專利名稱：使電氣傳動(dòng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器自動(dòng)啟動(dòng)和/或運(yùn)行的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于使具有能振動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器自動(dòng)啟動(dòng)和/ 或自動(dòng)運(yùn)行的方法以及所屬裝置。
背景技術(shù)：
為了使電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器自動(dòng)啟動(dòng)或自動(dòng)運(yùn)行，需要確定與運(yùn)行相關(guān)的參數(shù) 的值。在很多實(shí)踐應(yīng)用情況中，具有能振動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)的電氣傳動(dòng)裝置的機(jī)械聯(lián)合體作為雙 慣量振動(dòng)器(Zweimassenschwinger)進(jìn)行模型化。在此，首先需要的是，將傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行如 下識(shí)別，即，確定一種用于傳動(dòng)系統(tǒng)的模型。然后，可以在該識(shí)別的模型的基礎(chǔ)之上對(duì)傳動(dòng) 系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。基本上，調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)定得越好，該模型就越合乎實(shí)際地表現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際系 統(tǒng)。調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)定一般對(duì)過(guò)程執(zhí)行具有直接影響。迄今在參考文獻(xiàn)中所公知的方程的出發(fā)點(diǎn)是，對(duì)于待調(diào)節(jié)的傳動(dòng)聯(lián)合體，總起動(dòng) 時(shí)間或慣性矩是公知的。就這點(diǎn)而言，關(guān)于系統(tǒng)的先驗(yàn)認(rèn)識(shí)是前提?？偲饎?dòng)時(shí)間例如可以 通過(guò)估算來(lái)決定，如帕德博恩大學(xué)(UniversitatPaderborn)的Frank SchUtte在2002 年的題目為"Automatisierte Reglerinbetriebnahme fiir elektrische Antriebe mit schwingungsfahiger Mechanik (用于具有能振動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)的電氣傳動(dòng)裝置的自動(dòng)調(diào)節(jié)器 啟動(dòng))”的博士論文中所說(shuō)明的那樣。那里所說(shuō)明的做法以如下假設(shè)為依據(jù)，即，實(shí)際系統(tǒng)在大約20到30Hz之間的低頻 范圍內(nèi)具有單慣量系統(tǒng)(Einmassensystem)的特性。但是，這些前提被切實(shí)滿足得越少，則 對(duì)總起動(dòng)系統(tǒng)的估算就越不準(zhǔn)確并且因此對(duì)其余系統(tǒng)參數(shù)的基于此的優(yōu)化就越不準(zhǔn)確， 對(duì)總起動(dòng)時(shí)間的估算被用于對(duì)其余系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化中。另一問(wèn)題在于，實(shí)際系統(tǒng)由于摩擦效應(yīng)在大約1到IOHz之間的非常低頻率的范圍 內(nèi)而不具有如在理論中設(shè)為前提那樣的純積分特性。由此，在諧振頻率為30Hz的數(shù)量級(jí)或 更小的、非常有彈性的系統(tǒng)的情況下，確定總起動(dòng)時(shí)間變得困難。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明基于如下任務(wù)，S卩，給出一種用于使具有能振動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)的電氣傳動(dòng) 系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器自動(dòng)啟動(dòng)和/或自動(dòng)運(yùn)行的、與此相關(guān)地改進(jìn)的方法。為了解決該任務(wù)而設(shè)置如下的方法，該方法具有以下步驟-確定至少一個(gè)參數(shù)的當(dāng)前值，_通過(guò)如下方式確定電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的模型，即，首先在使用至少一個(gè)參數(shù)的 當(dāng)前值的情況下通過(guò)在傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)記錄頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)(Frequenzgangsdaten) 來(lái)確定非參數(shù)模型，隨后，結(jié)合頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)并且在借助基于列文伯格-馬夸爾特 (Levenberg-Marquardt)算法的數(shù)值優(yōu)化法對(duì)至少一個(gè)參數(shù)的至少一個(gè)當(dāng)前值進(jìn)行優(yōu)化的 情況下來(lái)決定電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)，以及
-借助于所決定的參數(shù)中的至少一個(gè)參數(shù)對(duì)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的多個(gè)調(diào)節(jié)器或至少一 個(gè)調(diào)節(jié)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。因此，在對(duì)參數(shù)的當(dāng)前值進(jìn)行估算之后，依據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)器啟動(dòng)分成兩步，其 中，在第一步中，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行建模，而在第二步中，執(zhí)行接下來(lái)的調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)定。建模 或者系統(tǒng)識(shí)別在其那方面在依據(jù)本發(fā)明的方法中又分為兩階段或者分成兩步。在此，在第 一階段中確定呈頻率響應(yīng)(Frequenzgang)形式的非參數(shù)模型。在執(zhí)行頻率響應(yīng)測(cè)量之后， 在使用所測(cè)得的頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)的情況下，確定系統(tǒng)參數(shù)和模型參數(shù)。將列文伯格和馬夸爾 特(Levenberg und Marquardt)的數(shù)值優(yōu)化法用于參數(shù)確定。不同于迄今公知的方法，在依據(jù)本發(fā)明的方法中，在建模第二階段中的優(yōu)化也 運(yùn)用到參數(shù)值上，該參數(shù)值已經(jīng)例如結(jié)合事先存在的頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)或所測(cè)得的振幅響應(yīng) (Amplitudengang)，或者還有在計(jì)算的情況下當(dāng)前性地或以近似值來(lái)確定，尤其是已估算。 因此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，例如機(jī)械傳動(dòng)聯(lián)合體的總起動(dòng)時(shí)間或慣性矩自身得以優(yōu)化(所 述機(jī)械傳動(dòng)聯(lián)合體的總起動(dòng)時(shí)間或慣性矩在迄今的方程中得到估算或其先驗(yàn)認(rèn)識(shí)在某些 方程中也簡(jiǎn)單地被設(shè)為前提)，從而依據(jù)本發(fā)明的方法顯示出的優(yōu)點(diǎn)是，可以避免來(lái)自對(duì)相 應(yīng)數(shù)值單純估算而產(chǎn)生誤差或者不必掌握關(guān)于電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的(準(zhǔn)確的)先驗(yàn)認(rèn)識(shí)。因 此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，首先估算至少一個(gè)參數(shù)。利用該參數(shù)可以通過(guò)如下方式當(dāng)前性地或 “粗略”地對(duì)調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，即，可以使傳動(dòng)裝置運(yùn)行。然后，對(duì)頻率響應(yīng)進(jìn)行測(cè)量， 為此，傳動(dòng)裝置必須至少基本上是能運(yùn)轉(zhuǎn)的。在頻率響應(yīng)測(cè)量之后，進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化或參數(shù)匹 配，其中，優(yōu)選的是，描述系統(tǒng)的所有模型參數(shù)都基于所測(cè)得的頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)來(lái)確定。依據(jù) 本發(fā)明，這種優(yōu)化還包括開(kāi)頭當(dāng)前性地或“粗略”地被識(shí)別的參數(shù)。在結(jié)果中得到具有所有 被識(shí)別的系統(tǒng)參數(shù)的傳動(dòng)裝置模型。于是，該模型在啟動(dòng)的方面用于優(yōu)化的調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè) 定。因此，優(yōu)化法提供的結(jié)果不僅是其余的系統(tǒng)參數(shù)還有經(jīng)優(yōu)化的輸入?yún)?shù)，在例如 結(jié)合已存在的頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)或者結(jié)合理論上的想法或?qū)Ρ葦?shù)據(jù)的情況下，該輸入?yún)?shù)可能 已經(jīng)在第一次逼近中被決定，但是緊接著在執(zhí)行優(yōu)化算法的范圍內(nèi)，該輸入?yún)?shù)得以進(jìn)一 步優(yōu)化，從而在可能會(huì)對(duì)調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)定產(chǎn)生很大負(fù)面影響的誤差在估算時(shí)很大程度上得 以避免。利用本發(fā)明同樣可行的是，在對(duì)傳動(dòng)系進(jìn)行模型化時(shí)改進(jìn)準(zhǔn)確性和可靠性。關(guān)于 待模型化的或待設(shè)定參數(shù)的傳動(dòng)聯(lián)合體的先驗(yàn)認(rèn)識(shí)不再是必需的。伴隨著對(duì)傳動(dòng)系的改 進(jìn)的自動(dòng)模型化，也更好地成功實(shí)現(xiàn)接下來(lái)的自動(dòng)的調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)定。這在最終效果中引 起了調(diào)節(jié)特性的改進(jìn)，并且因此可以最終引起對(duì)相應(yīng)應(yīng)用性的改進(jìn)，這是因?yàn)樵趹?yīng)用性方 面出現(xiàn)的主要要求通常在于，實(shí)現(xiàn)所調(diào)節(jié)的系統(tǒng)的盡可能大的帶寬，其中，必須在調(diào)節(jié)進(jìn)程 的運(yùn)行中發(fā)生改變的參數(shù)方面關(guān)注足夠的魯棒性。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)的是，一方面顧及到在基本上很短的調(diào)節(jié)時(shí)間和很小的過(guò)調(diào)量 (tiberschwingbreite)的情況下對(duì)高動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的相反的要求，另一方面顧及到對(duì) 于未模型化的進(jìn)程特性和未經(jīng)精確識(shí)別的參數(shù)的魯棒性的要求。在該范圍內(nèi)，不允許通過(guò) 對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的不準(zhǔn)確的模型化而白白浪費(fèi)調(diào)節(jié)動(dòng)力(Regeldynamik)，這在本發(fā)明的范圍內(nèi) 應(yīng)加以關(guān)注。在此，本發(fā)明在出現(xiàn)波動(dòng)的過(guò)程參數(shù)的時(shí)候才顯得特別有幫助，從而必須植入魯棒的識(shí)別例行程序(Identifikationsroutine)，該識(shí)別例行程序也許可以同樣在設(shè)備連續(xù) 運(yùn)行期間得到應(yīng)用或者為了重新識(shí)別而被植入，并且因此在沒(méi)有關(guān)于調(diào)節(jié)進(jìn)程的先驗(yàn)認(rèn)識(shí) 的情況下一定行得通。因?yàn)樵谶B續(xù)運(yùn)行期間和相似情況下，不可行的是，事先就執(zhí)行起動(dòng)時(shí) 間試驗(yàn)或其他類似試驗(yàn)。為此給出的典型情況是，可以實(shí)現(xiàn)模型跟蹤調(diào)節(jié)。在這種調(diào)節(jié)策 略中，不斷地對(duì)調(diào)節(jié)進(jìn)程的算出的模型與實(shí)際系統(tǒng)之間進(jìn)行比較。在非常有彈性的系統(tǒng)的情況下由開(kāi)頭測(cè)定的頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)聯(lián)合體的總慣性矩 所進(jìn)行的必然有誤差的估算同樣可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)通過(guò)后續(xù)的優(yōu)化過(guò)程來(lái)修正。由此 取消補(bǔ)充性的附加試驗(yàn)的必要性，尤其是起動(dòng)時(shí)間試驗(yàn)的必要性。依據(jù)本發(fā)明，可以將雙慣量振動(dòng)器模型用作電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的模型和/或電氣傳動(dòng) 系統(tǒng)的模型能夠在沒(méi)有電氣傳動(dòng)系統(tǒng)先驗(yàn)認(rèn)識(shí)的情況下得以確定。在很多實(shí)際應(yīng)用情況 中有意義的是，將傳動(dòng)裝置的機(jī)械聯(lián)合體作為雙慣量振動(dòng)器進(jìn)行模型化。在依據(jù)本發(fā)明的 方法中，優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)該電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的在先認(rèn)識(shí)對(duì)于執(zhí)行該電氣傳動(dòng)系統(tǒng)不是必需的。因 此，特別有利地通過(guò)如下方式來(lái)執(zhí)行本方法，即，除了通過(guò)列文伯格_馬夸爾特算法進(jìn)一步 優(yōu)化的參數(shù)以外(針對(duì)該參數(shù)結(jié)合第一頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)或者其他第一估計(jì)來(lái)確定當(dāng)前估算 值，該估算值不是事先精確已知的)也不必已知系統(tǒng)的其他參數(shù)，從而最終從優(yōu)化法中得 出所有系統(tǒng)參數(shù)。因此，可以取消用于確定參數(shù)的附加的試驗(yàn)。尤其有意義的是，在本方法中估算，尤其是由小頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)來(lái)估 算電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的總起動(dòng)時(shí)間，作為參數(shù)的當(dāng)前值，并且將該總起動(dòng)時(shí)間用作基于列文伯 格-馬夸爾特算法的數(shù)值優(yōu)化法所用的初始值。總起動(dòng)時(shí)間是在迄今的方程中先驗(yàn)確定的值或根據(jù)確定的方法估算出的值，而估 計(jì)值自己不用再次進(jìn)行檢驗(yàn)。與此相反，在本發(fā)明中，由電機(jī)的起動(dòng)時(shí)間和負(fù)載的起動(dòng)時(shí)間 的總和組成的總起動(dòng)時(shí)間的當(dāng)前值自身作為待優(yōu)化的值被引入到優(yōu)化算法中并且在算法 的范圍內(nèi)被進(jìn)一步改進(jìn)，以便最后得到用于總起動(dòng)時(shí)間的最優(yōu)的、接近真實(shí)的值并且在進(jìn) 行可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)的過(guò)程特性產(chǎn)生深刻影響的確定過(guò)程時(shí)避免誤差。依據(jù)本發(fā)明，總起動(dòng)時(shí)間的當(dāng)前值可以借助子信號(hào)序列的測(cè)量值的數(shù)目與從1至 該測(cè)量值的數(shù)目的依賴于角頻率的通用傳遞函數(shù)的模的總和的商來(lái)估算，總起動(dòng)時(shí)間與該 商成比例。因此，對(duì)整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)聯(lián)合體的慣性矩的估算，該慣性矩乘以機(jī)械的額定角速度 ΩΝ并且除以額定轉(zhuǎn)矩Mn得到總起動(dòng)時(shí)間，相應(yīng)于在開(kāi)頭提到的SchUtte的博士論文中指 出的等式來(lái)進(jìn)行，其中，L是子信號(hào)序列測(cè)量值的數(shù)目而G_h(j ω》代表通用傳遞函數(shù)。雙慣量系統(tǒng)的通用傳遞函數(shù)定義為
G (^二 爭(zhēng))二 11Tl-Tc S2+d’Tc.s+l+ TL‘TC.TM 2 .s+1
TM十只°
9其中，《M(s)是電機(jī)角速度，而mM(s)表示驅(qū)動(dòng)力矩。s是復(fù)合參數(shù)，TM、IV、Tc和(1是待識(shí)別的系統(tǒng)參數(shù)。Tm表示電機(jī)的起動(dòng)時(shí)間，IY表示負(fù)載的起動(dòng)時(shí)間，T。是標(biāo)準(zhǔn)化的彈 簧常數(shù)，而d表示彈簧的標(biāo)準(zhǔn)化的材料阻尼。如果這時(shí)機(jī)械傳動(dòng)聯(lián)合體的系統(tǒng)總起動(dòng)時(shí)間，即Tges = TM+TL是先驗(yàn)已知的或者所屬的慣性矩Jges是已知的，那么基于Tges = Jges · Ων/Μν可以定義約化的傳遞函數(shù)，其中，ΩΝ是機(jī)械的額定角速度而仏是額定轉(zhuǎn)矩。于是， 該約化的傳遞函數(shù)產(chǎn)生為其中，ai、a2和a3是系數(shù)，這些系數(shù)可以組成參數(shù)矢量5。Tm在系數(shù) 中由關(guān)系式 T1 = Tges-TL 來(lái)代入。但所提到的代入過(guò)程的前提是，總起動(dòng)時(shí)間要么一開(kāi)始就已知，要么由單獨(dú)測(cè)量 如起動(dòng)時(shí)間試驗(yàn)來(lái)決定。由在很小的范圍內(nèi)測(cè)量的振幅響應(yīng)來(lái)對(duì)總起動(dòng)時(shí)間進(jìn)行所提及的估算從如下前 提出發(fā)，即，實(shí)際系統(tǒng)在直至大約30Hz的低頻范圍內(nèi)具有單慣量系統(tǒng)的特性。如果不滿足 該前提，那么對(duì)總起動(dòng)時(shí)間的估算越不準(zhǔn)確，與單慣量系統(tǒng)的偏差就越大。因此，也相應(yīng)不 準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)其余系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化，對(duì)總起動(dòng)時(shí)間的估算歸入該優(yōu)化。導(dǎo)致的問(wèn)題是，實(shí)際 系統(tǒng)通過(guò)摩擦效應(yīng)在直至大約IOHz的低頻范圍內(nèi)不具有純積分特性，像在理論中假定的 那樣。依據(jù)本發(fā)明，在基于列文伯格-馬夸爾特算法的數(shù)值優(yōu)化法的范圍內(nèi)可以作為參 數(shù)來(lái)確定的是由有彈性的雙慣量振動(dòng)器模型的約化傳遞函數(shù)的三個(gè)系數(shù)組成的參數(shù)矢量 和/或電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的總起動(dòng)時(shí)間。優(yōu)選在優(yōu)化時(shí)共同進(jìn)行三個(gè)參數(shù)ai、a2和a3以及總起動(dòng)時(shí)間Tges的確定。因此，一 方面對(duì)能組合成參數(shù)矢量5的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化并且另一方面隱含地進(jìn)行對(duì)總起動(dòng)時(shí)間 的進(jìn)一步優(yōu)化，先估算該總起動(dòng)時(shí)間或(通過(guò)估算或其他方式)當(dāng)前性地確定該總起動(dòng)時(shí) 間。通過(guò)對(duì)起動(dòng)時(shí)間或其他合適的參數(shù)進(jìn)行附加的進(jìn)一步優(yōu)化，預(yù)先規(guī)定該參數(shù)初始值時(shí) 存在的誤差，即例如在估算這種參數(shù)時(shí)出現(xiàn)的誤差，對(duì)進(jìn)一步的參數(shù)確定沒(méi)有不利的影響， 這是因?yàn)楫?dāng)前參數(shù)值與其余系統(tǒng)參數(shù)一起得以優(yōu)化。因此，最后能夠?qū)崿F(xiàn)明顯更好地確定 過(guò)程參數(shù)。為了確定由有彈性的雙慣量振動(dòng)器模型的約化傳遞函數(shù)的三個(gè)系數(shù)組成的參數(shù) 矢量及為了確定電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的總起動(dòng)時(shí)間，可以將基于列文伯格-馬夸爾特算法的數(shù)值 優(yōu)化法從約化傳遞函數(shù)擴(kuò)展到有彈性的雙慣量振動(dòng)器模型的通用函數(shù)。如所述的那樣，以針對(duì)迭代的列文伯格_馬夸爾特算法生成初始值的方式來(lái)估算 總起動(dòng)時(shí)間，但在優(yōu)化過(guò)程的范圍內(nèi)借助于列文伯格-馬夸爾特法來(lái)識(shí)別該總起動(dòng)時(shí)間， 以便因此為了對(duì)雙慣量振動(dòng)器進(jìn)行參數(shù)模型化而得到總的來(lái)說(shuō)更為魯棒的方法，該方法不 需要關(guān)于參數(shù)總起動(dòng)時(shí)間的先驗(yàn)認(rèn)識(shí)。在此，要注意的是，對(duì)總起動(dòng)時(shí)間的優(yōu)化不能以 與迄今對(duì)參數(shù)&1、a2和a3的優(yōu)化分開(kāi)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了這樣利用依據(jù)本發(fā)明改進(jìn)的調(diào)節(jié)器特性并因此利用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，需要將用于優(yōu)化法的數(shù)學(xué)等式從約化的傳遞函數(shù)Gnrs 擴(kuò)展到通用的傳遞函數(shù)G_h。約化的傳遞函數(shù)的下標(biāo)“nrs”在此代表“非剛性系統(tǒng)(non rigidsystem) ”，即代表對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)的能振動(dòng)的部分的表達(dá)。在基于列文伯格_馬夸爾特算法的數(shù)值優(yōu)化算法的范圍內(nèi)，可以對(duì)誤差函數(shù)進(jìn)行 評(píng)估，該誤差函數(shù)基于在記錄頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)的范圍內(nèi)測(cè)得的頻率響應(yīng)與在模型確定的范 圍內(nèi)獲得的、依賴于有彈性的雙慣量振動(dòng)器模型的約化傳遞函數(shù)的三個(gè)系數(shù)及電氣傳動(dòng)系 統(tǒng)的總起動(dòng)時(shí)間的模型函數(shù)的差。因此，適當(dāng)?shù)貙⒔?jīng)修改的海斯矩陣(Hessmatrix)和梯度矢量擴(kuò)展到四維關(guān)系式， 該經(jīng)修改的海斯矩陣含有誤差函數(shù)對(duì)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的所決定的參數(shù)的導(dǎo)數(shù)，這些所決定的 參數(shù)呈約化傳遞函數(shù)的三個(gè)系數(shù)和電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的總起動(dòng)時(shí)間的形式，該經(jīng)修改的海斯矩 陣和該梯度矢量被用于計(jì)算列文伯格-馬夸爾特算法的相應(yīng)迭代步驟的修正矢量。相應(yīng)迭 代步驟的修正矢量在此由求逆的經(jīng)修改的海斯矩陣與梯度矢量相乘而得出。因此，待評(píng)估的誤差函數(shù)是
權(quán)利要求
用于使具有能振動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器自動(dòng)啟動(dòng)和/或自動(dòng)運(yùn)行的方法，所述方法具有以下步驟 確定至少一個(gè)參數(shù)的當(dāng)前值， 通過(guò)如下方式確定所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的模型，即，首先在使用所述至少一個(gè)參數(shù)的當(dāng)前值的情況下，通過(guò)在所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)記錄頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)來(lái)確定非參數(shù)模型，隨后根據(jù)所述頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)并且在借助基于列文伯格 馬夸爾特算法的數(shù)值優(yōu)化法對(duì)至少一個(gè)參數(shù)的至少一個(gè)當(dāng)前值進(jìn)行優(yōu)化的情況下來(lái)決定所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)，以及 借助于所決定的參數(shù)中的至少一個(gè)參數(shù)對(duì)所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的多個(gè)所述調(diào)節(jié)器或至少一個(gè)調(diào)節(jié)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將雙慣量振動(dòng)器模型用作所述電氣傳動(dòng) 系統(tǒng)的模型和/或所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的所述模型以無(wú)需對(duì)所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的先驗(yàn)認(rèn)識(shí) 的方式來(lái)確定。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，估算，尤其是由小頻率范圍內(nèi)的頻 率響應(yīng)數(shù)據(jù)來(lái)估算所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的總起動(dòng)時(shí)間，作為參數(shù)的當(dāng)前值，并且將所述總起 動(dòng)時(shí)間用作所述基于所述列文伯格_馬夸爾特算法的數(shù)值優(yōu)化法的初始值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述總起動(dòng)時(shí)間的當(dāng)前值根據(jù)子信號(hào)序 列的測(cè)量值的數(shù)目與從1至該測(cè)量值的數(shù)目的依賴于角頻率的通用傳遞函數(shù)的模的總和 的商來(lái)估算，所述總起動(dòng)時(shí)間與所述商成比例。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述基于所述列文伯格-馬夸 爾特算法的數(shù)值優(yōu)化法的范圍內(nèi)作為參數(shù)來(lái)確定的是由有彈性的雙慣量振動(dòng)器模型的約 化傳遞函數(shù)的三個(gè)系數(shù)組成的參數(shù)矢量和/或所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的總起動(dòng)時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，為了確定由有彈性的雙慣量振動(dòng)器模型 的所述約化傳遞函數(shù)的所述三個(gè)系數(shù)組成的所述參數(shù)矢量及為了確定所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng) 的所述總起動(dòng)時(shí)間，將所述基于所述列文伯格_馬夸爾特算法的數(shù)值優(yōu)化法從所述約化傳 遞函數(shù)擴(kuò)展到所述有彈性的雙慣量振動(dòng)器模型的通用函數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述基于所述列文伯格-馬夸爾特算法 的數(shù)值優(yōu)化法的范圍內(nèi)，對(duì)誤差函數(shù)進(jìn)行評(píng)估，所述誤差函數(shù)基于在記錄頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)的 范圍內(nèi)測(cè)得的頻率響應(yīng)與在確定模型的范圍內(nèi)獲得的、依賴于有彈性的雙慣量振動(dòng)器模型 的所述約化傳遞函數(shù)的所述三個(gè)系數(shù)及所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的所述總起動(dòng)時(shí)間的模型函數(shù) 的差。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，將經(jīng)修改的海斯矩陣和梯度矢量擴(kuò)展到 四維關(guān)系式，所述經(jīng)修改的海斯矩陣含有所述誤差函數(shù)對(duì)所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的所述所決定 的參數(shù)的導(dǎo)數(shù)，所述所決定的參數(shù)呈所述約化傳遞函數(shù)的所述三個(gè)系數(shù)和所述電氣傳動(dòng)系 統(tǒng)的所述總起動(dòng)時(shí)間的形式，所述經(jīng)修改的海斯矩陣和所述梯度矢量用于計(jì)算所述列文伯 格_馬夸爾特算法的相應(yīng)迭代步驟的修正矢量。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，將所述通用傳遞函數(shù)與復(fù)合參數(shù) 及所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的所述總起動(dòng)時(shí)間的乘積用作為約化傳遞函數(shù)和/或在求電機(jī)角速 度與驅(qū)動(dòng)力矩的商的方法的范圍內(nèi)用作為通用傳遞函數(shù)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述方法的范圍內(nèi)，使用依賴于電機(jī)的起動(dòng)時(shí)間、負(fù)載的起動(dòng)時(shí)間、所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化彈簧常數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化彈簧 阻尼的傳遞函數(shù)，和/或?qū)⒂扇缦滤鋈齻€(gè)系數(shù)組成的參數(shù)矢量用作為參數(shù)a)所述電機(jī) 的起動(dòng)時(shí)間及所述負(fù)載的起動(dòng)時(shí)間與所述標(biāo)準(zhǔn)化彈簧常數(shù)的乘積除以所述電機(jī)的起動(dòng)時(shí) 間與所述負(fù)載的起動(dòng)時(shí)間的總和，b)所述標(biāo)準(zhǔn)化彈簧阻尼和所述標(biāo)準(zhǔn)化彈簧常數(shù)的乘積， 以及c)所述負(fù)載的起動(dòng)時(shí)間和所述標(biāo)準(zhǔn)化彈簧常數(shù)的乘積。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行 期間，根據(jù)所述頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)并且在借助基于所述列文伯格_馬夸爾特算法的數(shù)值優(yōu)化法 對(duì)至少一個(gè)參數(shù)的至少一個(gè)當(dāng)前值進(jìn)行優(yōu)化的情況下，執(zhí)行對(duì)所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)的決 定，尤其是通過(guò)如下方式，即，對(duì)所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的所有參數(shù)進(jìn)行決定和/或優(yōu)化，包括 所述至少一個(gè)當(dāng)前的、優(yōu)選在開(kāi)頭被估算的參數(shù)值在內(nèi)。
12.用于尤其是依據(jù)根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法使具有能振動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)的電氣 傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器自動(dòng)啟動(dòng)和/或自動(dòng)運(yùn)行的裝置，所述裝置具有如下機(jī)構(gòu)，所述機(jī)構(gòu)被 構(gòu)成用于確定至少一個(gè)參數(shù)的當(dāng)前值，用于通過(guò)如下方式確定所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的模型，即，首先在使用所述至少一個(gè)參數(shù) 的當(dāng)前值的情況下通過(guò)在所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)記錄頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)來(lái)確定非參數(shù)模型， 并且用于隨后根據(jù)所述頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)并且在借助基于所述列文伯格_馬夸爾特算法的數(shù) 值優(yōu)化法對(duì)至少一個(gè)參數(shù)的至少一個(gè)當(dāng)前值進(jìn)行優(yōu)化的情況下，對(duì)所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的參 數(shù)進(jìn)行決定，并且用于借助所決定的參數(shù)中的至少一個(gè)參數(shù)對(duì)所述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的多個(gè)所述調(diào)節(jié)器或 至少一個(gè)調(diào)節(jié)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。
13.具有能振動(dòng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)，帶有依據(jù)權(quán)利要求12的、用于使調(diào)節(jié)器 自動(dòng)啟動(dòng)和/或自動(dòng)運(yùn)行的裝置和/或構(gòu)造成帶有用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所 述方法的機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及使電氣傳動(dòng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器自動(dòng)啟動(dòng)和/或運(yùn)行的方法及裝置，該電氣傳動(dòng)系統(tǒng)具有能振動(dòng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)，該方法具有以下步驟確定至少一個(gè)參數(shù)的當(dāng)前值，通過(guò)如下方式確定電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的模型，即，首先在使用至少一個(gè)參數(shù)的當(dāng)前值的情況下通過(guò)在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)記錄頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)來(lái)確定非參數(shù)模型，隨后結(jié)合頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)并且在借助基于列文伯格-馬夸爾特算法的數(shù)值優(yōu)化法對(duì)至少一個(gè)參數(shù)的至少一個(gè)當(dāng)前值進(jìn)行優(yōu)化的情況下來(lái)決定電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)，以及借助于所決定的參數(shù)中的至少一個(gè)參數(shù)對(duì)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的多個(gè)調(diào)節(jié)器或至少一個(gè)調(diào)節(jié)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。
文檔編號(hào)G05B13/04GK101943889SQ20101022359
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者塞巴斯蒂安·維爾沃克 申請(qǐng)人:包米勒公司