Ausführungsform von 6 und aktualisiert das inverse Modell 98 und insbesondere die einstellbare Komponente 98B entsprechend. Der Zeit/PSD-Wandler 216 erzeugt das PSD-Ist-Antwortsignal 203. Wie für Fachleute ersichtlich ist, können alle Inhalte der Beschreibung der vorangehenden Ausführungsformen der 8–12 durch Ersetzen der Unterstruktur 219 durch die entsprechende Struktur der vorangehenden Ausführungsformen angewendet werden.
14 zeigt eine andere Ausführungsform mit Spektraldichtesteuerung, wobei die Ansteuerungssignalspektren direkt von den Antwortsignalspektren in der Vorwärtsschleife berechnet werden, wie in Block 189 dargestellt ist (wie Fachleuten bekannt ist), wobei das inverse Systemmodell bei Bezugszeichen 172 erhalten wird. Die Virtual-Identity-System-Modellierkonzepte von 11 werden aus den diskutierten Gründen der Spektraldichte-Vorwärtsiterationsschleife hinzugefügt, um das Systemmodell 172 anzupassen.
15 zeigt die Verwendung einer Ausführungsform mit Wellenformsteuerung. Ähnlich wie bei der Time-History-Steuerung versucht die Wellenformsteuerung das Antwortsignal der abgesetzten Transducer 20 bezüglich der Zeit zu reprodu zieren. Bei der Wellenformsteuerung wird dies jedoch ausgeführt ohne das Ist-Antwortsignals in eine Addiereinrichtung zurückzukoppeln, um den Antwortsignalfehler 89 zu erhalten. Statt dessen wird bei jeder Iteration in der Wellenformsteuerung das gewünschte Antwortsignal 22 direkt verwendet, das über eine Dämpfungsfaktorerzeugungseinrichtung 220 zugeführt wird, um das Soll-Antwortsignal 79 zu erzeugen.
Gemäß herkömmlichen Wellenformsteuerungsverfahren wird das inverse Modell bei jeder Iteration unter Verwendung des Ansteuerungssignals 17 und des Ist-Antwortsignals 21 für diese Iteration neu berechnet, um eine Konvergenz zu erreichen. Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Virtual-Identity-System 96 jedoch das inverse Modell 98 (die statische Komponente 98A und die einstellbare Komponente 98B) und das physikalische System 10 auf, wie in 15 dargestellt ist. Die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 empfängt das Soll-Antwortsignal 79 und das Ist-Antwortsignal 21, um die Identity-Qualität zu messen. Wie in den vorangehenden Ausführungsformen wird die einstellbare Komponente 98B als Funktion der Identity-Qualität aktualisiert. Durch die Verwendung des Virtual-Identity-Systems 96 wird der Einkanalsystembetrieb verbessert und eine Erweiterung auf Mehrkanalsysteme ermöglicht, was bisher nicht möglich war.
16 zeigt ein Diagramm 230 eines beispielhaften aufgezeichneten Time-History-Kurvenverlaufs oder Zeitverlaufs von Antwortsignaldaten eines abgesetzten Transducers von einer statistisch unregelmäßigen Straßenoberfläche, wobei ein erster Abschnitt 232 eine Folge von Schlaglöchern und ein zweiter Abschnitt 234 Kopfsteinpflaster anzeigt. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Virtual-Identity-System für jeden der Abschnitte 232 und 234 konstruiert, und eine einstellbare Komponente 98B wird für jeden der Abschnitte 232 und 234 unabhängig von einer gemeinsamen statischen Komponente 98A erhalten. Jede einstellbare Komponente 98B wird in Kombination mit der gemeinsamen statischen Komponente 98A angewendet, um geeignete Ansteuerungssignale für jeden der Abschnitts 232 und 234 zu erhalten, die außerdem kombiniert werden, um ein Ansteuerungssignal 17 für den gesamten aufgezeichneten Kurvenverlauf 230 zu erhalten. Die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtungen müssen nicht für zusammenhängenden Abschnitte des Diagramms 230 verwendet werden.
Gemäß 17 kann nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung das Modell innerhalb eines Abschnitts (z. B. des Abschnitts 234) oder über das gesamte Diagramm 230 variiert werden, wie nachstehend dargestellt wird. Unter Verwendung dieses zeitvariablen Verfahrens arbeitet der Spektrumanalysator 136 bezüglich aufeinanderfolgenden und vorzugsweise überlappenden Analysefenstern 240 des Soll-Antwortsignals und des Ist-Antwortsignals. Das Soll-Antwortsignal und das Ist-Antwortsignal werden jeweils um einen ausgewählten Zeitschritt 242 weitergeschaltet, wodurch (im Gegensatz zu einem spektralen Mittelwert wie bei den vorangehenden Ausführungsformen) eine Folge von Spektralwerten 244 erzeugt wird. In diesem Fall werden das Soll-Antwortsignal und das Ist-Antwortsignal jeweils als ein zweiseitiger laufender Mittelwert der jeweiligen individuellen Spektralwerte erzeugt, so daß entsprechende zeitvariable spektrale Mittelwerte 246 erhalten werden. Der Schritt 242 beträgt typischerweise zwischen 10 und 90% des Analysefensters oder -rahmens 240. Vorzugsweise beträgt der Schritt 10 bis 50% des Analysefensters.
Die einzelnen Elemente der zeitvariablen spektralen Mittelwerte 246 werden durch in Verbindung mit den vorstehenden Ausführungsformen diskutierte Techniken verarbeitet, um ein zeitvariables Modell 104 (z. B. eine FRF-Funktion) und eine der Komponente 172B ähnliche zeitvariable Korrekturkomponente zu erzeugen. Jedes Korrekturkomponentenelement 172B und jedes entsprechende inverse Korrekturkomponentenelement 98B der Folge von Korrekturkomponenten wird mit der Zeit weitergeschaltet, wodurch eine Verarbeitung in Zeitschritten erfolgt, die dem Zeitschritt 242 gleichen. Das Erzeugen des Ansteuerungssignals 17 beinhaltet das Anwenden jeder Korrekturkomponente 172B und jeder entsprechenden inversen Korrekturkomponente 98B der Folge von Korrekturkomponenten auf den jeweiligen Zeitschritt 242 des eingegebenen aufgezeichneten Soll-Antwortsignalkurvenverlaufs 230B und das Kombinieren der erhaltenen Ergebnisse, um ein zusammenhängendes Ansteuerungssignal 17 zu erzeugen.
Zusammenfassend werden in dieser Ausführungsform aufeinanderfolgende und vorzugsweise überlappende Analysefenster 240 des aufgezeichneten Kurvenverlaufs 230 schrittweise erzeugt. In Verbindung mit dem Spektrumanalysator 136 werden einzelne Spektralwerte 244 für jedes Analysefenster 240 erhalten. Die einzelnen Spektralwerte 244 werden kombiniert, um zweiseitige laufende spektrale Mittelwerte und entsprechende FRF-Funktionen zu erzeugen, die schrittweise verwendet werden, um das Ansteuerungssignal 17 oder das Ansteuerungskorrektursignal 94 zu erzeugen. Anstelle der oder zusätzlich zur Mittelwertbildung können andere statistische Funktionen verwendet werden.
Spezifische Merkmale der Verwendung eines laufenden spektralen Mittelwertes sind die schrittweise Verarbeitung der Modellaktualisierung und die Anwendung der Modellkorrektur. In einer alternativen Ausführungsform kann das Korrekturmodell in einer parametrischen Form (d. h. nicht auf einem Fenster basierend) durch entsprechende Modellregressionsverfahren implementiert werden, wie beispielsweise AIC-, ARX- Verfahren, gemäß denen das Modell von Abtastpunkt zu Abtastpunkt des aufgezeichneten Kurvenverlaufs 230 verändert werden kann. Obwohl das statistische Vorwärtsmodell physikalisch realisierbar wäre, ist die Vorwärtsmodellkorrektur im allgemeinen nicht physikalisch realisierbar. Außerdem sind, weil der adaptive Prozeß iterativ ausgeführt wird, bei jedem Abtastpunkt im allgemeinen vorangehende und zukünftige Daten verfügbar, um den Modellregressionsprozeß zu optimieren.
18 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gemäß der der Multiplikationsfaktor des Time-History-Eingangssignals für das inverse Modell 98 erleichtert abtastpunktweise einstellbar ist. Wie dargestellt ist, empfängt ein Abtastpunktmultiplikationsfaktoreinstellblock 250 als Eingangssignal das Soll-Antwortsignal 176 und das Ist-Antwortsignal 177B oder ihre Korrektursignale basierend auf der Position der Schalter 177A und 177B. Diese sind grundsätzlich die gleichen Eingangssignale wie die durch die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 empfangenen Eingangssignale.
Die Basisverarbeitung des Abtastpunktmultiplikationsfaktoreinstellblocks 250 besteht darin, das Soll-Antwortsignal mit dem Ist-Antwortsignal (oder Korrektursignale davon) bei Bezugszeichen 257 derart in Beziehung zu setzen, daß ein Verhältnis oder ein Multiplikationsfaktor abtastpunktweise realisiert wird, wie durch (k) dargestellt ist, wodurch der Korrektursignalmultiplikationsfaktor modelliert wird. Der Ausgangsmultiplikationsfaktor für jeden Abtastpunkt wird dann bei Bezugszeichen 254 angewendet, um das Time-History-Eingangssignal für das inverse Systemmodell 98 einzustellen.
In einer in 18 dargestellten Ausführungsform kann es wünschenswert sein, Filter- und Schwellenwertverarbeitungen 256 und 258 auf die Eingangssignale anzuwenden, was durch einen Formungsabschnitt des Abtastpunktmultiplikationsfaktoreinstellblocks 250 dargestellt ist. Ähnlicherweise kann es wünschenswert sein, ein Filter 260 zum Filtern des Ausgangssignals des Abtastpunktmultiplikationsfaktoreinstellblocks 250 bereitzustellen. Wie für Fachleute ersichtlich ist, können der Abtastpunktmultiplikationsfaktoreinstellblock 250 und der Block 254 in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen mit Time-History-Steuerung verwendet werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist für Fachleute ersichtlich, daß innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung Änderungen in den Ausführungsformen und im Detail vorgenommen werden können. Beispielsweise kann es in 11 (ähnlicherweise in allen Ausführungsformen) für bestimmte Modelltypen vorteilhaft sein, die inverse Modellkorrektur 98B direkt zu aktualisieren (d. h. nicht-iterativ). In diesem Fall würde die Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 für alle Iterationen ein Eingangsmodellantwortsignal von der statischen Komponente 172A empfangen. Außerdem werden die relaxierten Korrekturwerte 178 von der Virtual-Identity-System-Modelliereinrichtung 100 direkt als die inverse Modellkorrektur 98B angewendet.

Claims

Verfahren zum Identifizieren eines physikalischen Systems (10), wobei dem physikalischen System (10) ein Ansteuerungssignal (17, 212) zugeführt wird und das physikalische System mit einem Ist-Antwortsignal (21, 214) antwortet, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Definieren eines Virtual-Identity-Systems (96, 175, 185), das ein inverses Modell (98) des physikalischen Systems (10) und/oder ein Vorwärtsmodell (172) des physikalischen Systems (10) in Kombination mit dem physikalischen System (10) aufweist; und Prüfen einer Identity-Qualität des Virtual-Identity-Systems (96, 175, 185) unter Verwendung mindestens einer Funktion des Ist-Antwortsignals (21, 214).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das inverse Modell (98) des physikalischen Systems (10) und/oder das Vorwärtsmodell (172) des physikalischen Systems (10) eine einstellbare Komponente (98B, 172B) und eine statische Komponente (98A, 172A) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner mit dem Schritt: Einstellen der einstellbaren Komponente (98B, 172B) als Funktion der Identity-Qualität.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Prüfen der Identity-Qualität und das Erzeugen eines Ansteuerungssignals (17, 212) aufeinanderfolgend wiederholt wird, bis ein gewünschtes Ist-Ausgangssignal (21, 214) erhalten wird, wobei durch jedes neue Ansteuerungssignal (17, 212) ein entsprechendes Ist-Ausgangssignal (21, 214) bereitgestellt wird, das in einer nachfolgenden Iteration zum Prüfen der Identity-Qualität verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Prüfen der Identity-Qualität aufeinanderfolgend wiederholt wird, bis nach einer Iteration durch Anwenden entsprechender aufeinanderfolgender Ansteuerungssignale (212) eine gewünschte spektrale Leistungsdichte (203) des Ist-Antwortsignals erhalten wird, und wobei jede spektrale Leistungsdichte (203) des Ist-Antwortsignals als Funktion eines entsprechenden Ansteuerungssignals (212) erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt: Einstellen des inversen Modells (98) des physikalischen systems (10) und/oder des Vorwärtsmodells (172) des physikalischen Systems (10) als Funktion der Identity-Qualität.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Ansteuerungssignal (17, 212) als Funktion des inversen Modells (98) des physikalischen Systems (10) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das inverse Modell (98) des physikalischen Systems (10) und/oder das Vorwärtsmodell (172) des physikalischen Systems (10) eine einstellbare Komponente (98B, 172B) und eine statische Komponente (98A, 172A) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Ansteuerungssignal (17, 212) als Funktion mehrerer einstellbarer Komponenten (98B, 172B) erhalten wird, die über verschiedene Zeitbereiche zugeführt werden, um ein gewünschtes Antwortsignal zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die gleiche statische Komponente (98A, 172A) mit jeder der mehreren einstellbaren Komponenten (98B, 172B) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Ansteuerungssignal (17) als Funktion einer Folge überlappender einstellbarer Komponenten (98B, 172B) erhalten wird, die über aufeinanderfolgende, überlappende Zeitbereiche (240) zugeführt werden, um ein gewünschtes Antwortsignal (21, 214) zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die eine statische Komponente (98A, 172A) verwendet wird, um das Ansteuerungssignal (17, 212) zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 8, 9, 10, 11 oder 12, wobei das Prüfen der Identity-Qualität und das Erzeugen eines Ansteuerungssignals (17, 212) aufeinanderfolgend wiederholt werden, bis ein gewünschtes Ist-Ausgangssignal (21, 214) erhalten wird, wobei durch jedes neue Ansteuerungssignal (17, 212) ein entsprechendes Ist-Ausgangssignal (21, 214) bereitgestellt wird, das in einer nachfolgenden Iteration zum Prüfen der Identity-Qualität verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Identity-Qualität eine Funktion eines Vergleichs des Ist-Ausgangssignals (21, 214) mit einem Soll-Ausgangssignal (79) ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Prüfen der Identity-Qualität eine Funktion eines Vergleichs einer Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Ist-Ausgangssignalen (21, 214) mit einer Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Soll-Ausgangssignalen (77) ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Virtual Identity das Vorwärtsmodell (172) des physikalischen Systems (10) aufweist, und wobei das Prüfen der Identity-Qualität das Zuführen des Ansteuerungssignals (17) zum Vorwärtsmodell (172) des physikalischen Systems (10), um ein modelliertes Ausgangssignal (176) zu erhalten, und das Vergleichen eines ersten Signals, das eine Funktion des modellierten Ausgangssignals (176) ist, mit einem zweiten Signal, das eine Funktion des Ist-Ausgangssignals (21) ist, aufweist, und wobei das Verfahren ferner das Einstellen der einstellbaren Komponente (172B) als Funktion eines Vergleichs des ersten mit dem zweiten Signal aufweist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das erste Signal eine Differenz zwischen aufeinanderfolgenden modellierten Ausgangssignalen (176) und das zweite Signal eine Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Ist-Ausgangssignalen (21) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Virtual Identity das inverse Modell (98) des physikalischen Systems (10) aufweist, und wobei das Prüfen der Identity-Qualität das Zuführen des Ist-Ausgangssignals (21) zum inversen Modell (98) des physikalischen Systems (10), um ein modelliertes Ansteuerungssignal (182) zu erhalten, und das Vergleichen eines ersten Signals, das eine Funktion des modellierten Ansteuerungssignals (182) ist, mit einem zweiten Signal, das eine Funktion des dem Ist-Ausgangssignal (21) entsprechenden Ansteuerungssignals (17) ist, aufweist, und wobei das Verfahren ferner das Einstellen der einstellbaren Komponente (98B) als Funktion eines Vergleichs des ersten mit dem zweiten Signal aufweist.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das erste Signal eine Differenz zwischen aufeinanderfolgenden modellierten Ansteuerungssignalen (182) und das zweite Signal eine Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Ansteuerungssignalen (17) entsprechender aufeinanderfolgender Ist-Ausgangssignale (21) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Prüfen der Identity-Qualität abtastpunktweise ausgeführt wird und das Einstellen des Multiplikationsfaktors des dem inversen Modell (98) zugeführten Time-History-Eingangssignals abtastpunktweise ausgeführt wird.
Computerimplementierbares Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Computerlesbares Medium mit durch einen Computer lesbaren Befehlen, die, wenn sie ausgeführt werden, den Computer veranlassen, ein physikalisches System (10) gemäß einem Verfahren nach einem der vorangehenden Verfahrensansprüche zu identifizieren.
System, das dazu geeignet ist, eines der Verfahren der vorangehenden Verfahrensansprüche auszuführen.