[go: up one dir, main page]

DE102007026300B4 - Control system and adjustment method therefor - Google Patents

Control system and adjustment method therefor Download PDF

Info

Publication number
DE102007026300B4
DE102007026300B4 DE200710026300 DE102007026300A DE102007026300B4 DE 102007026300 B4 DE102007026300 B4 DE 102007026300B4 DE 200710026300 DE200710026300 DE 200710026300 DE 102007026300 A DE102007026300 A DE 102007026300A DE 102007026300 B4 DE102007026300 B4 DE 102007026300B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
control system
adjustment
transfer function
result
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE200710026300
Other languages
German (de)
Other versions
DE102007026300A1 (en
Inventor
C. S. Yongkang Tsai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delta Electronics Inc
Original Assignee
Delta Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Delta Electronics Inc filed Critical Delta Electronics Inc
Priority to DE200710026300 priority Critical patent/DE102007026300B4/en
Publication of DE102007026300A1 publication Critical patent/DE102007026300A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102007026300B4 publication Critical patent/DE102007026300B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

Steuersystem zum Steuern eines Ausgangssignals (Y), welches durch ein gesteuertes Objekt (31) erzeugt wird, wobei das Steuersystem eine Bandbreite besitzt und durch ein erstes mathematisches Modell repräsentiert ist, welches eine erste Transfer- bzw. Übertragungsfunktion besitzt, wobei das Steuersystem charakterisiert ist, indem es aufweist:
eine Master-Steuereinheit (32), welche durch ein zweites mathematisches Modell repräsentiert ist, welche eine zweite Transferfunktion besitzt, welche so aufgebaut ist, dass sie eine offene Regelkreis-Bandbreite des Steuersystems veranlasst, dass sie sich einer Zielbandbreite nähert und ein erstes Betriebssignal (U1) erzeugt;
eine erste Einstelleinheit (33), welche durch ein drittes mathematisches Modell repräsentiert wird, welche eine dritte Transferfunktion besitzt und so aufgebaut ist, dass sie das erste Betriebssignal (U1) empfängt und ein erstes Einstellsignal (Q1) erzeugt, wobei das erste Einstellsignal (Q1), das Ausgangssignal (Y) und das erste Betriebssignal (U1) berechnet werden, um ein zweites Betriebssignal (U2) zu erzeugen, und das Ausgangssignal (Y) sich dem ersten Einstellsignal...A control system for controlling an output signal (Y) generated by a controlled object (31), the control system having a bandwidth and being represented by a first mathematical model having a first transfer function, the control system being characterized by having:
a master controller (32) represented by a second mathematical model having a second transfer function configured to cause an open loop bandwidth of the control system to approach a target bandwidth and a first operating signal (32); U 1 ) generated;
a first adjustment unit (33) represented by a third mathematical model having a third transfer function and configured to receive the first operation signal (U 1 ) and generate a first adjustment signal (Q 1 ), the first adjustment signal (Q 1 ), the output signal (Y) and the first operating signal (U 1 ) are calculated to produce a second operating signal (U 2 ), and the output signal (Y) conforms to the first setting signal.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem und ein Einstellverfahren hierfür, und spezieller ausgedrückt bezieht sie sich auf ein robustes Steuersystem.The The present invention relates to a control system and a setting method therefor, and more specifically It refers to a robust tax system.

Steuersysteme werden mehr und mehr für die Förderung der Entwicklung der modernen Zivilisation und Technologie wichtig. Beispielsweise sind elektrische Haushaltsgeräte, Automobile und Nachtstühle im Badezimmer alle miteinander Steuersysteme, welche immer populärer in der industriellen Anwendung sind.control systems become more and more for the advancement important for the development of modern civilization and technology. For example, household electrical appliances, automobiles and night chairs are in the bathroom all together control systems, which are becoming increasingly popular in the industrial application.

Für die Anwendung von Servo-Mechanismen wird zunächst ein mathematisches Modell entsprechend dem physikalischen Verhalten des Systems aufgestellt, wobei das Verhalten des Systems in bequemer Weise vorhergesagt wird und durch das Anwenden der Steuerfunktion in dem mathematischen Modell gesteuert wird.For the application of servo mechanisms will be first a mathematical model according to the physical behavior of the system, the behavior of the system in more convenient Way is predicted and by applying the control function is controlled in the mathematical model.

Das herkömmliche Proportional-Integral-Differential-(PID-)Steuerglied beinhaltet den Proportionalterm, den Integralterm und den Differentialterm, wobei der proportionale Gesichtspunkt benutzt wird, um den Ausgang des Steuergeräts entsprechend dem Ausmaß der Ungenauigkeit einzustellen bzw. abzustimmen, der integrale Term benutzt wird, um die Ungenauigkeit im stationären Zustand abzuwenden und der differentiale Term für das Vorhersagen des Ungenauigkeitstrends verantwortlich ist. Das PID-Steuerglied wird wegen seiner einfachen Struktur noch in breitem Maße benutzt.The conventional Proportional integral differential (PID) control includes the proportional term, the integral term and the differential term, where the proportional Is used to match the output of the controller according to the Extent of To adjust inaccuracy, the integral term is used to avert the inaccuracy in the stationary state and the differential term for predicting the uncertainty trend. The PID controller is widely used because of its simple structure.

Nimmt man einen Motor als ein Beispiel an. Ein gesteuerter Grundkörper in einem herkömmlichen Steuersystem ist ein Motor, und dessen mathematisches Modell wird basierend auf dem physikalischen Verhalten des Betriebs des Motors aufgestellt. Die Transfer- bzw. Übertragungsfunktion des mathematischen Modells ist Kt/((Jm + Jd)s + B), wobei Jm die Massenträgheit des Motors ist, Jd die Massenträgheit der Last ist, B ein Dämpfungskoeffizient ist und Kt ein Verhältniswert ist.Assuming a motor as an example. A controlled body in a conventional control system is a motor, and its mathematical model is established based on the physical behavior of the operation of the engine. The transfer function of the mathematical model is K t / ((J m + J d ) s + B), where J m is the inertia of the motor, J d is the inertia of the load, B is an attenuation coefficient, and K t is a ratio.

Der gesteuerte Grundkörper empfängt ein Treibersignal und erzeugt entsprechend ein Ausgangssignal, welches in diesem Beispiel eine Rotationsgeschwindigkeit ist. Der Motor ist während des Betriebs einer Störung von außen ausgesetzt, wobei die Störung von elektromagnetischen Effekten oder von Maschinen herrühren kann. Ein drittes Addierglied ist angeordnet, um die Störung bezüglich des herkömmlichen Steuersystems in Betracht zu ziehen, nämlich das dritte Addierglied berücksichtigt die Summe eines dritten Betriebssignals von einem Master-Steuergerät auf der Vorderseite und eines Störsignals, um ein Treibersignal herzustellen, um den Motor zu treiben.Of the controlled basic body receives a drive signal and generates accordingly an output signal which in this example is a rotation speed. The motor is during the operation of a fault from the outside exposed, the disorder from electromagnetic effects or from machines. A third adder is arranged to eliminate the interference with the conventional one Be considered control system, namely the third adder considered the sum of a third operating signal from a master controller on the Front and an interference signal, to generate a drive signal to drive the motor.

Um dies vollständiger zu beschreiben, durchläuft das dritte Betriebssignal eine hochfrequente elektrische Stromschaltung und vereinigt sich mit dem Störsignal, während das dritte Betriebssignal ein äquivalenter elektrischer Läuferstrom ist und das störende Signal eine störende Drehkraft ist.Around this more completely to describe, goes through the third operating signal is a high-frequency electrical power circuit and unites with the interfering signal, while the third operating signal an equivalent electric rotor current is and the disturbing Signal a disturbing Torque is.

Das Master-Steuerglied ist eine Art eines proportionalen integralen Steuerglieds. Die Transferfunktion des Master-Steuergeräts ist KP + KI·1/s, welches eine Proportionalfunktion KP und eine Integralfunktion KI·1/s beinhaltet. Die Proportionalfunktion KP als Proportionalkoeffizient dient zum Erhöhen der Verstärkungsbandbreite eines offenen Regelkreises des herkömmlichen Steuersystems, um so das herkömmliche Steuersystem in die Lage zu versetzen, schnell zu antworten. KI ist ein Integralkoeffizient, welcher benutzt wird, den folgenden Fehler des stabilen Zustands in dem herkömmlichen Steuersystem zu reduzieren.The master controller is a kind of proportional integral controller. The transfer function of the master controller is K P + K I * 1 / s, which includes a proportional function K P and an integral function K I * 1 / s. The proportional function K P as the proportional coefficient serves to increase the open loop gain bandwidth of the conventional control system so as to enable the conventional control system to respond quickly. K I is an integral coefficient which is used to reduce the following steady state error in the conventional control system.

Da die Antwortgeschwindigkeit mit der breiteren Zielbandbreite des herkömmlichen Steuersystems schneller wird, wird der Proportionalkoeffizient KP als 2πBw(Jm + Jd)/Kt eingestellt, um allgemein sicherzustellen, dass die Verstärkungsbandbreite des offenen Regelkreises mit der Zielbandbreite versorgt wird.Since the response speed becomes faster with the broader target range of the conventional control system, the proportional coefficient K P as 2πB w (J m + J d) / K t is set to generally ensure that the gain bandwidth of the open loop is supplied with the target bandwidth.

Das Master-Steuerglied empfängt ein Fehlersignal, und dann wird das Fehlersignal durch die Proportionalfunktion KP verarbeitet, um ein erstes Betriebssignal herzustellen, und wird durch die Integralfunktion KI·1/s verarbeitet, um ein zweites Betriebssignal zu erzeugen. Das erste Betriebssignal und das zweite Betriebssignal werden durch ein zweites Addierglied summiert, um ein drittes Betriebssignal auszugeben.The master controller receives an error signal and then the error signal is processed by the proportional function K P to produce a first operating signal and is processed by the integral function K I * 1 / s to produce a second operating signal. The first operating signal and the second operating signal are summed by a second adder to output a third operating signal.

Das herkömmliche Steuersystem ist eine Art eines geschlossenen Regelkreis-Steuersystems und ist mit einem ersten Addierglied ausgestattet. Das erste Addierglied subtrahiert das Ausgangssignal des gesteuerten Grundkörpers von dem Eingangssignal PR, welches einen Befehl der definierten Werte enthält, um ein Fehlersignal für das Master-Steuerglied herzustellen. Der Zweck des gesamten herkömmlichen geschlossenen Regelkreis-Steuersystems besteht darin, die Amplitude des Ausgangssignals so weit als möglich identisch zu dem Eingangssignal zu halten, um so den Einfluss des störenden Signals zu reduzieren.The conventional Control system is a type of closed-loop control system and is equipped with a first adder. The first adder subtracts the output of the controlled body from the input signal PR containing a command of the defined values Error signal for to produce the master controller. The purpose of the entire conventional Closed loop control system is the amplitude the output signal as far as possible identical to the input signal so as to reduce the influence of the interfering signal.

Basierend auf einem Antwortschritt des herkömmlichen Steuersystems wird das Eingangssignal als ein Stufenfunktionsbefehl eingestellt und durch das Master-Steuerglied verarbeitet, um das dritte Signal herzustellen, welches für den gesteuerten Grundkörper vorgesehen wird. Wenn das herkömmliche Steuersystem nach der schnelleren Antwort und einem Minimalfehler fragt, wird ein größeres Überschwingen in dem Ausgangssignal des gesteuerten Grundkörpers vorhanden sein.Based on a response step of the conventional control system, the input signal is set as a step function command and processed by the master controller to obtain the third Si gnal, which is provided for the controlled body. If the conventional control system asks for the faster response and a minimum error, there will be a larger overshoot in the output of the controlled body.

Zusätzlich, da die Antwort der meisten Industrieprozesse sehr langsam ist, würde es auf die Schwierigkeit treffen, wenn es den Proportionalkoeffizient, den Integralkoeffizient und einen Differentialkoeffizient einer Differentialfunktion annimmt, um die Antwort auf das Ausgangssignal von dem Steuersystem einzustellen.In addition, since the answer of most industrial processes is very slow, it would be up meet the difficulty, if the proportional coefficient, the integral coefficient and a differential coefficient of a Differential function assumes the response to the output signal from the control system.

Ein Benutzer muss wahrscheinlich mehrere Minuten oder sogar mehrere Stunden warten, um die Antworten zu beobachten, welche durch das Einstellen erzeugt werden, und damit wird dieses Einstellen des Steuergliedes nach dem Probierverfahren eine lästige und zeitraubende Aufgabe. Manchmal ist man sogar nicht n der Lage, dies so einzustellen, dass man den Anforderungen des Systems genügt.One User probably needs several minutes or even several Wait hours to observe the answers given by the Setting will be generated, and thus this setting of the Control member after the tasting an annoying and time-consuming task. Sometimes you are not even able to adjust this so that you can meets the requirements of the system.

In der DE 10 2005 042 650 A1 werden eine Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren für eine Drehzahlregelung einer Brennkraftmaschine beschrieben. Die Regeleinrichtung umfasst zwei Regelglieder, welche parallel zueinander schaltbar sind, wenn die Differenz eines bereitgestellten Soll-Signals und eines ebenfalls bereitgestellten Ist-Signals kleiner als ein vorgegebener Off-Set ist. Über das Parallelschalten der beiden Regelglieder der Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine soll die zeitliche Varianz des Einschwingvorgangs bei Sturzgas verringert werden.In the DE 10 2005 042 650 A1 For example, a control device for an internal combustion engine and a method for a speed control of an internal combustion engine will be described. The control device comprises two control elements, which are switchable in parallel to each other when the difference of a provided desired signal and an also provided actual signal is smaller than a predetermined off-set. About the parallel connection of the two control elements of the control device for an internal combustion engine, the time variance of the transient response to fall gas is to be reduced.

Die DE 10 2004 010 317 A1 beschreibt eine Stromregelvorrichtung für ein Servosystem, welche über einen Modellreferenzwertregler und einen Stromregler verfügt. Der Modellreferenzwertregler erzeugt aus einem Strom-Referenzsollsignal des Ser vosystems ein Geschwindigkeits-Sollsignal, wobei durch ein Vergleichen des Geschwindigkeits-Sollsignals mit einem Geschwindigkeits-Istsignal des Servosystems ein Strom-Sollsignal erzeugbar ist. Anschließend erzeugt der Stromregler aus dem Strom-Sollsignal, den Strom-Referenzsollsignal und einem Strom-Istsignal ein Regelungssignal zum Ansteuern des Servosystems. Des Weiteren beschreibt die DE 10 2004 010 371 A1 ein entsprechendes Verfahren, zum Steuern einer Stromschleife in einem Servosystem.The DE 10 2004 010 317 A1 describes a current control device for a servo system which has a model reference value controller and a current regulator. The model reference value controller generates a speed setpoint signal from a current reference setpoint signal of the servo system, wherein a setpoint current signal can be generated by comparing the speed setpoint signal with a speed actual signal of the servo system. Subsequently, the current controller generates from the desired current signal, the current reference reference signal and an actual current signal, a control signal for driving the servo system. Furthermore, the describes DE 10 2004 010 371 A1 a corresponding method for controlling a current loop in a servo system.

Die DD 244 837 A1 betrifft ein Positioniersystem zur Grob-Fein-Regelung mikrorechnergeregelter Manipulatoren. Das Positioniersystem umfasst einen Mikrorechner, welcher eine Drehzahl-Sollwertkurve in Abhängigkeit von einer primärseitigen Istposition vorgibt, die der Verringerung der theoretisch optimalen Phasenkurve um den approximierten Verlauf eines nichtlinear verstärken Endlagensensorsignals entspricht, und diese ausgangsseitig einer Mischstelle zuführt, die der kontinuierlichen Überlagerung der Drehzahl-Sollwertkurve mit dem nichtlinear verstärkten Signal eines lastseitig angeordneten Endlagensensors dient.The DD 244 837 A1 relates to a positioning system for coarse fine control of microcomputer-controlled manipulators. The positioning system comprises a microcomputer which predefines a speed setpoint curve as a function of a primary-side actual position, which corresponds to the reduction of the theoretically optimal phase curve by the approximated curve of a non-linearly amplified end position sensor signal, and supplies this on the output side to a mixing point which ensures the continuous superimposition of the rotational speed. Setpoint curve with the non-linearly amplified signal of a load side arranged end position sensor is used.

Die EP 0 797 133 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zur Torsionsoptimierung eines drehzahlgeregelten Antriebs mit drehelastischer Mechanik bei drehzahlunabhängiger Belastung, wobei ein PI-Regler als Drehzahlregler und eine zusätzliche Drehzahlsollwertglättung verwendet werden. In Abhängigkeit eines Hochlauftests und einer vorbestimmten Zeitkonstante des Antriebmotors werden eine mechanische Zeitkonstante des Antriebssystems und eine Torsionseigenfrequenz ermittelt, mit denen die Regelverstärkung und die Nachstellzeit des PI-Reglers und die Verzögerungszeit der zusätzlichen Drehzahlsollwertglättung berechnet und eingestellt werden.The EP 0 797 133 A1 refers to a method for torsion optimization of a variable speed drive with torsionally elastic mechanics under no-load conditions, using a PI controller as speed controller and additional speed setpoint smoothing. Depending on a run-up test and a predetermined time constant of the drive motor, a mechanical time constant of the drive system and a torsion natural frequency are determined, with which the control gain and the reset time of the PI controller and the delay time of the additional speed reference smoothing calculated and set.

Des Weiteren beschreibt die DE 693 24 097 T2 ein Gerät zur Prozess-Steuerung mit einer Subtrahierereinrichtung zum Erhalten einer Abweichung zwischen einem Prozesswert eines gesteuerten Objekts und einem Sollwert, einer Regeleinrichtung für arithmetische Operationen zum Berechnen eines manipulativen Wertes, indem die Abweichung zumindest arithmetischen Operationen einer Proportional-Integral-Regelung unterzogen wird und gleich Null wird, und eine Einrichtung zum Addieren des manipulativen Wertes und einer Störung und Liefern einer Summe des manipulativen Wertes und der Störung an das Objekt. Zusätzlich ist zwischen der Subtrahierereinrichtung und dem Objekt an die Rückkopplungsleitung für den Prozesswert eine Filtereinrichtung zum Anwenden einer einer Integralzeit der arithmetischen Operation einer Proportional-Integral-Regelung proportionalen Vor/Nacheilzeit auf den Prozesswert angeschlossen.Furthermore, the describes DE 693 24 097 T2 a process control apparatus having a subtracter for obtaining a deviation between a process value of a controlled object and a target value, arithmetic operation control means for calculating a manipulative value by subjecting the deviation to at least arithmetic operations of proportional-integral control, and the like Becomes zero, and means for adding the manipulative value and disturbing and providing a sum of the manipulative value and the disturbance to the object. In addition, between the subtracter and the object to the feedback line for the process value, a filter device for applying a forward / lag time proportional to an integral time of the arithmetic operation of a proportional-plus-integral control is connected to the process value.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Steuersystem und ein Einstellverfahren eines Steuersystems bereitzustellen, welche eine gute Systemrobustheit und schnelle Antworten gewährleisten.The The object of the present invention is a control system and to provide an adjustment method of a control system which ensure good system robustness and fast responses.

Die Erfindung schafft ein Steuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Steuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 6 und ein Einstellverfahren eines Steuersystems zum Einstellen eines Ausgangssignals mit den Merkmalen des Anspruchs 14.The The invention provides a control system having the features of the claim 1, a control system with the features of claim 6 and a setting method a control system for adjusting an output signal with the Features of claim 14.

Mittels der erfindungsgemäßen Steuersysteme und dem entsprechenden Einstellverfahren eines Steuersystems zum Einstellen eines Ausgangssignals ist es möglich, die Robustheit und die schnelle Antwort des Steuer systems zu erhalten, und das Überschwingen des Ausgangssignals des gesteuerten Grundkörpers wird herabgesetzt und erreicht nahezu null.By means of the control systems according to the invention and the corresponding setting method of a control system for setting an output signal, it is possible to obtain the robustness and the fast response of the control system, and Overshoot of the output of the controlled body is reduced and reaches almost zero.

Entsprechend einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuersystem geliefert, um ein Ausgangssignal, welches durch ein gesteuertes Objekt hergestellt ist, zu steuern, wobei das Steuersystem eine Bandbreite besitzt und durch ein erstes mathematisches Modell repräsentiert ist, welches eine erste Transferfunktion besitzt, wobei das Steuersystem aufweist: eine Master-Steuereinheit, eine erste Einstelleinheit (33) und eine zweite Einstelleinheit; wobei die Master-Steuereinheit, welche durch ein zweites mathematisches Modell repräsentiert ist, eine zweite Transferfunktion besitzt, welche so aufgebaut ist, dass sie eine Bandbreite eines offenen Regelkreises des Steuersystems auf eine Zielbandbreite annähert und ein erstes Betriebssignal erzeugt, wobei die erste Einstelleinheit, welche durch ein drittes mathematisches Modell repräsentiert ist, eine dritte Transferfunktion besitzt und so aufgebaut ist, dass sie das erste Betriebssignal empfängt und ein erstes Einstellsignal erzeugt, wobei das erste Einstellsignal, das Ausgangssignal und das erste Betriebssignal berechnet werden, um ein zweites Betriebssignal zu erzeugen, und das Ausgangssignal sich dem ersten Einstellsignal nähert, so dass ein Störsignal, welchem das gesteuerte Objekt ausgesetzt ist, ausgeglichen wird; und die zweite Einstelleinheit, welche durch ein viertes mathematisches Modell repräsentiert ist, eine vierte Transferfunktion besitzt und so aufgebaut ist, dass sie ein Eingangssignal empfängt, um ein zweites Einstellsignal zu erzeugen, wobei das zweite Einstellsignal, das Ausgangssignal und das Eingangssignal berechnet werden, um ein drittes Betriebssignal zu erzeugen, welches für die Master-Steuereinheit geliefert wird, und die erste Transferfunktion des Steuersystems veranlasst, sich der vierten Transferfunktion der zweiten Einstelleinheit zu nähern.According to another aspect of the present invention, there is provided a control system for controlling an output signal produced by a controlled object, the control system having a bandwidth and being represented by a first mathematical model having a first transfer function Control system comprising: a master control unit, a first setting unit ( 33 ) and a second adjustment unit; wherein the master control unit, represented by a second mathematical model, has a second transfer function configured to approximate an open loop bandwidth of the control system to a target bandwidth and generate a first operation signal, the first adjustment unit is represented by a third mathematical model, has a third transfer function, and is configured to receive the first operating signal and generate a first adjusting signal, the first adjusting signal, the output signal, and the first operating signal being calculated to produce a second operating signal; and the output signal approaches the first adjustment signal, so that an interference signal to which the controlled object is exposed is compensated; and the second adjustment unit represented by a fourth mathematical model has a fourth transfer function and is configured to receive an input signal to generate a second adjustment signal, wherein the second adjustment signal, the output signal, and the input signal are calculated to generate a third operating signal, which is supplied to the master control unit, and causes the first transfer function of the control system to approach the fourth transfer function of the second setting unit.

Vorzugsweise weist die Master-Steuereinheit einproportionales integrales (PI-)Steuerglied auf.Preferably For example, the master controller has a proportional integral (PI) controller on.

Vorzugsweise weist das Steuersystem ferner auf: ein erstes Addierglied, ein Regelkreis-Stabilisierglied, einen ersten Verstärker und ein zweites Addierglied; wobei das erste Addierglied so aufgebaut ist, um ein erstes Ergebnissignal durch Subtrahieren des Ausgangssignals von dem zweiten Einstellsignal zu erzeugen; wobei das Regelkreis-Stabilisierglied das erste Ergebnissignal empfängt, um ein zweites Ergebnissignal zu erzeugen und welches durch ein viertes mathematisches Modell dargestellt ist, welches eine integrale Funktion besitzt, um das Steuersystem zu veranlassen, einen Zustand des Fehlers des eingeschwungenen Zustands von null zu erhalten; wobei der erste Verstärker das zweite Ergebnissignal empfängt und ein drittes Ergebnissignal durch Verstärken des zweiten Ergebnissignals um ein erstes Vielfaches erzeugt, wobei das erste Vielfache so eingestellt ist, dass die erste Transferfunktion des Steuersystems sich der vierten Transferfunktion der zweiten Einstelleinheit nähert, und das zweite Addierglied so aufgebaut ist, dass es das dritte Betriebssignal durch Aufsummieren des Eingangssignals und des dritten Ergebnissignals und das Wegnehmen des Ausgangssignals erzeugt.Preferably the control system further comprises: a first adder, a loop stabilizer, a first amplifier and a second adder; wherein the first adder is so constructed is to produce a first result signal by subtracting the output signal to generate from the second adjustment signal; wherein the control loop stabilizer receives the first result signal, to generate a second result signal and which by a fourth mathematical model is shown, which is an integral function has a state of failure of the system to cause the control system to obtain a steady state of zero; the first one amplifier the second result signal is received and a third result signal by amplifying the second result signal generated by a first multiple, wherein the first multiple set so is that the first transfer function of the control system is the fourth transfer function of the second setting unit approaches, and the second adder is constructed to be the third operating signal by summing up the input signal and the third result signal and removing the output signal.

Vorzugsweise ist das gesteuerte Objekt ein Motor.Preferably the controlled object is an engine.

Vorzugsweise, wenn das gesteuerte Objekt ein Motor ist, besitzt das gesteuerte Objekt ein physikalisches Verhalten, welches durch die erste Transferfunktion Kt/((Jm + Jd)s + B) dargestellt wird, wobei Jm eine Massenträgheit des Motors ist, Jd eine Massenträgheit einer Last ist, B ein Dämpfungskoeffizient ist und Kt ein Verhältnis ist; die zweite Transferfunktion der Master-gesteuerten Einheit 2πBwJΣ/Kt ist, wobei Bw die Zielbandbreite und JΣ ein geschätzter Massenträgheitswert von (Jm + Jd) ist; die dritte Transferfunktion der ersten Einstelleinheit Kt/(JΣs) ist; und die vierte Transferfunktion der zweiten Einstelleinheit Kt(JΣs) ist.Preferably, when the controlled object is a motor, the controlled object has a physical behavior represented by the first transfer function K t / ((J m + J d ) s + B), where J m is an inertia of the motor, J d is a mass inertia of a load, B is a damping coefficient, and K t is a ratio; the second transfer function of the master-controlled unit is 2πB w J Σ / K t , where B w is the target bandwidth and J Σ is an estimated inertia value of (J m + J d ); the third transfer function of the first setting unit is K t / (J Σ s); and the fourth transfer function of the second setting unit is K t (J Σ s).

Entsprechend einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuersystem geliefert, welches ein Ausgangssignal steuert, welches durch ein gesteuertes Objekt hergestellt ist, wobei das Steuersystem eine Bandbreite besitzt und durch ein erstes mathematisches Modell repräsentiert ist, welches eine erste Transferfunktion besitzt, wobei das Steuersystem eine Master-Steuereinheit und eine erste Steuereinheit aufweist; wobei die Master-Steuereinheit, welche durch ein zweites mathematisches Modell repräsentiert ist, eine zweite Transferfunktion besitzt, welche aufgebaut ist, um eine Bandbreite eines offenen Regelkreises des Steuersystems einer Zielbandbreite annähern zu lassen, und ein erstes Betriebssignal erzeugt; und die erste Einstelleinheit, welche durch ein drittes mathematisches Modell repräsentiert ist, welches eine dritte Transferfunktion besitzt, und aufgebaut ist, um das erste Betriebssignal zu empfangen und ein erstes Einstellsignal zu erzeugen, wobei das erste Einstellsignal, das Ausgangssignal und das erste Betriebssignal berechnet werden, um ein zweites Betriebssignal zu erzeugen, und das Ausgangssignal sich dem ersten Einstellsignal nähert, so dass ein Störsignal, welches dem gesteuerten Objekt unterworfen ist, ausgeglichen wird.Corresponding Another aspect of the present invention is a Control system supplied, which controls an output signal, which is made by a controlled object, the control system has a bandwidth and through a first mathematical model represents which has a first transfer function, wherein the control system a master control unit and a first control unit; wherein the master control unit, which by a second mathematical Model represents is, has a second transfer function, which is constructed a bandwidth of an open loop of the control system approach a target bandwidth to let, and generates a first operating signal; and the first adjustment unit, which represents by a third mathematical model is, which has a third transfer function, and built is to receive the first operating signal and a first setting signal to generate, wherein the first setting signal, the output signal and the first operating signal is calculated to be a second operating signal to generate, and the output signal to the first setting signal approaches, so that a jamming signal, which subject to the controlled object is compensated.

Vorzugsweise besitzt das gesteuerte Objekt ein physikalisches Verhalten, und die Master-Steuereinheit ist so entsprechend dem physikalischen Verhalten des gesteuerten Objekts gestaltet.Preferably the controlled object has a physical behavior, and the master control unit is so according to the physical Behavior of the controlled object designed.

Vorzugsweise weist die Master-Steuereinheit ein Proportional-Integral-(PI-)Steuerglied auf.Preferably, the master controller has is a proportional integral (PI) control element.

Vorzugsweise besitzt das gesteuerte Objekt ein Antwortverhalten, und die erste Einstelleinheit ist entsprechend dem Antwortverhalten des gesteuerten Objektes gestaltet.Preferably the controlled object has a response, and the first Setting unit is according to the response of the controlled object designed.

Vorzugsweise weist das Steuersystem entsprechend Anspruch 6 ferner ein erstes Addierglied und einen ersten Verstärker auf; wobei das erste Addierglied so gestaltet ist, dass es ein Ergebnissignal durch Subtrahieren des Ausgangssignals von dem ersten Einstellsignal erzeugt; der erste Verstärker ist so aufgebaut, dass er das erste Ergebnissignal empfängt und ein zweites Ergebnissignal durch Verstärken des ersten Ergebnissignals um ein erstes Vielfaches erzeugt, wobei das erste Vielfache so eingestellt ist, dass sich das Ausgangssignal dem ersten Einstellsignal nähert.Preferably the control system according to claim 6 further comprises a first Adder and a first amplifier; wherein the first adder is designed to subtract a result signal the output signal generated by the first setting signal; the first amplifier is constructed so that it receives the first result signal and a second result signal by amplifying the first result signal generated by a first multiple, wherein the first multiple set so is that the output signal approaches the first setting signal.

Vorzugsweise weist das entsprechende Steuersystem ferner ein zweites Addierglied auf, welches so aufgebaut ist, dass es das zweite Betriebssignal und das Störsignal aufsummiert und das gesteuerte Objekt mit einem Summationsergebnis des zweiten Betriebssignals und des Störsignals beliefert.Preferably the corresponding control system further comprises a second adder which is constructed to be the second operating signal and the interfering signal summed up and the controlled object with a summation result the second operating signal and the interference signal supplies.

Vorzugsweise weist das Steuersystem ferner eine zweite Einstelleinheit auf, welche durch ein viertes mathematisches Modell repräsentiert ist, welches eine vierte Transferfunktion besitzt und so aufgebaut ist, dass es ein Eingangssignal empfängt und dadurch ein zweites Einstellsignal erzeugt, wobei das zweite Einstellsignal, das Ausgangssignal und das Eingangssignal so berechnet werden, dass sie ein drittes Betriebssignal erzeugen, welches an die Master-Steuereinheit geliefert wird, so dass die erste Transferfunktion des Steuersystems sich der vierten Transferfunktion der zweiten Einstelleinheit nähert.Preferably the control system further comprises a second adjustment unit, which is represented by a fourth mathematical model, which is a possesses fourth transfer function and is constructed so that there is a Input signal is received and thereby generates a second adjustment signal, wherein the second Setting signal, the output signal and the input signal so calculated be that they generate a third operating signal which the master control unit is delivered so that the first transfer function of the control system, the fourth transfer function of the second Setting unit is approaching.

Vorzugsweise weist das Steuersystem ferner auf: ein drittes Addierglied, ein Regelkreis-Stabilisierglied, einen zweiten Verstärker und ein viertes Addierglied; wobei das dritte Addierglied so aufgebaut ist, dass es ein drittes Ergebnissignal durch Subtrahieren des Ausgangssignals von dem zweiten Einstellsignal erzeugt; das Regelkreis-Stabilisierglied so aufgebaut ist, dass es das dritte Ergebnissignal empfängt und dadurch ein viertes Ergebnissignal erzeugt, wobei das Regelkreis-Stabilisierglied, welches durch ein viertes mathematisches Modell repräsentiert ist, eine Integralfunktion besitzt, um das Steuersystem zu veranlassen, einen Status eines Fehlers des eingeschwungenen Zustands von null zu erhalten; wobei der zweite Verstärker so aufgebaut ist, dass er das vierte Ergebnissignal empfängt und ein fünftes Ergebnissignal durch Verstärken des vierten Ergebnissignals um ein zweites Vielfaches erzeugt, wobei das zweite Vielfache so eingestellt ist, dass die erste Transferfunktion des Steuersystems sich der vierten Transferfunktion der zweiten Einstelleinheit nähert; und das vierte Addierglied so aufgebaut ist, dass es das dritte Betriebssignal durch Aufsummieren des Eingangssignals und des fünften Ergebnissignals und durch Wegnehmen des Ausgangssignals erzeugt.Preferably the control system further comprises: a third adder A control loop stabilizer, a second amplifier and a fourth adder; wherein the third adder is constructed to be a third one Result signal by subtracting the output signal from the second Setting signal generated; the loop stabilizer so constructed is that it receives the third result signal and thereby a fourth Result signal generated, wherein the control loop stabilizer, which is represented by a fourth mathematical model, an integral function owns a status to cause the control system Getting the steady state error from zero; in which the second amplifier is constructed so that it receives the fourth result signal and a fifth result signal by amplifying of the fourth result signal generated by a second multiple, the second multiple is set so that the first transfer function of the control system, the fourth transfer function of the second Adjusting unit approaches; and the fourth adder is constructed to be the third operating signal by summing the input signal and the fifth result signal and by Removing the output signal generated.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Einstellverfahren eines Steuersystems zum Einstellen eines Ausgangssignals geliefert, welches durch ein gesteuertes Objekt erzeugt ist, wobei das Steuersystem eine Bandbreite besitzt und durch ein erstes mathematisches Modell repräsentiert ist, welches eine erste Transferfunktion besitzt, wobei das Verfahren aufweist:

  • (a) Erstellen einer Zielbandbreite für das Steuersystem;
  • (b) Gestalten einer Steuerfunktion basierend auf der Zielbandbreite und dadurch Veranlassen, dass sich eine Offene-Regelkreis-Bandbreite des Steuersystems der Zielbandbreite nähert und ein erstes Betriebssignal erzeugt;
  • (c) Erzeugen eines ersten Einstellsignals, basierend auf dem ersten Betriebssignal; und
  • (d) Berechnen des ersten Einstellsignals, des Ausgangssignals und des ersten Betriebssignals, um ein zweites Betriebssignal zu erzeugen und dadurch das Ausgangssignal zu veranlassen, sich dem ersten Einstellsignal zu nähern, indem das zweite Betriebssignal zurück zu dem gesteuerten Objekt geführt wird, welches das Ausgangssignal erzeugt.
According to another aspect of the present invention, there is provided a setting method of a control system for adjusting an output signal generated by a controlled object, the control system having a bandwidth and being represented by a first mathematical model having a first transfer function having:
  • (a) create a target bandwidth for the control system;
  • (b) designing a control function based on the target bandwidth and causing an open loop bandwidth of the control system to approach the target bandwidth and generate a first operating signal;
  • (c) generating a first adjustment signal based on the first operation signal; and
  • (d) calculating the first adjustment signal, the output signal and the first operation signal to generate a second operation signal and thereby cause the output signal to approach the first adjustment signal by feeding the second operation signal back to the controlled object which outputs the output signal generated.

Vorzugsweise weist der Schritt (c) des Einstellverfahrens ferner die folgenden Schritte auf:

  • (c1) Gestalten einer ersten Einstellfunktion entsprechend einem Antwortverhalten des gesteuerten Objekts; und
  • (c2) Verarbeiten des ersten Betriebssignals durch die erste Einstellfunktion zum Erzeugen des ersten Einstellsignals.
Preferably, the step (c) of the adjustment method further comprises the following steps:
  • (c1) designing a first setting function according to a response of the controlled object; and
  • (c2) processing the first operation signal by the first adjustment function to generate the first adjustment signal.

Vorzugsweise weist der Schritt (d) des Einstellverfahrens ferner die folgenden Schritte auf:

  • (d1) Erzeugen eines Ergebnissignals durch Subtrahieren des Ausgangssignals von dem ersten Einstellsignal;
  • (d2) Erzeugen eines zweiten Ergebnissignals durch Verstärken des ersten Ergebnissignals durch ein erstes Vielfaches;
  • (d3) Erzeugen des zweiten Betriebssignals durch Aufsummieren des zweiten Ergebnissignals und des ersten Betriebssignals; und
  • (d4) Einstellen des Wertes des ersten Vielfachen, so dass sich das Ausgangssignal dem ersten Einstellsignal nähert.
Preferably, the step (d) of the adjustment method further comprises the following steps:
  • (d1) generating a result signal by subtracting the output signal from the first setting signal;
  • (d2) generating a second result signal by amplifying the first result signal by a first multiple;
  • (d3) generating the second operating signal by summing the second result signal and the first operating signal; and
  • (d4) setting the value of the first multiple so that the output signal approaches the first setting signal.

Vorzugsweise weist das Einstellverfahren ferner die folgenden Schritte auf:

  • (e) Liefern eines Eingangssignals für eine zweite Einstellfunktion, um ein zweites Einstellsignal zu erzeugen; und
  • (f) Berechnen des zweiten Einstellsignals, des Ausgangssignals und des Eingangssignals, um ein drittes Betriebssignal zu erzeugen, und Veranlassen der ersten Transferfunktion des Steuersystems, sich der zweiten Einstellfunktion zu nähern.
Preferably, the adjustment method and the following steps:
  • (e) providing an input signal for a second adjustment function to generate a second adjustment signal; and
  • (f) calculating the second adjustment signal, the output signal and the input signal to produce a third operation signal, and causing the first transfer function of the control system to approach the second adjustment function.

Vorzugsweise weist der Schritt (f) des Einstellverfahrens ferner die folgenden Schritte auf:

  • (f1) Erzeugen eines dritten Ergebnissignals durch Subtrahieren des Ausgangssignals von dem zweiten Einstellsignal;
  • (f2) Empfangen des dritten Ergebnissignals und Verarbeiten des dritten Ergebnissignals durch eine Integralberechnung, um so ein viertes Ergebnissignal zu erzeugen;
  • (f3) Erzeugen eines fünften Ergebnissignals durch Verstärken des vierten Ergebnissignals um ein zweites Vielfaches;
  • (f4) Erzeugen des dritten Betriebssignals durch Aufsummieren des fünften Ergebnissignals und des Eingangssignals und Wegnehmen des Ausgangssignals; und
  • (f5) Einstellen des Wertes des zweiten Vielfachen, so dass sich die erste Transferfunktion des Steuersystems der zweiten Einstellfunktion nähert.
Preferably, the step (f) of the adjustment method further comprises the following steps:
  • (f1) generating a third result signal by subtracting the output signal from the second adjustment signal;
  • (f2) receiving the third result signal and processing the third result signal by an integral calculation so as to generate a fourth result signal;
  • (f3) generating a fifth result signal by amplifying the fourth result signal by a second multiple;
  • (f4) generating the third operation signal by summing the fifth result signal and the input signal and removing the output signal; and
  • (f5) setting the value of the second multiple so that the first transfer function of the control system approaches the second adjustment function.

Die obigen Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden schließlich mehr für Fachleute offensichtlich, nach dem Durchsehen der nachfolgenden detaillierten Beschreibungen und der beigefügten Zeichnungen, in welchen:The The above objects and advantages of the invention will eventually become more for professionals Obviously, after reviewing the following detailed Descriptions and the accompanying drawings, in which:

1 ein schematisches Blockschaltbild ist, welches das Steuersystem der vorliegenden Erfindung zeigt; 1 Fig. 10 is a schematic block diagram showing the control system of the present invention;

2 ein schematisches Blockschaltbild ist, welches einen Motor als den gesteuerten Grundkörper des Steuersystems entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt; 2 Fig. 10 is a schematic block diagram showing a motor as the controlled body of the control system according to the present invention;

3 ein Diagramm ist, welches die Antwort des ersten Schrittes des Steuersystems zeigt, welches in 2 gezeigt wird; 3 is a diagram showing the response of the first step of the control system, which in 2 will be shown;

4 ein Diagramm ist, welches die zweite Stufenantwort des Steuersystems zeigt, welches in 2 gezeigt wird; 4 FIG. 12 is a diagram showing the second stage response of the control system incorporated in FIG 2 will be shown;

5 ein Diagramm ist, welches die dritte Stufenantwort des Steuersystems zeigt, welches in 2 gezeigt wird; 5 FIG. 13 is a diagram showing the third stage response of the control system incorporated in FIG 2 will be shown;

6 ein Diagramm ist, welches die vierte Stufenantwort des Steuersystems zeigt, welches in 2 gezeigt wird; und 6 FIG. 12 is a diagram showing the fourth stage response of the control system incorporated in FIG 2 will be shown; and

7 ein Diagramm ist, welches die fünfte Stufenantwort auf das Steuersystem zeigt, welches in 2 gezeigt wird. 7 is a diagram showing the fifth step response to the control system which is in 2 will be shown.

Die vorliegende Erfindung wird nun spezifischer mit Bezug auf die folgenden Ausführungsformen beschrieben. Es ist zu bemerken, dass die folgenden Beschreibungen der bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung hier nur dem Zwecke der Darstellung und Beschreibung dienen. Es ist nicht beabsichtigt, dass dies erschöpfend ist oder dass dies auf die hier veröffentlichte präzise Form begrenzt ist.The The present invention will now be more specifically described with reference to the following embodiments described. It should be noted that the following descriptions of the preferred embodiments of this invention for the purpose of illustration and description only serve. It is not intended to be exhaustive or that this is published on the here precise Form is limited.

Um das Steuersystem und das Verfahren für das Einstellen bzw. Abstimmen des Systems davon in der vorliegenden Erfindung zu beschreiben, werden die vielfach bevorzugten Ausführungsformen wie folgt aufgeführt. Es ist festzustellen, dass die folgenden Beschreibungen der bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung hier nur zum Zwecke der Erläuterung und Beschreibung gegeben werden. Es ist nicht beabsichtigt, dass dies erschöpfend ist oder auf die hier veröffentlichte präzise Form begrenzt ist.Around the control system and method for tuning of the system thereof in the present invention, For example, the most preferred embodiments are listed as follows. It It should be noted that the following descriptions of the preferred embodiments This invention is given here for the purpose of illustration and description become. It is not intended to be exhaustive or on the here published precise Form is limited.

Man beziehe sich bitte auf 1, welche ein Blockschaltbild ist, welches die erste Ausführungsform für das Steuersystem entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 1 gezeigt wird, ist ein Steuersystem 30 so aufgebaut, dass es ein Ausgangssignal Y steuert, welches durch einen gesteuerten Grundkörper 31 erzeugt ist und welches eine Master-Steuereinheit 32, eine erste Einstelleinheit 33 und eine zweite Einstelleinheit 34 beinhaltet. Die Master-Steuereinheit 32 ist der Kern des Steuersystems 30. Die Master-Steuereinheit 32 ist basierend auf dem physikalischen Verhalten des gesteuerten Grundkörpers 31 gestaltet, während das Steuersystem 30 in einem Status eines offenen Regelkreises arbeitet und die erste Einstelleinheit 33 und die zweite Einstelleinheit 34 nicht den Betrieb des Steuersystems 30 mit aufnehmen. Entsprechend nähert sich die Bandbreite des offenen Regelkreises des Steuersystems 30 einer Zielbandbreite Bw, und es wird ein erstes Betriebssignal U1 erzeugt.Please refer to 1 which is a block diagram showing the first embodiment of the control system according to the present invention. As in 1 is shown is a control system 30 designed so that it controls an output signal Y, which by a controlled body 31 is generated and which is a master control unit 32 , a first adjustment unit 33 and a second adjustment unit 34 includes. The master control unit 32 is the core of the tax system 30 , The master control unit 32 is based on the physical behavior of the controlled body 31 designed while the tax system 30 operates in an open loop status and the first setting unit 33 and the second adjustment unit 34 not the operation of the tax system 30 with record. Accordingly, the open loop bandwidth of the control system is approaching 30 a target bandwidth B w , and a first operating signal U 1 is generated.

In der vorher aufgeführten Vorgehensweise wird ein erstes Vielfaches h eines ersten Verstärkers 332 in der Schaltung, welche die erste Einstelleinheit 33 durchläuft, auf null gesetzt, so dass die erste Einstelleinheit 33 an dem Steuersystem 30 nicht teilnimmt, und ein zweites Vielfaches m eines zweiten Verstärkers 344 in der Schaltung, welches die zweite Einstelleinheit 34 durchläuft, wird auf null gesetzt, so dass die zweite Einstelleinheit 34 an dem Steuersystem 30 nicht teilnimmt. Das Master-Steuersystem 32 beinhaltet gewöhnlicherweise ein Proportional-Integral-(PI-)Steuerglied.In the above procedure, a first multiple h of a first amplifier is used 332 in the circuit, which is the first adjustment unit 33 goes through, set to zero, leaving the first setting unit 33 on the tax system 30 does not participate, and a second multiple m of a second amplifier 344 in the circuit, which is the second adjustment unit 34 goes through, is set to zero, so that the second adjustment unit 34 on the tax system 30 does not participate. The master control system 32 usually includes a proportional-integral (PI) controller.

Der gesteuerte Grundkörper würde einer Störung von unspezifizierten Faktoren ausgesetzt, wobei die Größe der Störung ein Störsignal W ist, welches in dem Steuerbereich des Steuersystems 30 durch Benutzen eines dritten Addierglieds 311 beinhaltet ist. Die Robustheit des Steuersystems 30 würde durch das Störsignal W beeinflusst, und demnach kann das Steu ersystem 30 nicht stabil arbeiten. Demzufolge wird die erste Einstelleinheit 33 in das Steuersystem 30 aufgenommen, so dass dadurch das Steuersystem 30 in der Lage ist, schnell zu antworten, um das Störsignal W, dem der gesteuerte Grundkörper ausgesetzt ist, auszugleichen, und dadurch wird die Robustheit des Steuersystems 30 erhöht.The controlled body would one The disturbance is subject to unspecified factors, the magnitude of the disturbance being a disturbance signal W present in the control area of the control system 30 by using a third adder 311 is included. The robustness of the control system 30 would be affected by the noise signal W, and thus the STEU ersystem 30 do not work stably. As a result, the first setting unit becomes 33 in the tax system 30 absorbed, so that by the tax system 30 is able to respond quickly to compensate for the interfering signal W to which the controlled body is exposed, and thereby increases the robustness of the control system 30 elevated.

Die erste Einstelleinheit 33 ist auf dem Antwortverhalten des gesteuerten Grundkörpers 31 gestaltet, d. h. die Transferfunktion der ersten Einstelleinheit 33 ist durch Simulieren der des gesteuerten Grundkörpers 31 gestaltet. Die erste Einstelleinheit 33 empfängt ein erstes Betriebssignal U1 und erzeugt entsprechend ein erstes Einstellsignal Q1, wobei das erste Einstellsignal Q1, das erste Ausgangssignal Y und das erste Betriebssignal U1 berechnet werden, um ein zweites Betriebssignal U2 zu erzeugen. Das dritte Addierglied 311 summiert das zweite Betriebssignal U2 und das Störsignal W auf, um ein Treibersignal V zu erzeugen, um den gesteuerten Grundkörper 31 zu treiben und ein Ausgangssignal Y zu erzeugen. Aufgrund der Rückkopplungsbeeinträchtigung wird das Ausgangssignal Y gegenüber dem ersten Einstellsignal Q1 gesperrt, dadurch wird das Störsignal W, dem der gesteuerte Grundkörper 31 ausgesetzt ist, ausgeglichen. Die erste Einstelleinheit 33 ist geeignet, um der Störung bei niedrigerer Frequenz zu widerstehen.The first adjustment unit 33 is on the response of the controlled body 31 designed, ie the transfer function of the first adjustment 33 is by simulating the controlled body 31 designed. The first adjustment unit 33 receives a first operating signal U 1 and correspondingly generates a first adjusting signal Q 1 , wherein the first adjusting signal Q 1 , the first output signal Y and the first operating signal U 1 are calculated to produce a second operating signal U 2 . The third adder 311 sums the second operating signal U 2 and the noise signal W to generate a drive signal V to the controlled body 31 to drive and generate an output signal Y. Due to the feedback impairment, the output signal Y is disabled from the first adjustment signal Q1, thereby the noise signal W, which is the controlled basic body 31 is exposed, balanced. The first adjustment unit 33 is suitable to withstand the disturbance at lower frequency.

Das Verfahren des Berechnens des ersten Einstellsignals Q1, des Ausgangssignals Y und des ersten Betriebssignals U1, um das zweite Einstellsignal Q2 zu erzeugen, wird wie folgt erläutert. Das Steuersystem 30 beinhaltet ferner ein erstes Addierglied 331, einen ersten Verstärker 332 und ein zweites Addierglied 333. Das erste Addierglied 331 erzeugt ein Ergebnissignal durch Abziehen des Ausgangssignal Y von dem ersten Einstellsignal Q1. Der erste Verstärker empfängt das erste Ergebnissignal und erzeugt ein zweites Ergebnissignal durch Ver stärken des ersten Ergebnissignals um das erste Vielfache h, wobei das erste Vielfache so eingestellt wird, dass sich das Ausgangssignal dem ersten Einstellsignal nähert. Dann summiert das zweite Addierglied 333 das erste Betriebssignal U1 und das zweite Ergebnissignal T2 auf, um das zweite Betriebssignal U2 zu erzeugen.The method of calculating the first adjusting signal Q 1 , the output signal Y and the first operating signal U 1 to produce the second adjusting signal Q 2 will be explained as follows. The tax system 30 further includes a first adder 331 , a first amplifier 332 and a second adder 333 , The first adder 331 generates a result signal by subtracting the output signal Y from the first adjustment signal Q 1 . The first amplifier receives the first result signal and generates a second result signal by amplifying the first result signal by the first multiple h, the first multiple being adjusted so that the output signal approaches the first adjustment signal. Then the second adder sums 333 the first operating signal U 1 and the second result signal T 2 to generate the second operating signal U 2 .

Die zweite Einstelleinheit 34 wird mit aufgenommen, um die Antwortgeschwindigkeit des Steuersystems 30 zu beschleunigen, wobei ferner der Fehler und das Überschwingen des gesteuerten Grundkörper-Ausgangssignals Y reduziert werden und wobei die Stabilität des Steuersystems 30 erhöht wird. Die zweite Einstelleinheit 34 empfängt ein Eingangssignal R, um ein zweites Einstellsignal Q2 zu erzeugen, wobei das zweite Einstellsignal Q2, das Ausgangssignal Y und das Eingangssignal R berechnet werden, um ein drittes Betriebssignal U3 zu erzeugen, welches für die Master-Steuereinheit 32 geliefert wird. Die erste Transferfunktion des Steuersystems 30 wird sich entsprechend der zweiten Transferfunktion der zweiten Einstelleinheit 34 nähern.The second adjustment unit 34 is added to the response speed of the control system 30 Furthermore, the error and the overshoot of the controlled body output Y are reduced and the stability of the control system 30 is increased. The second adjustment unit 34 receives an input signal R to generate a second adjustment signal Q 2 , the second adjustment signal Q 2 , the output signal Y and the input signal R being calculated to produce a third operation signal U 3 indicative of the master control unit 32 is delivered. The first transfer function of the control system 30 becomes according to the second transfer function of the second setting unit 34 approach.

Das Verfahren des Berechnens des zweiten Einstellsignals Q2, des Ausgangssignals Y und des Eingangssignals R, um das dritte Betriebssignal U3 zu erzeugen, wird wie folgt erläutert.The method of calculating the second adjusting signal Q 2 , the output signal Y and the input signal R to produce the third operating signal U 3 will be explained as follows.

Das Steuersystem 30 beinhaltet ferner ein viertes Addierglied 342, ein Regelkreis-Stabilisierglied 343, einen zweiten Verstärker und ein fünftes Addierglied 341. Das vierte Addierglied ist so aufgebaut, dass es ein drittes Ergebnissignal T3 durch Subtrahieren des Ausgangssignals Y von dem zweiten Einstellsignal Q2 erzeugt. Das Regelkreis-Stabilisierglied 343 empfängt das dritte Ergebnissignal T3, um ein viertes Ergebnissignal T4 zu erzeugen.The tax system 30 also includes a fourth adder 342 , a loop stabilizer 343 , a second amplifier and a fifth adder 341 , The fourth adder is constructed to generate a third result signal T 3 by subtracting the output signal Y from the second adjustment signal Q 2 . The control loop stabilizer 343 receives the third result signal T 3 to generate a fourth result signal T 4 .

Das Regelkreis-Stabilisierglied 343 besitzt ferner eine Integralfunktion F, um das Steuersystem 30 zu veranlassen, einen Status eines Fehlers des eingeschwungenen Zustandes von null zu erreichen. Der zweite Verstärker 344 empfängt das vierte Ergebnissignal T4 und erzeugt ein fünftes Ergebnissignal T5, indem er das vierte Ergebnissignal T4 durch ein zweites Vielfaches m verstärkt, wobei das zweite Vielfache m so eingestellt ist, dass sich die Transferfunktion des Steuersystems 30 der Transferfunktion der zweiten Einstelleinheit 34 nähert. Das fünfte Addierglied 341 ist so aufgebaut, dass es das dritte Betriebssignal U3 durch Aufsummieren des Eingangssignals R und des fünften Ergebnissignals T5 und durch Wegnehmen des Ausgangssignals Y erzeugt.The control loop stabilizer 343 also has an integral function F to the control system 30 to cause it to reach a status of a steady state error of zero. The second amplifier 344 receives the fourth result signal T 4 and generates a fifth result signal T 5 by amplifying the fourth result signal T 4 by a second multiple m, the second multiple m being set so that the transfer function of the control system 30 the transfer function of the second adjustment unit 34 approaches. The fifth adder 341 is configured to generate the third operation signal U 3 by summing up the input signal R and the fifth result signal T 5 and removing the output signal Y.

Eine zweite Ausführungsform wird ferner basierend auf der 1 geliefert. Wie in 1 gezeigt wird, ist ein Steuersystem 30 so aufgebaut, dass es ein Ausgangssignal Y steuert, welches durch einen gesteuerten Grundkörper 31 erzeugt ist, und beinhaltet eine Master-Steuereinheit 32 und eine erste Einstelleinheit 33. Die Master-Steuereinheit 32 ist der Kern des Steuersystems 30. Die Master-Steuereinheit 32 ist basierend auf einer Zielbandbreite Bw des Steuersystems 30 gestaltet, während das Steuersystem 30 in einem Offenen-Regelkreis-Zustand arbeitet und die erste Einstelleinheit 33 nicht an dem Betrieb des Steuersystems 30 teilnimmt. Die Offene-Regelkreis-Bandbreite des Steuersystems 30 nähert sich entsprechend einer Zielbandbreite Bw, und ein erstes Betriebssignal U1 wird erzeugt.A second embodiment is further based on the 1 delivered. As in 1 is shown is a control system 30 designed so that it controls an output signal Y, which by a controlled body 31 is generated, and includes a master control unit 32 and a first adjustment unit 33 , The master control unit 32 is the core of the tax system 30 , The master control unit 32 is based on a target bandwidth B w of the control system 30 designed while the tax system 30 operates in an open-loop state and the first adjustment unit 33 not on the operation of the tax system 30 participates. The open-loop bandwidth of the control system 30 approaches a target bandwidth B w , and a first operating signal U 1 is generated.

In dem vorher aufgeführten Verfahren wird ein erstes Vielfaches h des ersten Verstärkers 332, welches in der Schaltung der ersten Einstelleinheit 33 durchläuft, auf null gesetzt, um das Steuersystem 30 zum Laufen zu bringen, ohne dass die erste Einstelleinheit 33 teilnimmt. Die Master-Steuereinheit 32 beinhaltet gewöhnlich ein Proportional-Integral-(PI- )Steuerglied. Die Master-Steuereinheit 32 ist basierend auf dem physikalischen Verhalten des gesteuerten Grundkörpers 31 so gestaltet, dass sich die Bandbreite des offenen Regelkreises des Steuersystems leicht einer Zielbandbreite nähert. Außerdem beinhaltet das Steuersystem 30 ein fünftes Addierglied 341, welches so aufgebaut ist, dass es das dritte Betriebssignal U3 erzeugt, welches für die Master-Steuereinheit 32 geliefert wird, indem das Ausgangssignal Y von dem Eingangssignal R weggenommen wird.In the previously mentioned method, a first multiple h of the first amplifier is used 332 . which in the circuit of the first setting unit 33 goes through, set to zero, to the control system 30 to get started without the first adjustment unit 33 participates. The master control unit 32 usually includes a proportional-integral (PI) controller. The master control unit 32 is based on the physical behavior of the controlled body 31 designed so that the open loop bandwidth of the control system easily approaches a target bandwidth. In addition, the tax system includes 30 a fifth adder 341 , which is constructed so that it generates the third operating signal U 3 , which is for the master control unit 32 is supplied by the output signal Y is removed from the input signal R.

Die erste Einstelleinheit 33 empfängt das erste Betriebssignal U1 und erzeugt entsprechend ein erstes Einstellsignal Q1, wobei das erste Einstellsignal Q1, das Ausgangssignal Y und das erste Betriebssignal U1 berechnet werden, um ein zweites Betriebssignal U2 zu erzeugen. Das dritte Addierglied 311 summiert das zweite Betriebssignal U2 und das Störsignal W auf, um ein Treibersignal V zu erzeugen, um den gesteuerten Grundkörper 31 zu treiben und ein Ausgangssignal Y zu erzeugen. Aufgrund von Rückkopplungsbeeinflussung wird das Ausgangssignal Y gegenüber dem ersten Einstellsignal Q1 gesperrt, wodurch das Störsignal W, welchem der gesteuerte Grundkörper 31 ausgesetzt ist, ausgeglichen wird. Die erste Einstelleinheit 33 wird gewöhnlich basierend auf dem Antwortverhalten des gesteuerten Grundkörpers 31 gestaltet, d. h. die Transferfunktion der ersten Einstelleinheit 33 wird durch Simulieren der des gesteuerten Grundkörpers 31 gestaltet. Die erste Einstelleinheit 33 ist geeignet, um der Störung bei niedrigeren Frequenzen zu widerstehen.The first adjustment unit 33 receives the first operating signal U 1 and correspondingly generates a first adjusting signal Q 1 , wherein the first adjusting signal Q 1 , the output signal Y and the first operating signal U 1 are calculated to produce a second operating signal U 2 . The third adder 311 sums the second operating signal U 2 and the noise signal W to generate a drive signal V to the controlled body 31 to drive and generate an output signal Y. Due to feedback interference, the output signal Y is locked relative to the first adjustment signal Q 1 , whereby the interference signal W, which is the controlled basic body 31 is balanced. The first adjustment unit 33 is usually based on the response of the controlled body 31 designed, ie the transfer function of the first adjustment 33 is done by simulating the controlled body 31 designed. The first adjustment unit 33 is suitable to withstand the disturbance at lower frequencies.

Das Verfahren des Berechnens des ersten Einstellsignals Q1, des Ausgangssignals Y und des ersten Betriebssignals U1, um das zweite Einstellsignal Q2 zu erzeugen, ist identisch zu dem der ersten Ausführungsform.The method of calculating the first adjusting signal Q 1 , the output signal Y and the first operating signal U 1 to produce the second adjusting signal Q 2 is identical to that of the first embodiment.

Das Steuersystem 30 in der zweiten Ausführungsform beinhaltet ferner eine zweite Einstelleinheit 34. Die zweite Einstelleinheit 34 ist so aufgebaut, dass sie ein Eingangssignal R empfängt, um ein zweites Einstellsignal Q2 zu erzeugen, wobei das zweite Einstellsignal Q2, das Ausgangssignal Y und das Eingangssignal R berechnet werden, um ein drittes Betriebssignal U3 zu erzeugen, welches für die Master-Steuereinheit 32 geliefert wird und welches die erste Transferfunktion des Steuersystems 30 dazu bringt, sich der zweiten Transferfunktion der zweiten Einstelleinheit 34 zu nähern.The tax system 30 in the second embodiment further includes a second adjustment unit 34 , The second adjustment unit 34 is configured to receive an input signal R to generate a second adjustment signal Q 2 , the second adjustment signal Q 2 , the output signal Y and the input signal R being calculated to produce a third operation signal U 3 indicative of the master -Steuereinheit 32 and which is the first transfer function of the control system 30 brings to the second transfer function of the second setting unit 34 to approach.

Das Verfahren des Berechnens des zweiten Einstellsignals Q2, des Ausgangssignals Y und des Eingangssignals R, um das dritte Betriebssignal U3 zu erzeugen, ist identisch zu dem der ersten Ausführungsform.The method of calculating the second adjusting signal Q 2 , the output signal Y and the input signal R to produce the third operating signal U 3 is identical to that of the first embodiment.

Für die Servomechanismus-Anwendung wird ein Motor gewöhnlich als gesteuerter Grundkörper benutzt. Man beziehe sich bitte auf 2, welche ein Blockschaltbild ist, welches den Motor als einen gesteuerten Grundkörper in dem Steuersystem entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Bezeichnungen in dem Steuersystem 40 in 2, welche identisch zu denen in dem Steuersystem 30 in 1 sind, besitzen die gleichen Bezeichnungen und Funktionen.For the servomechanism application, a motor is usually used as a controlled body. Please refer to 2 which is a block diagram showing the motor as a controlled body in the control system according to the present invention. The names in the control system 40 in 2 which are identical to those in the control system 30 in 1 are, have the same names and functions.

Wie in 2 gezeigt wird, ist die Transferfunktion des physikalischen Verhaltens des gesteuerten Grundkörpers 31 Kt/((Jm + Jd)s + B), wobei Jm eine Massenträgheit des Motors ist, Jd eine Massenträgheit einer Last ist, B ein Dämpfungskoeffizient ist und Kt ein Verhältnis ist. Um die Master-Steuereinheit 32 entsprechend dem physikalischen Verhalten des Steuergrundkörpers 31 zu gestalten und um die erste Einstelleinheit 33 entsprechend dem Antwortverhalten des Steuerkörpers 31 zu gestalten, wird ein geschätzter Massenträgheitswert JΣ angenommen, um den gesamten Massenträgheitswert des Motors und der Last (Jm + Jd) darzustellen, wobei Jm eine Massenträgheit des Motors ist und Jd eine Massenträgheit einer Last ist. Die Transferfunktion der Master-Steuereinheit 32 ist als 2πBw JΣ/Kt gestaltet, wobei Bw die Zielbandbreite des Steuersystems 40 und JΣ der geschätzte Trägheitswert von (Jm + Jd) ist, so dass sich die Bandbreite des offenen Regelkreises des offenen Steuersystems 40 der Zielbandbreite Bw nähert.As in 2 is the transfer function of the physical behavior of the controlled body 31 K t / ((J m + J d ) s + B), where J m is a mass inertia of the motor, J d is a mass inertia of a load, B is a damping coefficient, and K t is a ratio. To the master control unit 32 according to the physical behavior of the control body 31 to design and the first adjustment unit 33 according to the response behavior of the control body 31 For example, an estimated inertia value J Σ is assumed to represent the total mass inertia value of the motor and the load (J m + J d ), where J m is an inertia of the motor and J d is a mass inertia of a load. The transfer function of the master control unit 32 is designed as 2πB w J Σ / K t , where B w is the target bandwidth of the control system 40 and J Σ is the estimated inertia value of (J m + J d ), so that the open loop bandwidth of the open control system 40 the target bandwidth B w approaches.

Die Transferfunktion der ersten Einstelleinheit 33 ist wie Kt(JΣs) entsprechend dem Antwortverhalten des gesteuerten Grundkörpers 33 gestaltet, wobei das Ausgangssignal Y des gesteuerten Grundkörpers 31 Annäherungen an das erste Einstellsignal Q1 erzeugt, wobei die erste Einstelleinheit 33 über die Berechnung und die Rückkopplungsbeeinflussung erzeugt. Die Transferfunktion der zweiten Einstelleinheit 34 ist wie Kt/((Jm + Jd)s + B) gestaltet, wobei Jm eine Massenträgheit des Motors ist, Jd eine Massenträgheit einer Last ist, B ein Dämpfungskoeffizient ist und Kt ein Verhältnis ist und wobei die Transferfunktion des Steuersystems 40 sich der der zweiten Einstelleinheit 34 über die Berechnung und die Rückkopplungsbeeinflussung nähert.The transfer function of the first adjustment unit 33 is like K t (J Σ s) according to the response of the controlled body 33 designed, wherein the output signal Y of the controlled body 31 Approximations to the first adjustment signal Q 1 generated, wherein the first adjustment unit 33 generated via the calculation and the feedback control. The transfer function of the second adjustment unit 34 is designed as K t / ((J m + J d ) s + B), where J m is an inertia of the motor, J d is a mass inertia of a load, B is a damping coefficient and K t is a ratio, and wherein the transfer function of the tax system 40 that of the second adjustment unit 34 about the calculation and the feedback control approaches.

Man beziehe sich bitte auf 3, welche ein Diagramm zeigt, welches das Vergleichsergebnis der ersten Stufenantwort des Steuersystems 40 in 2 und das herkömmliche Steuersystem zeigt, und im Falle, dass die Zielbandbreite Bw = 50 Hz gesetzt wird, ist das erste Vielfache h = 1 und das zweite Vielfache m = 1. Da das herkömmliche Steuersystem eine gewöhnliche P-I-D-(Proportional-Integral-Differential-)Steuerstruktur ist, wird hier ein Proportional-Integral-(PI-)Steuerglied mit der Zielbandbreite Bw = 50 Hz als ein Beispiel hergenommen.Please refer to 3 showing a diagram showing the comparison result of the first stage response of the control system 40 in 2 and the conventional control system shows, and in the case where the target bandwidth B w = 50 Hz is set, the first multiple is h = 1 and the second multiple m = 1. Since the conventional control system is an ordinary PID (Proportional Integral Derivative) control structure, here, a proportional-integral (PI) controller having the target bandwidth B w = 50 Hz is taken as an example.

Wie in 3 gezeigt wird, gibt es eine Eingangssignalkurve eines Stufenfunktionsbefehls A1, die dritte Betriebskurve A2 und die Ausgangssignalkurve A3 des herkömmlichen Steuersystems und die zweite Betriebskurve B1 und die Ausgangssignalkurve B2 des Steuersystems 40. Zu dieser Zeit wird das erste Einstellsignal Q1 des Steuersystems 40 entsprechend einer ersten Einstellsignalkurve (nicht gezeigt) durch die erste Einstelleinheit 32 mit einer Stufe von 50 Hz Bandbreite erzeugt. Wie 3 zeigt, besitzt die Ausgangssignalkurve B2 des Steuersystems 40 der vorliegenden Erfindung kein Überschwingen und nähert sich ziemlich der ersten Einstellsignalkurve, um so leicht den Einfluss des Dämpfungskoeffizienten B zu überwinden.As in 3 is shown, there is an input signal curve of a step function command A1, the third operating curve A2 and the output signal curve A3 of the conventional control system and the second operating curve B1 and the output signal curve B2 of the control system 40 , At this time, the first setting signal Q 1 of the control system 40 according to a first setting signal curve (not shown) by the first setting unit 32 generated with a level of 50 Hz bandwidth. As 3 shows has the output signal curve B2 of the control system 40 The present invention does not overshoot and rather approximates the first tuning signal curve so as to easily overcome the influence of the damping coefficient B.

Man beziehe sich bitte auf 4, welche ein Diagramm der zweiten Stufenantwort des Steuersystems 40 in 2 ist und welche geliefert wird, um den Einfluss des zweiten Vielfachen m auf das Steuersystem 40 darzustellen. In 4 wird die geschätzte Massenträgheit als JΣ = (Jm + Jd)/2 eingestellt, die Zielbandbreite wird als Bw = 50 Hz eingestellt, und das erste Vielfache wird als h = 1 eingestellt. Das zweite Vielfache m wird variabel mit m = 1, 2, 3, 4 eingestellt.Please refer to 4 , which is a diagram of the second stage response of the control system 40 in 2 and which is delivered to the influence of the second multiple m on the control system 40 display. In 4 For example, the estimated inertia is set as J Σ = (J m + J d ) / 2, the target bandwidth is set as B w = 50 Hz, and the first multiple is set as h = 1. The second multiple m is set variably with m = 1, 2, 3, 4.

Wie in 4 gezeigt wird, gibt es eine Eingangssignalkurve eines Stufenfunktionsbefehls A1, die Kurven des variierten zweiten Vielfachen m = 1 (i = 1, 2, 3, 4) des Steuersystems 40 in 2 und die Ausgangssignalkurve PID des herkömmlichen Steuersystems zum Vergleich. Wie 4 zeigt, besitzt die Ausgangssignalkurve P-I-D des vorherigen P-I-D-Steuersystems entsprechend dem Stand der Technik ein großes Überschwingen im Gegensatz zu der in dem Steuersystem 40 der vorliegenden Erfindung, wobei das zweite Vielfache m ansteigt, das entsprechende Überschwingen minimiert wird und die Anstiegszeit der Stufenantwort sich 20 ms mehr und mehr nähert.As in 4 is shown, there is an input signal curve of a step function command A1, the curves of the varied second multiple m = 1 (i = 1, 2, 3, 4) of the control system 40 in 2 and the output signal curve PID of the conventional control system for comparison. As 4 shows, the output signal curve PID of the prior art PID control system according to the prior art has a large overshoot in contrast to that in the control system 40 of the present invention wherein the second multiple m increases, the corresponding overshoot is minimized, and the step response rise time approaches 20ms or more.

Der Einfluss des ersten Vielfachen h auf das Steuersystem 40 wird in 4 dargestellt, welches ein Diagramm der dritten Stufenantwort des Steuersystems 40 in 2 ist. In 5 wird die Bandbreite Bw als Bw = 50 Hz eingestellt, und das zweite Vielfache m wird eingestellt als m = 1, und dann wird das erste Vielfache m variabel eingestellt wie h = 1, 2, 4, 6, 8. Wie in 4 gezeigt wird, gibt es eine Eingangssignalkurve eines Stufenfunktionsbefehls A1, die Kurven des variierten ersten Vielfachen h = i (i = 1, 2, 4, 6, 8) des Steuersystems 40 in 2. Wie 5 zeigt, wobei das erste Vielfache h ansteigt, wird das entsprechende Überschwingen minimiert, und die Anstiegszeit der Stufenantwort nähert sich mehr und mehr 20 ms.The influence of the first multiple h on the control system 40 is in 4 which is a diagram of the third stage response of the control system 40 in 2 is. In 5 the bandwidth B w is set as B w = 50 Hz, and the second multiple m is set as m = 1, and then the first multiple m is variably set as h = 1, 2, 4, 6, 8. As in 4 is shown, there is an input signal curve of a step function command A1, the curves of the varied first multiple h = i (i = 1, 2, 4, 6, 8) of the control system 40 in 2 , As 5 As the first multiple h increases, the corresponding overshoot is minimized, and the step response's rise time approaches more and more 20 ms.

Entsprechend der obigen Darstellung ist die beste Einstellung des Systems die Zielbandbreite Bw = 50 Hz, das erste Vielfache h = 1 und das zweite Vielfache m = 4, wenn das Steuersystem der Situation einer Zielbandbreite von Bw = 50 Hz und der Anstiegszeit der Stufenantwort mit 20 ms und einer Arbeitsweise ohne Überschwingen ausgesetzt ist.According to the above illustration, the best setting of the system is the target bandwidth B w = 50 Hz, the first multiple h = 1 and the second multiple m = 4 when the control system of the situation of a target bandwidth of B w = 50 Hz and the step response rise time with 20 ms and without overshoot.

Der Einfluss des Veränderns des geschätzten Massenträgheitswertes JΣ wird dann dargestellt. Wenn die Beziehung zwischen der Massenträgheit der Last Jd und der Massenträgheit des Motors Jm gleich Jd = 10Jm ist, wird der geschätzte Massenträgheitswert JΣ als JΣ = 6Jm, JΣ = 11Jm und JΣ = 16Jm getrennt eingestellt, um die entsprechenden Veränderungen des Ausgangssignals Y des gesteuerten Grundkörpers 31 in dem Steuersystem 40 in 2 zu beobachten. Das beobachtete Ergebnis wird in 6 gezeigt, welches ein Diagramm der vierten Stufenantwort des Steuersystems 40 in 2 ist.The influence of changing the estimated inertia value J Σ is then displayed. When the relation between the inertia of the load J d and the inertia of the motor J m is J d = 10J m , the estimated inertia value J Σ is separated as J Σ = 6J m , J Σ = 11J m and J Σ = 16J m adjusted to the corresponding changes of the output signal Y of the controlled body 31 in the tax system 40 in 2 to observe. The observed result is in 6 shown a diagram of the fourth step response of the control system 40 in 2 is.

In 6 gibt es eine Eingangssignalkurve eines Stufenfunktionsbefehls A1, die dritten Betriebssignalkurven Ci (i = 1∼3) unter den Bedingungen variabler geschätzter Massen trägheitswerte JΣ (JΣ = 6Jm, 11Jm, 16Jm) und die Ausgangssignalkurven Di (i = 1∼3). Die dritte Betriebssignalkurve C1 basiert auf dem geschätzten Massenträgheitswert JΣ = 6Jm, während die dritte Betriebssignalkurve C2 auf dem geschätzten Massenträgheitswert JΣ = 11Jm basiert und die dritte Betriebssignalkurve C3 auf dem geschätzten Massenträgheitswert JΣ = 16Jm basiert. Die Ausgangssignalkurve D1 basiert auf dem geschätzten Massenträgheitswert JΣ = 6Jm, während die Ausgangssignalkurve D1 auf dem geschätzten Massenträgheitswert JΣ = 6Jm basiert und die Ausgangssignalkurve D3 auf dem geschätzten Massenträgheitswert JΣ = 16Jm basiert.In 6 There is an input signal curve of a step function command A1, the third operating signal curves Ci (i = 1~3) under the conditions of variable estimated mass inertia values J Σ (J Σ = 6J m , 11J m , 16J m ) and the output signal curves Di (i = 1~ 3). The third operation signal curve C1 is based on the estimated inertia value J Σ = 6J m , while the third operation signal curve C2 is based on the estimated inertia value J Σ = 11J m and the third operation signal curve C3 is based on the estimated inertia value J Σ = 16J m . The output signal curve D1 is based on the estimated inertia value J Σ = 6J m , while the output signal curve D1 is based on the estimated inertia value J Σ = 6J m and the output signal curve D3 is based on the estimated inertia value J Σ = 16J m .

Die drei dritten Betriebssignalkurven Di (i = 1∼3) werden durch Betrieb der Master-Steuereinheit 32, der ersten Einstelleinheit 33 und der zweiten Einstelleinheit 34 über das Gewichten des ersten Vielfachen h und des zweiten Vielfachen m erhalten. Wie 6 zeigt, besitzt das Steuersystem 40 der vorliegenden Erfindung eine gute Robustheit in Bezug auf die Veränderung des geschätzten Massenträgheitswertes JΣ.The three third operating signal curves Di (i = 1~3) are generated by operation of the master control unit 32 , the first adjustment unit 33 and the second adjustment unit 34 obtained by weighting the first multiple h and the second multiple m. As 6 shows possesses the control system 40 The present invention has a good robustness with respect to the variation of the estimated inertia value J Σ .

In ähnlicher Weise wird der Einfluss des Veränderns der Massenträgheit von Jd dann dargestellt. Wenn die Beziehung zwischen der Massenträgheit Jd und der Massenträgheit des Motors Jm gleich Jd = 11Jm ist, wird der geschätzte Massenträgheitswert Jd als Jd = 5Jm, Jd = 10Jm und Jd = 15Jm getrennt eingestellt, um die entsprechenden Veränderungen des Ausgangssignals Y des gesteuerten Grundkörpers 31 in dem Steuersystem 40 in 2 zu beobachten. Das beobachtete Ergebnis wird in 7 gezeigt, welches das fünfte Stufenantwortdiagramm des Steuersystems in 2 ist.Similarly, the influence of varying the inertia of J d is then shown. If the relation between the mass inertia J d and the inertia of the motor J m is J d = 11J m , the estimated inertia value J d is set as J d = 5J m , J d = 10J m and J d = 15J m , to the corresponding changes of the output signal Y of the controlled body 31 in the tax system 40 in 2 to observe. The observed result is in 7 showing the fifth stage response diagram of the control system in FIG 2 is.

In 7 gibt es eine Eingangssignalkurve eines Stufenfunktionsbefehls A1, die dritten Betriebssignalkurven Gi (i = 1∼3) und die Ausgangssignalkurven Hi (i = 1∼3) unter den Bedingungen der variierten Massenträgheit der Last Jd (Jd = 5Jm, 10Jm, 15Km). Die dritte Betriebssignalkurve G1 basiert auf der Massenträgheit der Last Jd = 5Jm, während die dritte Betriebssignalkurve G2 auf der Massenträgheit der Last Jd = 10Jm basiert und die dritte Betriebssignalkurve G3 auf der Massenträgheit der Last Jd = 15Jm basiert. Die Ausgangssignalkurve H1 basiert auf der Massenträgheit der Last Jd = 5Jm, während die Ausgangssignalkurve H2 auf der Massenträgheit der Last Jd = 10Jm basiert und die Ausgangssignalkurve H2 auf der Massenträgheit der Last Jd = 15Jm basiert. Wie 7 zeigt, besitzt das Steuersystem 40 der vorliegenden Erfindung eine gute Robustheit bezüglich des Veränderns der Massenträgheit der Last Jd.In 7 there is an input signal curve of a step function command A1, the third operating signal curves Gi (i = 1~3) and the output signal curves Hi (i = 1~3) under the conditions of the varied mass inertia of the load J d (J d = 5J m , 10J m , 15K m ). The third operating signal curve G1 is based on the mass inertia of the load J d = 5J m , while the third operating signal curve G2 is based on the mass inertia of the load J d = 10J m and the third operating signal curve G3 is based on the mass inertia of the load J d = 15J m . The output signal curve H1 is based on the mass inertia of the load J d = 5J m , while the output signal curve H2 is based on the mass inertia of the load J d = 10J m and the output signal curve H2 is based on the mass inertia of the load J d = 15J m . As 7 shows possesses the control system 40 the present invention, a good robustness with respect to changing the inertia of the load J d .

Das Einstellverfahren des Steuersystems 30 zum Einstellen eines Ausgangssignals Y, welches durch einen gesteuerten Grundkörper 31 erzeugt ist, wird wie folgt dargestellt. Das Verfahren beinhaltet die folgenden Schritte:

  • (a) Erstellen einer Zielbandbreite Bw für das Steuersystem 30;
  • (b) Gestalten einer Steuerfunktion basierend auf der Zielbandbreite Bw, wobei dadurch veranlasst wird, dass sich die Bandbreite eines offenen Regelkreises eines Steuersystems der Zielbandbreite Bw nähert und dass dadurch ein erstes Betriebssignal U1 erzeugt wird, wobei die Steuerfunktion die Transferfunktion der Master-Steuereinheit 32 ist;
  • (c) Erzeugen eines ersten Einstellsignals Q1, basierend auf dem ersten Betriebssignal U1; und
  • (d) Berechnen des ersten Einstellsignals Q1, des Ausgangssignals Y und des ersten Betriebssignals U1, um ein zweites Betriebssignal U2 zu erzeugen, wobei dadurch ausgelöst wird, dass sich das Ausgangssignal Y dem ersten Einstellsignal Q1 nähert, indem das zweite Betriebssignal U2 zu dem gesteuerten Grundkörper 31 rückgeführt wird, welcher das Ausgangssignal Y erzeugt.
The adjustment method of the control system 30 for adjusting an output signal Y, which by a controlled basic body 31 is generated is represented as follows. The procedure includes the following steps:
  • (a) Create a target bandwidth B w for the control system 30 ;
  • (b) designing a control function based on the target bandwidth B w , thereby causing the open loop bandwidth of a control system to approach the target bandwidth B w and thereby generate a first operating signal U 1 , the control function being the transfer function of the master -Steuereinheit 32 is;
  • (c) generating a first adjustment signal Q 1 based on the first operation signal U 1 ; and
  • (d) calculating the first setting signal Q 1 , the output signal Y and the first operating signal U 1 to produce a second operating signal U 2 , thereby causing the output signal Y to approach the first adjusting signal Q 1 by the second operating signal U 2 to the controlled body 31 is returned, which generates the output signal Y.

Der Schritt (c) in dem oben erwähnten Verfahren beinhaltet ferner die folgenden Schritte:

  • (c1) Gestalten einer ersten Einstellfunktion entsprechend einem Antwortverhalten des gesteuerten Objektes 31, wobei die erste Einstellfunktion die Transferfunktion der ersten Einstelleinheit 33 ist; und
  • (c2) Liefern des ersten Betriebssignals U1 für die erste Einstellfunktion, um das erste Einstellsignal Q1 zu erzeugen.
The step (c) in the above-mentioned method further includes the following steps:
  • (c1) designing a first setting function according to a response of the controlled object 31 wherein the first adjustment function is the transfer function of the first adjustment unit 33 is; and
  • (c2) providing the first operation signal U 1 for the first adjustment function to generate the first adjustment signal Q 1 .

Der Schritt (d) in dem oben erwähnten Verfahren weist ferner die folgenden Schritte auf:

  • (d1) Erzeugen eines ersten Ergebnissignals T1 durch Subtrahieren des Ausgangssignals Y von dem ersten Einstellsignal Q1;
  • (d2) Erzeugen eines zweiten Ergebnissignals T2 durch Verstärken des ersten Ergebnissignals T1 durch ein erstes Vielfaches h;
  • (d3) Erzeugen des zweiten Betriebssignals U2 durch Aufsummieren des zweiten Ergebnissignals T2 und des ersten Betriebssignals U1; und
  • (d4) Einstellen des Wertes des ersten Vielfachen h, so dass das Ausgangssignal Y sich dem ersten Einstellsignal Q1 nähert.
The step (d) in the above-mentioned method further comprises the following steps:
  • (d1) generating a first result signal T 1 by subtracting the output signal Y from the first adjustment signal Q 1 ;
  • (d2) generating a second result signal T 2 by amplifying the first result signal T 1 by a first multiple h;
  • (d3) generating the second operating signal U 2 by summing up the second result signal T 2 and the first operating signal U 1 ; and
  • (d4) setting the value of the first multiple h, so that the output signal Y approaches the first adjustment signal Q 1 .

Folgend dem Schritt (d) weist das oben erwähnte Verfahren ferner die folgenden Schritte auf:

  • (e) Liefern eines Eingangssignals R an eine zweite Einstellfunktion, um ein zweites Einstellsignal Q2 zu erzeugen, wobei die zweite Einstellfunktion die Transferfunktion der zweiten Einstelleinheit 34 ist; und
  • (f) Berechnen des zweiten Einstellsignals Q2, des Ausgangssignals Y und des Eingangssignals R, um ein drittes Betriebssignal U3 zu erzeugen, wobei die Transferfunktion des Steuersystems 30 veranlasst wird, sich der zweiten Einstellfunktion zu nähern.
Following the step (d), the above-mentioned method further comprises the following steps:
  • (e) providing an input signal R to a second adjustment function to generate a second adjustment signal Q 2 , wherein the second adjustment function is the transfer function of the second adjustment unit 34 is; and
  • (f) calculating the second adjustment signal Q 2 , the output signal Y and the input signal R to produce a third operating signal U 3 , wherein the transfer function of the control system 30 is caused to approach the second adjustment function.

Der Schritt (f) in dem oben erwähnten Verfahren beinhaltet ferner die folgenden Schritte:

  • (f1) Erzeugen eines dritten Ergebnissignals T3 durch Subtrahieren des Ausgangssignals Y von dem zweiten Einstellsignal Q2;
  • (f2) Empfangen des dritten Ergebnissignals T3 und Verarbeiten des dritten Ergebnissignals durch eine integrale Berechnung, um so ein viertes Ergebnissignal T4 zu erzeugen, wobei die integrale Berechnung durch die integrale Funktion F in dem Regelkreis-Stabilisierglied 343 verarbeitet wird;
  • (f3) Erzeugen eines fünften Ergebnissignals T5 durch Verstärken des vierten Ergebnissignals T4 um ein zweites Vielfaches m;
  • (f4) Erzeugen des dritten Betriebssignals U3 durch Aufsummieren des fünften Ergebnissignals T5 und des Eingangssignals R und Wegnehmen des Ausgangssignals Y; und
  • (f5) Einstellen des Wertes des zweiten Vielfachen m, so dass die Transferfunktion des Steuersystems 30 sich der zweiten Einstellfunktion nähert.
The step (f) in the above-mentioned method further includes the following steps:
  • (f1) generating a third result signal T 3 by subtracting the output signal Y from the second adjustment signal Q 2 ;
  • (f2) receiving the third result signal T 3 and processing the third result signal by an integral calculation so as to generate a fourth result signal T 4 , wherein the integral calculation by the integral function F in the loop stabilizer 343 is processed;
  • (f3) generating a fifth result signal T 5 by amplifying the fourth result signal T 4 by a second multiple m;
  • (f4) generating the third operating signal U 3 by summing up the fifth result signal T 5 and the input signal R and removing the output signal Y; and
  • (f5) setting the value of the second multiple m, so that the transfer function of the control system 30 approaches the second adjustment function.

Die Charakteristik der Erfindung ist: ein Steuersystem zum Steuern eines Ausgangssignals, welches durch ein gesteuertes Objekt hergestellt wird, wobei das Steuersystem eine Master-Steuereinheit, eine erste Einstelleinheit und eine zweite Einstelleinheit beinhaltet. Durch das Einstellen der zwei Wichtungsparameter, d. h. des ersten Vielfachen und des zweiten Vielfachen, werden die Robustheit und die schnelle Antwort des Steuersystems erhalten, und das Überschwingen des Ausgangssignals des gesteuerten Körpers wird vermindert und nähert sich null. Das Steuersystem besitzt die technischen Merkmale der Zielbandbreite, wobei es der Störung bei niedriger Frequenz widersteht und wobei eine Transferfunktion folgt, welche durch Einstellung und Steuern in der Hauptmaschine durch das Gestalten der Master-Steuereinheit, der ersten Einstelleinheit und der zweiten Einstelleinheit und das Einstellen der zwei Wichtungsparameter des ersten Vielfachen und des zweiten Vielfachen erreicht wird.The characteristic of the invention is: a control system for controlling an output signal produced by a controlled object, the control system including a master control unit, a first setting unit and a second setting unit. By setting the two weighting parameters, ie the first multiple and the second multiple, the robustness and the fast response of the control system are obtained, and the overshoot of the output of the controlled body is reduced and approaches zero. The control system has the technical characteristics of the target bandwidth, resisting the low-frequency disturbance, and following a transfer function which, by setting and controlling in the main engine, by designing the master control unit, the first setting unit and the second setting unit, and setting the two weighting parameters of the first multiple and the second multiple is achieved.

In Summe wird die Effizienz und die Fortschrittlichkeit des Steuersystems und des Einstellverfahrens der vorliegenden Erfindung sicher erhalten.In Sum is the efficiency and the progressiveness of the tax system and the adjusting method of the present invention.

Claims (18)

Steuersystem zum Steuern eines Ausgangssignals (Y), welches durch ein gesteuertes Objekt (31) erzeugt wird, wobei das Steuersystem eine Bandbreite besitzt und durch ein erstes mathematisches Modell repräsentiert ist, welches eine erste Transfer- bzw. Übertragungsfunktion besitzt, wobei das Steuersystem charakterisiert ist, indem es aufweist: eine Master-Steuereinheit (32), welche durch ein zweites mathematisches Modell repräsentiert ist, welche eine zweite Transferfunktion besitzt, welche so aufgebaut ist, dass sie eine offene Regelkreis-Bandbreite des Steuersystems veranlasst, dass sie sich einer Zielbandbreite nähert und ein erstes Betriebssignal (U1) erzeugt; eine erste Einstelleinheit (33), welche durch ein drittes mathematisches Modell repräsentiert wird, welche eine dritte Transferfunktion besitzt und so aufgebaut ist, dass sie das erste Betriebssignal (U1) empfängt und ein erstes Einstellsignal (Q1) erzeugt, wobei das erste Einstellsignal (Q1), das Ausgangssignal (Y) und das erste Betriebssignal (U1) berechnet werden, um ein zweites Betriebssignal (U2) zu erzeugen, und das Ausgangssignal (Y) sich dem ersten Einstellsignal (Q1) so nähert, dass ein Störsignal (W), dem das gesteuerte Objekt (31) ausgesetzt ist, ausgeglichen wird; und eine zweite Einstelleinheit (34), welche durch ein viertes mathematisches Modell repräsentiert wird, welche eine vierte Transferfunktion besitzt und so aufgebaut ist, dass sie ein Eingangssignal (R) empfängt, um ein zweites Einstellsignal (Q2) zu erzeugen, wobei das zweite Einstellsignal (Q2), das Ausgangssignal (Y) und das Eingangssignal (R) berechnet werden, um ein drittes Betriebssignal (U3) zu erzeugen, welches für die Master-Steuereinheit (32) geliefert wird, und die erste Transferfunktion des Steuersystems veranlasst, sich der vierten Transferfunktion der zweiten Einstelleinheit (34) zu nähern.Control system for controlling an output signal (Y) which is controlled by a controlled object ( 31 ), the control system having a bandwidth and being represented by a first mathematical model having a first transfer function, the control system being characterized by comprising: a master controller (10); 32 ) represented by a second mathematical model having a second transfer function configured to cause an open loop bandwidth of the control system to approach a target bandwidth and generate a first operating signal (U 1 ); a first adjustment unit ( 33 ) represented by a third mathematical model having a third transfer function and configured to receive the first operating signal (U 1 ) and generate a first setting signal (Q 1 ), the first setting signal (Q 1 ) the output signal (Y) and the first operating signal (U 1 ) are calculated in order to generate a second operating signal (U 2 ), and the output signal (Y) approaches the first setting signal (Q 1 ) in such a way that an interference signal (W) that the controlled object ( 31 ) is compensated; and a second adjustment unit ( 34 ) represented by a fourth mathematical model having a fourth transfer function and configured to receive an input signal (R) to produce a second adjustment signal (Q 2 ), the second adjustment signal (Q 2 ), the output signal (Y) and the input signal (R) are calculated in order to generate a third operating signal (U 3 ) which is required for the master control unit ( 32 ) and the first transfer function of the control system causes the fourth transfer function of the second adjustment unit ( 34 ) to approach. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Master-Steuereinheit (32) ein Proportional-Integral-(PI-)Steuerglied aufweist.Control system according to claim 1, characterized in that the master control unit ( 32 ) has a proportional-integral (PI) controller. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist: ein erstes Addierglied (342), welches so aufgebaut ist, dass es ein erstes Ergebnissignal (T3) durch Subtrahieren des Ausgangssignals (Y) von dem zweiten Einstellsignal (Q2) erzeugt; ein Regelkreis-Stabilisierglied (343), welches das erste Ergebnissignal (T3) empfängt, um ein zweites Ergebnissignal (T4) zu erzeugen, und welches durch ein viertes mathematisches Modell repräsentiert ist, welches eine Integralfunktion besitzt, um das Steuersystem zu veranlassen, einen Status des Fehlers des eingeschwungenen Zustands von null zu erhalten; einen erster Verstärker (344), welcher das zweite Ergebnissignal (T4) empfängt und welcher ein drittes Ergebnissignal (T5) durch Verstärken des zweiten Ergebnissignals (T4) um ein erstes Vielfaches erzeugt, wobei das erste Vielfache so eingestellt ist, dass die erste Transferfunktion des Steuersystems sich der vierten Transferfunktion der zweiten Einstelleinheit (34) nähert; und ein zweites Addierglied (341), welches so aufgebaut ist, dass es das dritte Betriebssignal (U3) durch Aufsummieren des Eingangssignals (R) und des dritten Ergebnissignals (T5) erzeugt und das Ausgangssignal (Y) wegnimmt.Control system according to claim 1, characterized in that it comprises: a first adder ( 342 ) configured to generate a first result signal (T 3 ) by subtracting the output signal (Y) from the second adjustment signal (Q 2 ); a control loop stabilizer ( 343 ) which receives the first result signal (T 3 ) to generate a second result signal (T 4 ) and which is represented by a fourth mathematical model having an integral function for causing the control system to determine a status of the steady state error To get state from zero; a first amplifier ( 344 ) which receives the second result signal (T 4 ) and which generates a third result signal (T 5 ) by amplifying the second result signal (T 4 ) by a first multiple, the first multiple being set such that the first transfer function of the control system the fourth transfer function of the second adjustment unit ( 34 ) approaches; and a second adder ( 341 ) which is constructed to generate the third operating signal (U 3 ) by summing up the input signal (R) and the third result signal (T 5 ) and removing the output signal (Y). Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gesteuerte Objekt (31) ein Motor ist.Control system according to claim 1, characterized in that the controlled object ( 31 ) is an engine. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das gesteuerte Objekt (31) ein Motor ist, das gesteuerte Objekt (31) ein physikalisches Verhalten besitzt, welches durch die erste Transferfunktion Kt/((Jm + Jd)s + B) gegeben ist, wobei Jm eine Massenträgheit des Motors ist, Jd eine Massenträgheit einer Last ist, B ein Dämpfungskoeffizient ist und Kt ein Verhältnis ist; die zweite Transferfunktion der Master-gesteuerten Einheit 2πBwJΣ/Kt ist, wobei Bw die Zielbandbreite ist und JΣ ein geschätzter Massenträgheitswert von (Jm + Jd) ist; die dritte Transferfunktion der ersten Einstelleinheit (33) Kt/(JΣs) ist; und die vierte Transferfunktion der zweiten Einstelleinheit (34) Kt/(JΣs) ist.Control system according to claim 1, characterized in that when the controlled object ( 31 ) is an engine, the controlled object ( 31 ) has a physical behavior given by the first transfer function K t / ((J m + J d ) s + B), where J m is an inertia of the motor, J d is a mass inertia of a load, B is an attenuation coefficient and K t is a ratio; the second transfer function of the master-controlled unit is 2πB w J Σ / K t , where B w is the target bandwidth and J Σ is an estimated inertia value of (J m + J d ); the third transfer function of the first setting unit ( 33 ) K t / (J Σ s); and the fourth transfer function of the second adjustment unit ( 34 ) K t / (J Σ s). Steuersystem, welches ein Ausgangssignal (Y) steuert, welches durch ein gesteuertes Objekt (31) hergestellt ist, wobei das Steuersystem eine Bandbreite besitzt und durch ein erstes mathematisches Modell repräsentiert ist, welches eine erste Transferfunktion besitzt, wobei das Steuersystem charakterisiert ist, indem es aufweist: eine Master-Steuereinheit (32), welche durch ein zweites mathematisches Modell repräsentiert ist, welche eine zweite Transferfunktion besitzt, welche so aufgebaut ist, dass sie eine Bandbreite eines offenen Regelkreises des Steuersystems veranlasst, sich einer Zielbandbreite zu nähern, und ein erstes Betriebssignal (U1) erzeugt; und eine erste Einstelleinheit (33), welche durch ein drittes mathematisches Modell repräsentiert ist, welche eine dritte Transferfunktion besitzt und so aufgebaut ist, dass es das erste Betriebssignal (U1) empfängt und ein erstes Einstellsignal (Q1) erzeugt, wobei das erste Einstellsignal (Q1), das Ausgangssignal (Y) und das erste Betriebssignal (U1) berechnet werden, um ein zweites Betriebssignal (U2) zu erzeugen, und das Ausgangssignal (Y) sich dem ersten Einstellsig nal (Q1) nähert, so dass ein Störsignal (W), welchem das gesteuerte Objekt (31) ausgesetzt ist, ausgeglichen wird.Control system which controls an output signal (Y) controlled by a controlled object ( 31 ), the control system having a bandwidth and being represented by a first mathematical model having a first transfer function, the control system being characterized by comprising: a master controller (10); 32 ), which is represented by a second mathematical model having a second transfer function, which is constructed to be a bandwidth of an open one control circuit of the control system causes to approach a target bandwidth, and generates a first operating signal (U 1 ); and a first adjustment unit ( 33 ) represented by a third mathematical model having a third transfer function and configured to receive the first operating signal (U 1 ) and generate a first adjustment signal (Q 1 ), the first adjustment signal (Q 1 ), the output signal (Y) and the first operating signal (U 1 ) are calculated to produce a second operating signal (U 2 ), and the output signal (Y) approaches the first setting signal (Q 1 ), so that an interference signal (W ) to which the controlled object ( 31 ) is compensated. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, das das gesteuerte Objekt (31) ein physikalisches Verhalten besitzt und das die Master-Steuereinheit (32) entsprechend dem physikalischen Verhalten des gesteuerten Objektes (31) gestaltet ist.Control system according to claim 6, characterized in that the controlled object ( 31 ) has a physical behavior and that the master control unit ( 32 ) according to the physical behavior of the controlled object ( 31 ) is designed. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Master-Steuereinheit (32) ein Proportional-Integral-(PI-)Steuerglied aufweist.Control system according to claim 6, characterized in that the master control unit ( 32 ) has a proportional-integral (PI) controller. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das gesteuerte Objekt (31) ein Antwortverhalten besitzt und die erste Einstelleinheit (33) entsprechend dem Antwortverhalten des gesteuerten Objekts (31) gestaltet ist.Control system according to claim 6, characterized in that the controlled object ( 31 ) has a response behavior and the first setting unit ( 33 ) according to the response behavior of the controlled object ( 31 ) is designed. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, indem es aufweist: ein erstes Addierglied (332), welches so aufgebaut ist, dass es ein erstes Ergebnissignal (T1) durch Subtrahieren des Ausgangssignals (Y) von dem ersten Einstellsignal (Q1) erzeugt; einen ersten Verstärker (332), welcher so aufgebaut ist, dass er das erste Ergebnissignal (T1) empfängt und ein zweites Ergebnissignal (T2) durch Verstärken des ersten Ergebnissignals (T1) um ein erstes Vielfaches erzeugt, wobei das erste Vielfache so eingestellt ist, dass sich das Ausgangssignal (Y) dem ersten Einstellsignal (Q1) nähert.A control system according to claim 6, characterized by comprising: a first adder ( 332 ) configured to generate a first result signal (T 1 ) by subtracting the output signal (Y) from the first adjustment signal (Q 1 ); a first amplifier ( 332 ) configured to receive the first result signal (T 1 ) and generate a second result signal (T 2 ) by amplifying the first result signal (T 1 ) by a first multiple, the first multiple being set such that the output signal (Y) approaches the first adjustment signal (Q 1 ). Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ein zweites Addierglied (333) aufweist, welches so aufgebaut ist, dass es das zweite Betriebssignal (U2) und das Störsignal (W) aufsummiert und das gesteuerte Objekt (31) mit einem Summenergebnis des zweiten Betriebssignals (U2) und des Störsignals (W) versorgt.Control system according to Claim 6, characterized in that it comprises a second adder ( 333 ), which is constructed so that it sums up the second operating signal (U 2 ) and the interference signal (W) and the controlled object ( 31 ) supplied with a sum result of the second operating signal (U 2 ) and the interference signal (W). Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es eine zweite Einstelleinheit (34) aufweist, welche durch ein viertes mathematisches Modell repräsentiert ist, welche eine vierte Transferfunktion besitzt und so aufgebaut ist, dass es ein Eingangssignal (R) empfängt und dadurch ein zweites Einstellsignal (Q2) erzeugt, wobei das zweite Einstellsignal (Q2), das Ausgangssignal (Y) und das Eingangssignal (R) berechnet werden, um ein drittes Betriebssignal (U3) zu erzeugen, welches an die Master-Steuereinheit (32) geliefert wird, so dass sich die erste Transferfunktion des Steuersystems der vierten Transferfunktion der zweiten Einstelleinheit (34) nähert.Control system according to claim 6, characterized in that it comprises a second adjusting unit ( 34 ) represented by a fourth mathematical model having a fourth transfer function and configured to receive an input signal (R) and thereby generate a second adjustment signal (Q 2 ), the second adjustment signal (Q 2 ), the output signal (Y) and the input signal (R) are calculated in order to generate a third operating signal (U 3 ) which is sent to the master control unit ( 32 ), so that the first transfer function of the control system of the fourth transfer function of the second adjustment unit ( 34 ) approaches. Steuersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist: ein drittes Addierglied (342), welches so aufgebaut ist, dass es ein drittes Ergebnissignal (T3) durch Subtrahieren des Ausgangssignals (Y) von dem zweiten Einstellsignal (Q2) erzeugt; ein Regelkreis-Stabilisierglied (343), welches so aufgebaut ist, dass es das dritte Ergebnissignal (T3) empfängt und dadurch ein viertes Ergebnissignal (T4) erzeugt, wobei das Regelkreis-Stabilisierglied (343), welches durch ein fünftes mathematisches Modell repräsentiert ist, eine Integralfunktion besitzt, um das Steuersystem zu veranlassen, einen Status eines Fehlers des eingeschwungenen Zustands von null zu erhalten; einen zweiten Verstärker (344), welcher so aufgebaut ist, dass er das vierte Ergebnissignal (T4) empfängt und ein fünftes Ergebnissignal (T5) durch Verstärken des vierten Ergebnissignals (T4) um ein zweites Vielfaches erzeugt, wobei das zweite Vielfache so eingestellt ist, dass die erste Transferfunktion des Steuersystems sich der vierten Transferfunktion der zweiten Einstelleinheit (34) nähert; und ein viertes Addierglied (341), welches so aufgebaut ist, dass es das dritte Betriebssignal (U3) durch Aufsummieren des Eingangssignals (R) und des fünften Ergebnissignals (T5) und durch das Wegnehmen des Ausgangssignals (Y) erzeugt.Control system according to claim 12, characterized in that it comprises: a third adder ( 342 ) configured to generate a third result signal (T 3 ) by subtracting the output signal (Y) from the second adjustment signal (Q 2 ); a control loop stabilizer ( 343 ) which is arranged to receive the third result signal (T 3 ) and thereby generate a fourth result signal (T 4 ), the control loop stabilizer ( 343 ) represented by a fifth mathematical model has an integral function for causing the control system to obtain a steady state error status of zero; a second amplifier ( 344 ), Which is constructed so that it receives the fourth result signal (T 4) and a fifth result signal (T 5) (by amplifying the fourth result signal T 4) generated by a second multiple, said second multiple is set so that the first transfer function of the control system, the fourth transfer function of the second setting unit ( 34 ) approaches; and a fourth adder ( 341 ) which is constructed to generate the third operation signal (U 3 ) by summing the input signal (R) and the fifth result signal (T 5 ) and removing the output signal (Y). Einstellverfahren eines Steuersystems zum Einstellen eines Ausgangssignals (Y), welches durch ein gesteuertes Objekt (31) erzeugt wird, wobei das Steuersystem eine Bandbreite besitzt und durch ein erstes mathematisches Modell repräsentiert ist, welches eine Transferfunktion besitzt, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch: (a) Aufstellen einer Zielbandbreite für das Steuersystem; (b) Gestalten einer Steuerfunktion basierend auf der Zielbandbreite und dadurch Veranlassen, dass sich eine Offene-Regelkreis-Bandbreite des Steuersystems der Zielbandbreite nähert, und Erzeugen eines ersten Betriebssignals (U1); (c) Erzeugen eines ersten Einstellsignals (Q1), welches auf dem ersten Betriebssignal (U1) basiert; und (d) Berechnen des ersten Einstellsignals (Q1), des Ausgangssignals (Y) und des ersten Betriebssignals (U1), um ein zweites Betriebssignal (U2) zu erzeugen, und dadurch Veranlassen des Ausgangssignals (Y), sich dem ersten Einstellsignal (Q1) zu nähern, indem das zweite Betriebssignal (U2) zu dem gesteuerten Objekt (31) zurückgeführt wird, welches das Ausgangssignal (Y) erzeugt.Setting method of a control system for setting an output signal (Y) controlled by a controlled object ( 31 ), the control system having a bandwidth and being represented by a first mathematical model having a transfer function, the method characterized by: (a) establishing a target bandwidth for the control system; (b) designing a control function based on the target bandwidth and causing an open loop bandwidth of the control system to approach the target bandwidth, and generating a first operating signal (U 1 ); (c) generating a first adjustment signal (Q 1 ) based on the first operation signal (U 1 ); and (d) calculating the first adjustment signal (Q 1 ), the output signal (Y) and the first operation signal (U 1 ) to produce a second operation signal (U 2 ), thereby causing the output signal (Y) to become the first one Approach signal (Q 1 ) by the second operating signal (U 2 ) to the controlled object ( 31 ) which produces the output signal (Y). Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (c) ferner die folgenden Schritte aufweist: (c1) Gestalten einer ersten Einstellfunktion (33) entsprechend einem Antwortverhalten des gesteuerten Objekts (31); und (c2) Verarbeiten des ersten Betriebssignals (U1) durch die erste Einstellfunktion (33), um das erste Einstellsignal (Q1) zu erzeugen.A method according to claim 14, characterized in that step (c) further comprises the steps of: (c1) designing a first setting function ( 33 ) according to a response behavior of the controlled object ( 31 ); and (c2) processing the first operating signal (U 1 ) by the first setting function ( 33 ) to generate the first adjustment signal (Q 1 ). Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (d) ferner die folgenden Schritte aufweist: (d1) Erzeugen eines ersten Ergebnissignals (T1) durch Subtrahieren des Ausgangssignals (Y) von dem ersten Einstellsignal (Q1); (d2) Erzeugen eines zweiten Ergebnissignals (T2) durch Verstärken des ersten Ergebnissignals (T1) durch ein erstes Vielfaches; (d3) Erzeugen eines zweiten Betriebssignals (U2) durch Aufsummieren des zweiten Ergebnissignals (T2) und des ersten Betriebssignals (U1); und (d4) Einstellen des Wertes des ersten Vielfachen, so dass das Ausgangssignal (Y) sich dem ersten Einstellsignal (Q1) nähert.A method according to claim 14, characterized in that step (d) further comprises the steps of: (d1) generating a first result signal (T 1 ) by subtracting the output signal (Y) from the first adjustment signal (Q 1 ); (d2) generating a second result signal (T 2 ) by amplifying the first result signal (T 1 ) by a first multiple; (d3) generating a second operating signal (U 2 ) by summing up the second result signal (T 2 ) and the first operating signal (U 1 ); and (d4) setting the value of the first multiple so that the output signal (Y) approaches the first adjustment signal (Q 1 ). Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte aufweist von: (e) Liefern eines Eingangssignals (R) an eine zweite Einstellfunktion (34), um ein zweites Einstellsignal (Q2) zu erzeugen; und (f) Berechnen des zweiten Einstellsignals (Q2), des Ausgangssignals (Y) und des Eingangssignals (R), um ein drittes Betriebssignal (U3) zu erzeugen, und Veranlassen der ersten Transferfunktion des Steuersystems, sich der zweiten Einstellfunktion (34) zu nähern.Method according to claim 14, characterized in that it comprises the steps of: (e) providing an input signal (R) to a second setting function ( 34 ) to generate a second adjustment signal (Q 2 ); and (f) calculating the second adjustment signal (Q 2 ), the output signal (Y) and the input signal (R) to produce a third operating signal (U 3 ), and causing the first transfer function of the control system to engage the second adjustment function ( 34 ) to approach. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (f) ferner die folgenden Schritte aufweist: (f1) Erzeugen eines dritten Ergebnissignals (T3) durch Subtrahieren des Ausgangssignals (Y) von dem zweiten Einstellsignal (Q2); (f2) Empfangen des dritten Ergebnissignals (T3) und Verarbeiten des dritten Ergebnissignals (T3) durch eine integrale Berechnung, um so ein viertes Ergebnissignal (T4) zu erzeugen; (f3) Erzeugen eines fünften Ergebnissignals (T5) durch Verstärken des vierten Ergebnissignals (T4) um ein zweites Vielfaches; (f4) Erzeugen des dritten Betriebssignals (U3) durch Aufsummieren des fünften Ergebnissignals (T5) und des Eingangssignals (R) und Wegnehmen des Ausgangssignals (Y); und (f5) Einstellen des Wertes des zweiten Vielfachen, so dass die erste Transferfunktion des Steuersystems sich der zweiten Einstellfunktion (34) nähert.A method according to claim 17, characterized in that step (f) further comprises the steps of: (f1) generating a third result signal (T 3 ) by subtracting the output signal (Y) from the second adjustment signal (Q 2 ); (f2) receiving the third result signal (T 3 ) and processing the third result signal (T 3 ) by an integral calculation so as to generate a fourth result signal (T 4 ); (f3) generating a fifth result signal (T 5 ) by amplifying the fourth result signal (T 4 ) by a second multiple; (f4) generating the third operating signal (U 3 ) by summing up the fifth result signal (T 5 ) and the input signal (R) and removing the output signal (Y); and (f5) setting the value of the second multiple, such that the first transfer function of the control system adopts the second setting function ( 34 ) approaches.
DE200710026300 2007-06-06 2007-06-06 Control system and adjustment method therefor Active DE102007026300B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710026300 DE102007026300B4 (en) 2007-06-06 2007-06-06 Control system and adjustment method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710026300 DE102007026300B4 (en) 2007-06-06 2007-06-06 Control system and adjustment method therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102007026300A1 DE102007026300A1 (en) 2008-12-11
DE102007026300B4 true DE102007026300B4 (en) 2009-07-23

Family

ID=39942084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710026300 Active DE102007026300B4 (en) 2007-06-06 2007-06-06 Control system and adjustment method therefor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007026300B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN120067572B (en) * 2025-01-21 2026-01-20 中国航发贵阳发动机设计研究所 Method for predicting performance trend of turbofan engine part and complete machine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD244837A1 (en) * 1985-12-24 1987-04-15 Univ Dresden Tech POSITIONING SYSTEM FOR THE GROB FINE CONTROL OF MICRORECHNER CONTROLLED MANIPULATORS
EP0797133A1 (en) * 1996-03-18 1997-09-24 Siemens Aktiengesellschaft Optimal torsional control of an electrical speed controlled drive, characterised by rotation-elastic mechanical properties, using a PI-controller
DE69324097T2 (en) * 1992-10-08 1999-10-28 Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki Process control device
DE102004010317A1 (en) * 2003-03-03 2004-12-09 Delta Electronics, Inc. Robust current control device for a servo system
DE102005042650A1 (en) * 2005-09-08 2007-03-15 Robert Bosch Gmbh Speed control for an internal combustion engine in the event of a fall in gas

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD244837A1 (en) * 1985-12-24 1987-04-15 Univ Dresden Tech POSITIONING SYSTEM FOR THE GROB FINE CONTROL OF MICRORECHNER CONTROLLED MANIPULATORS
DE69324097T2 (en) * 1992-10-08 1999-10-28 Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki Process control device
EP0797133A1 (en) * 1996-03-18 1997-09-24 Siemens Aktiengesellschaft Optimal torsional control of an electrical speed controlled drive, characterised by rotation-elastic mechanical properties, using a PI-controller
DE102004010317A1 (en) * 2003-03-03 2004-12-09 Delta Electronics, Inc. Robust current control device for a servo system
DE102005042650A1 (en) * 2005-09-08 2007-03-15 Robert Bosch Gmbh Speed control for an internal combustion engine in the event of a fall in gas

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007026300A1 (en) 2008-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4345505B4 (en) Position control device for controlling an electric motor
DE69613743T2 (en) Control for an electric power steering
DE102015204332B4 (en) Method for semi-autonomous driving of a vehicle with steer-by-wire system and steer-by-wire system for regulating operation of a vehicle
DE102006035369B4 (en) Vehicle steering control device and associated control method
DE102004008406B4 (en) Regulation / control drive
DE19919797B4 (en) Electric power steering system
DE69403185T2 (en) Device for controlling the vibrations of an engine and method for adapting the measured speed value of an engine to a speed setpoint
DE10146976A1 (en) Vibration reduction control device for an electric motor and design method for a vibration reduction control for the electric motor
DE4132825A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR REGULATING THE SPEED OF AN ELECTRIC MOTOR
DE112007001271T5 (en) Servo control device
DE3241507A1 (en) CONTROL SYSTEM FOR A MAGNETIC STORAGE DEVICE
DE102010012424A1 (en) Servo control unit with double position feedback
DE2921806A1 (en) COMBINED IN-LINE AND TRIM ACTUATOR
DE10243613A1 (en) Method and device for controlling a motor-driven throttle valve
DE102004030611B4 (en) Apparatus and method for controlling the volume of air during idle operation
DE2347741A1 (en) PROCESS REGULATION ORGANIZATION WITH AUTOMATIC ADAPTATION TO UNKNOWN OR CHANGEABLE PARAMETERS
EP4059813B1 (en) Control device and method for controlling the steering angle of a vehicle
DE102015007194B4 (en) Servo control with reduced deflection of the front end point of a machine
DE69425698T2 (en) Magnetic bearing and rotating machine with a magnetic bearing
DE102007038628A1 (en) Vehicle steering device
EP1118043B1 (en) Method and circuit configuration for automatically parameterizing a rapid digital speed control circuit
DE102007026300B4 (en) Control system and adjustment method therefor
DE60027097T2 (en) Control unit for a throttle valve
DE3839878C2 (en)
WO2024235781A1 (en) Method for operating an electric motor for an electric bicycle, drive system, and electric bicycle

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition