DE69118800T2

DE69118800T2 - Realzeit Belastungs-Überwachungssystem mit Fernabtastung

Info

Publication number: DE69118800T2
Application number: DE69118800T
Authority: DE
Inventors: Clifford T Gunsallus
Original assignee: Kaman Aerospace Corp
Current assignee: Kaman Aerospace Corp
Priority date: 1990-09-27
Filing date: 1991-09-26
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2011-09-27
Also published as: EP0477948B1; ATE137016T1; US5163011A; GR3020539T3; DE69118800D1; DK0477948T3; ES2089081T3; EP0477948A2; EP0477948A3

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft Lastüberwachungsvorrichtungen und insbesondere Lastüberwachungssysteme mit Fernerfassung, die durch Echtzeitbetrieb gekennzeichnet sind.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Systeme zur Überwachung von Kraftbelastungen sind wohlbekannt und werden bei einer Vielzahl von Produkten zur Bestimmung struktureller Zustände in mechanischen Komponenten verwendet. Diese Systeme sind durch eine Mehrzahl von Parametersensoren, beispielsweise Dehnungsmesser, gekennzeichnet, welche lokal an den mechanischen Elementen angeordnet sind und Signale an einen fernen Prozessor liefern. Die gemessenen Daten werden vom Prozessor nach Maßgabe einer im voraus aufgestellten Beziehung korreliert. Die Prozessorausgangssignale sind ein Maß für die Spannungs- oder Belastungszustände des Elements.
Bei vielen Anwendungen ist die direkte Instrumentierung mechanischer Elemente möglich. Beispielsweise können Dehnungsmesser und -sensoren ohne weiteres lokal an den Flügeln und Querrudern eines Flugzeugs angeordnet werden, wobei Signale von den Sensoren herkömmlicherweise zu einem fernen Cockpitprozessor geleitet werden. Bei einigen Elementen, beispielsweise rotierenden Turbinenblättern in einem Strahltriebwerk, ist dagegen eine direkte Instrumentierung unmöglich oder unpraktisch. Ein weiteres derartiges Beispiel ist ein rotierendes Hubschrauberblatt. Eine direkte Instrumentierung des Blatts mit lokal angeordneten Sensoren kann nur erreicht werden, indem eine ausgeklügelte Schleifringeinrichtung benutzt wird, die verschleißanfällig ist und daher häufig gewartet werden muß. Folglich wird ein Hubschrauber nur für Zwecke des anfänglichen Testens und Kalibrierens mit einem direkt am Blatt angebrachten Instrumentarium ausgestattet.
Das U.S.-Patent Nr. 4,485,678 auf Fanuele offenbart ein Rotordiagnose- und -ausgleichssystem mit Schwingungs- und Rotationssensoren, welche mit einem Prozessor gekoppelt sind, der Ausgangssignale für das System bereitstellt. Der Prozessor ist in der Lage, ein Diagnoseausgangssignal zu erzeugen, welches den Ursprung der Schwingungen auf Grundlage vorher festgelegter Standards angibt, und bewirkt - wenn möglich - eine Trimm-Regulierung des Rotors. Ein Fachmann wird erkennen, daß bei dem '678-System eine Maximalamplitude des gesamten Sensorsignals und eine einfache Frequenzbereichsanalyse der Sensorsystemsignale genutzt wird.
Das U.S.-Patent Nr. 4,764,882 auf Braschel et al. offenbart ein Verfahren zur Überwachung der Ermüdung von Konstruktionsbestandteilen beispielsweise eines Kernkraftwerks. Das Verfahren ist durch eine Mehrzahl von lokal an dem Teil (z.B. einer Speisewasserdüse) angeordneten Sensoren gekennzeichnet. Anhand der lokalen Temperaturverteilung und/oder der Temperatur-Zeit-Kurve berechnet das Verfahren entsprechende Temperaturkurven im Innenabschnitt der Düse. Bevor eine berechnete Spannungs-Temperatur-Kurve erzeugt werden kann, ist eine Anzahl von Vereinfachungen notwendig. Das '882-Verfahren setzt die direkte Erfassung zur Bestimmung von Parametergrößen ein.
Das U.S.-Patent Nr. 4, 345,472 auf Hara et al. offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum digitalen Analysieren der dynamischen Asymmetrie eines rotierenden Körpers. Eine mechanische Schwingung eines rotierenden Testkörpers wird mit einer Mehrzahl lokal angeordneter Sensoren angepaßt. Die mechanische Schwingung wird in ein periodisches Signal übersetzt, welches einen kombinierten Vektor des nicht ausbalancierten rotierenden Körpers und des Mechanismus darstellt, der ihn dreht. Das '472-Verfahren teilt das Signal in zwei orthogonale Vektorkomponenten. Unbekannte Werte von vier Konstanten werden mittels eines Vorversuchs bestimmt, der drei aufeinanderfolgende Stufen aufweist, welche das Drehen des Testkörpers um einen gewählten Betrag aus einer der ersten Stufe zugeordneten Position, die Abtastung von digitalen Datensignalen und die Verlagerung des Testkörpers um einen vorbestimmten Betrag bezüglich dieser Position beinhalten. Ein Versuchstotgewicht bekannter Masse wird am Testkörper angebracht und dieser gedreht. In der dritten Stufe bearbeitet ein Computer die Daten und bestimmt die vier Konstanten nach Maßgabe eines Satzes von Gleichungen. Wiederum erfaßt die '472-Vorrichtung direkt ein Datensignal und verwendet das gesamte Datensignal.
Das U.S.-Patent 4,758,964 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung von Maschinenteilen, welche durch Sensoren gekennzeichnet sind, die direkt am Teil dessen natürliches charakteristisches Schwingungsverhalten im Betrieb messen und das gemessene Schwingungssignal mit Signalen vergleichen, welche für dieses Teil im Normalbetrieb bezeichnend sind. Sollte das Signal erheblich von dem für Normalbetrieb bezeichnenden Signal abweichen, ertönt ein Alarm. Zu beachten ist, daß die '964-Vorrichtung die direkte Erfassung einsetzt und das gesamte Signal verwendet.
Es sind auch Techniken zur indirekten Messung von strukturellen Parametern belasteter mechanischer Teile untersucht worden. Bei diesen Techniken werden Sensoren fern von den belasteten Komponenten, die von Interesse sind, angeordnet. Bei einem Flugzeug beispielsweise kann eine Mehrzahl von Sensoren am Flugzeugrumpf angeordnet werden. Das an diesen Sensoren erhaltene Signal umfaßt eine auf die Belastung des Flugzeugrumpfs zurückzuführende Komponente ebenso wie eine die Belastung der Flugzeugflügel angebende Komponente. Unter Verwendung vorbestimmter Beziehungen könnte ein Prozessor die Dehnungs- bzw. Verformungsinformationen vom interessierenden Element ideal isolieren und diese Daten mit der Belastung des Elements korrelieren.
Die Ermittlung der Signalkomponentenausgangsbelastungen ist bei Hubschrauberelementen inhärent schwieriger als für ein Flugzeug, da die auf die verschiedenen rotierenden Elemente einwirkenden Belastungen periodisch sind. Systeme, die versucht haben, strukturelle Parameter in rotierenden Elementen eines Hubschraubers, beispielsweise Blattdehnungen oder -momente, zu bestimmen, waren erfolglos, weil die erforderlichen mathematischen Berechnungen für zu komplex und die notwendigen Daten für unzureichend meßbar gehalten wurden.
Ein Beispiel eines bekannten Systems mit Fernerfassung ist in dem im Gemeineigentum befindlichen U.S.-Patent Nr. 4,894,787 offenbart und beansprucht. Das '787-System ist durch eine Vorrichtung gekennzeichnet, die an dem festen System angebracht ist und Signale von einem rotierenden System erhält. Diese Signale werden an eine Mehrzahl von Fourier-Koeffizientendetektoren geliefert, um die jeweiligen Fourier-Koeffizienten hierfür zu ermitteln. Signale, welche diesen Koeffizienten entsprechen, werden mit im voraus bestimmten Korrelationskoeffizientensignalen kombiniert. Sinus- und Kosinus-Generatoren liefern Signale an Komponentensynthetisierer, welche außerdem die kombinierten Koeffizientenausgangssignale erhalten. Die Ausgabe derselben wird zu einem zeitabhängigen Signal aufsummiert, welches dem interessierenden Parameter entspricht, beispielsweise einem Biegemoment eines Hubschrauberblatts.
Das '787-System ist durch die Notwendigkeit belastet, sowohl das erfaßte Signal in seine Fourier-Komponenten zu zerlegen als auch ein zeitabhängiges Signal unter Verwendung einer Vielzahl von Funktionsgeneratoren zu regenerieren. Diese Erfordernisse verhindern den Einsatz des '787-Systems in Echtzeit bei hohen Frequenzen und bringen eine unerwünschte Komplexität und unerwünschte Kosten mit sich. Es wäre vorteilhaft, ein System zur Fernüberwachung von Parametern zu haben, das vollständig in Echtzeit mit einem Minimum an Komponenten arbeiten würde. Die vorliegende Erfindung ist auf ein derartiges System gerichtet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System bereitzustellen, das die Größe eines Parameters eines Elements vollständig in Echtzeit anhand von Signalen bestimmt, welche fern dieses Elements erfaßt werden.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Verwendung bei der Erzeugung von Kalibrierungssignalen vorgesehen, bei dem aus einer ersten Gruppe von periodischen Signalen, welche an einem ersten Teil gemessen werden und einen Parameter des ersten Teils angeben, eine Verknüpfungsgruppe von Signalen erzeugt wird, welche der ersten Gruppe von periodischen Signalen eine zweite Gruppe von periodischen Signalen gleichsetzt, die - wie in einem zusammenwirkenden zweiten Teil gemessen - den Parameter des ersten Teils angeben, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte:
- Messen einer den Parameter des ersten Teils angebenden ersten Signalgruppe mittels Sensoren, welche unmittelbar an dem ersten Teil angeordnet sind, bei vorgewählten Phasen in jeder einer Mehrzahl von Signalperioden,
- Messen einer zweiten Signalgruppe mittels Sensoren, welche unmittelbar an dem zweiten Teil angeordnet sind, bei den vorgewählten Phasen in jeder der Mehrzahl von Signalperioden, wobei die an dem zweiten Teil gemessene Signalgruppe Signale umfaßt, welche den Parameter des ersten Teils angeben,
- Bilden einer Mehrzahl dem ersten Teil zugeordneter Signaluntergruppen aus der dem ersten Teil zugeordneten Signalgruppe derart, daß die dem ersten Teil zugeordneten Signaluntergruppen jeweils die Signale bei jeweiligen der Signalphasen enthalten,
- Bilden einer Mehrzahl dem zweiten Teil zugeordneter Signaluntergruppen aus der dem zweiten Teil zugeordneten Signalgruppe derart, daß die dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppen jeweils die Signale bei jeweiligen der Signalphasen enthalten,
- wobei die dem ersten Teil und dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppen ersten bzw. zweiten mathematischen Vektoren entsprechen, welche in einem Vektorraum liegen, wobei aus den dem ersten Teil und dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppen mathematisch jeweils erste bzw. zweite Matrizen gebildet werden,
- Berechnen aus den dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppen im wesentlichen unabhängige Signaluntergruppen derselben, welche eine Mehrzahl von Signalelementen aufweisen, die den mathematischen Vektorraum im wesentlichen aufspannen, und
- Erzeugen einer aufspannenden Verknüpfungssignalgruppe, welche einer mathematischen Pseudoinversen der dem ersten Teil zugeordneten Signalgruppe entspricht, mittels der im wesentlichen unabhängigen Signaluntergruppe.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Bestimmung eines zeitabhängigen Signals, das einem Parameter in einem ersten Teil entspricht, vorgesehen, wobei das System umfaßt:
- Mittel zum Messen einer zeitabhängigen periodischen Signalgruppe bei vorgewähiten Phasen derselben in jeder einer Mehrzahl von Signalperioden in einem mit dem ersten Teil zusammenwirkenden zweiten Teil, wobei die an dem zweiten Teil gemessene Signalgruppe Signale umfaßt, welche den Parameter des ersten Teils angeben, und
- eine Steuereinheit,
wobei die Steuereinheit umfaßt:
- Mittel zum Bilden einer Mehrzahl dem zweiten Teil zugeordneter Signaluntergruppen aus der dem zweiten Teil zugeordneten Signalgruppe derart, daß die dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppen jeweils die gemessenen Signale bei jeweiligen der Signalphasen enthalten,
- Korrelationsmittel zum Erzeugen einer den Parameter des ersten Teils angebenden Stgnalgruppe, welche die dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppen mit vorbestimmten Kalibrierungskorrelationskoeffizienten kombiniert, wobei die Kalibrierungskorrelationskoeffizienten erzeugt werden, indem eine mathematische Pseudoinverse einer Signalgruppe, welche Koeffizienten von unmittelbar an dem ersten Teil gemessenen, dem Parameter des ersten Teils zugeordneten Signalen entspricht, mittels einer Signalgruppe berechnet wird, welche einer im wesentlichen unabhängigen Untergruppe von Signalen entspricht, die den Parameter des ersten Teils angeben und unmittelbar an dem zweiten Teil gemessen werden, wobei die dem ersten und dem zweiten Teil zugeordneten Koeffizientensignalgruppen ersten bzw. zweiten mathematischen Vektoren entsprechen, welche in einem Vektorraum liegen, wobei aus den Signalgruppen mathematisch jeweils erste bzw. zweite Matrizen gebildet werden, welche aus Elementen zusammengesetzt sind, die in Reihen und Spalten angeordneten Signalen derselben entsprechen, und
- Mittel zum Erzeugen eines zeitabhängigen Signals, welches den Parameter des ersten Teils angibt, aus dem gemessenen periodischen Signal und der berechneten, dem Parameter des ersten Teils zugeordneten Signalgruppe.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist eine vereinfachte Schemaansicht, welche einen Teil eines erfindungsgemäß vorgesehenen Lastüberwachungs- und -aufzeichnungssystems darstellt, welches zur Anwendung bei einem Hubschrauber ausgeführt ist.
Figur 2 ist eine diagrammartige Darstellung eines vom System der Figur 1 während der Systemkalibrierung ausgeführten Algorithmus.
Figur 3 ist eine vereinfachte diagrammartige Darstellung eines vom System der Figur 1 während des Betriebs ausgeführten Algorithmus.
Figur 4 stellt gemessene Blattbiegemomente senkrecht zu einem Hubschrauberblatt im Vergleich zu Blattbiegemomenten dar, welche von dem System der Figur 1 berechnet wurden.
Figur 5 stellt gemessene Nabenbiegemomente im Vergleich zu Nabenbiegemomenten dar, welche von dem System der Figur 1 berechnet wurden.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Bezugnehmend nunmehr auf Figur 1 ist dort ein Teil eines erfindungsgemäß vorgesehenen automatischen Echtzeit-Lastüberwachungssystems 10 dargestellt, welches zur Verwendung an einem Hubschrauber 11 ausgeführt ist. Für die rotierenden mechanischen Systeme des Hubschraubers ist es meistens physikalisch nicht möglich oder erwünscht, Parameterdaten lokal zu erhalten, beispielsweise indem Spannungs-Dehnungs-Messer an einem rotierenden Hubschrauberblatt angebracht werden, um Blattbiegemomente parallel zum Blatt zu bestimmen. Das System der Figur 1 bestimmt einen gewünschten Parameter (d.h. die Belastung) mittels indirekter Messungen, welche fern von den rotierenden Komponenten vorgenommen werden. Der Vorgang der Bestimmung physikalischer Parameter eines dynamischen Elements aus nur wenigen punktuellen betriebsmäßigen Messungen wurde "holometrischer" Prozeß genannt, aus dem Griechischen "holos" (das Ganze) und "metricus" (messen).
Als Beispiel weist der im Phantom gezeigte Hubschrauber 11 rotierende Blätter 12, 13, 14 und 16 auf, welche durch Rotorblattbiegedehnungen oder -belastungen charakterisiert sind, die aus entsprechenden Rotorblattbiegemomenten resultieren. Diese Momente werden anhand von Dehnungen bestimmt, die an einem Rumpf 18 gemessen werden. Eine Nabe 19 erfährt ähnliche Biegemomente. Eine Steuereinheit 20 empfängt eine Mehrzahl analoger Eingangsdatensignale auf Leitungen 22, welche von einer entsprechenden Mehrzahl von Überwachungsaufnehmern ausgehen, die schematisch bei 24 angedeutet sind und am Rumpf oder dem "festen" System des Hubschraubers angeordnet sind. Vorteilhaft ist es, wenn die Aufnehmer oder Sensoren in dem festen System Dehnungsmesser oder ähnliche Instrumente sind. Diese Aufnehmer sind vorzugsweise längs Belastungpfaden an der Zelle des Fluggeräts (dem Rumpf) angeordnet.
Während des Flugs erfahren die Rotorblätter des Hubschraubers Dehnungs- oder Biegemomente an verschiedenen Stellen oder Positionen, welche sich mit dem Flugzustand ändern. Solche Flugzustände würden beispielsweise eine hohe g-Last beim Abfangen eines Sturzflugs, eine g-Last kleiner als Schwerkraft zu Beginn eines Sturzflugs, Schweben oder Hochgeschwindigkeitsfliegen umfassen. In jedem Flugzustand oder -manöver unterscheiden sich die Bewegungen der Rotorblätter von den Bewegungen in anderen Flugzuständen oder -manövern sowohl größen- als auch phasenmäßig in sehr deutlicher Weise. Daher kann für jeden Flugzustand oder jedes Manöver eine Beziehung zwischen den von den Überwachungsorganen (Sensoren) gemessenen Dehnungen und dem entsprechenden Dehnungsoder Biegemoment im Rotor, der Nabe oder einem anderen rotierenden Element von Interesse bestimmt werden.
Die lineare Beziehung der Überwachungssignale des festen Systems oder Rumpfsystems zu den Signalen der Dehnung im rotierenden System kann unter Verwendung der weithin etablierten Verallgemeinerten Moore-Penrose-Inversen gefunden werden, wenn und nur wenn die Matrix der Überwachungssignale gegenüber den Flugzuständen, von der die Verallgemeinerte Moore-Penrose-Inverse zu nehmen ist, hinsichtlich der informationellen Verläßlichkeit der gemessenen Sensorsignale konditioniert ist. Der nachfolgend beschriebene Vorgang der Bestimmung dieser Informationsmatrixkonditionierung ist kritisch und wurde im obengenannten U.S.-Patent Nr. 4,894,787 im einzelnen ausgeführt.
Zusammengefaßt kann eine Gleichung aufgestellt werden, um die Beziehung zwischen den in dem rotierenden System gemessenen Signalen und denen im festen System zu beschreiben:
[R] = [K] [C] + [E] (1)
wobei R eine Matrix von Koeffizienten ist, die aus den rotierenden Signalen erzeugt werden, K die Matrix von Koeffizienten ist, welche aus den Signalen des festen Systems abgeleitet werden, C die Verknüpfungsmatrix ist und E die Matrix von Fehlern oder Residuen ist. Gleichung 1 stellt fest, daß die Matrizen ein lineares System bilden, welches mathematisch als in einem linearen Vektorraum liegend angesehen werden kann.
Die Matrizen K und C sind beide aus entsprechenden reduzierten Matrizen K&sub0; und C&sub0; aufgebaut, welche den Vektorraum mathematisch aufspannen und welche aus J informationsmäßig unabhängigen Spalten der Matrix K und J Reihen der Matrix C bestehen. Mit anderen Worten sind K&sub0; und C&sub0; Untergruppen von K und C, derart, daß lineare Kombinationen von K&sub0;, C&sub0; existieren, welche alle Elemente von R mit einer minimalen Euklid'schen Fehlernorm erzeugen können. Daher werden nur die reduzierten Matrizen benötigt, um eine Korrelation zwischen R und K herzustellen. Zu beachten ist außerdem, daß es lediglich die Identifizierung des Informationsgehalts der Matrix K&sub0; ist, die eine konsistente analytische Lösung erlaubt. Das Verfahren, um zu diesen reduzierten Matrizen zu gelangen, wird Jones-Euklid-Grenzlängen-Orthogonal isierungsprozeß (JELLO) genannt und ist in dem obengenannten '787-Patent im einzelnen ausgeführt.
Wie in der Beschreibung des '787-Patents angemerkt, existiert eine Gruppe von Konstanten, die verwendet werden können, um Signale, die Parameter angeben, beispielsweise ein Biegemoment im ersten Teil senkrecht zu diesem, in Beziehung zu Signalen zu setzen, welche in dem zweiten Teil gemessen werden, d.h. Schwingungssignale. Diese Signale sind ungeachtet der speziellen Umstände, d.h. des Flugzustands des Hubschraubers oder des Leistungsgrads eines arbeitenden Strahltriebwerks, konstant. Der Stand der Technik nahm an, daß dies nicht der Fall ist, daß jede derartige verknüpfende Signalgruppe - wenn überhaupt existent - zeitveränderlich ist und eine Simulation eine Vielzahl von Mikroprozessorprogrammen erfordern würde.
Es ist unumgänglich, daß für jede zu findende verknüpfende Signalgruppe zunächst eine im wesentlichen unabhängige Signaluntergruppe aufgestellt werden muß. Der Stand der Technik geht davon aus, daß keine ausreichenden Informationen vorlagen, um die Beziehung zwischen den in einem ersten Teil gemessenen Signalen und den in einem zweiten Teil gemessenen Signalen adäquat festzulegen. Eine derartige Beziehung kann selbst dann aufgestellt werden, wenn keine perfekte oder vollständige mathematische Unabhängigkeit gefunden werden kann.
Bestimmte Aspekte des JELLO-Prozesses können anhand des folgenden Beispiels verstanden werden. In Tabelle 1 ist eine Folge von Zahlen dargestellt, die beispielsweise den Werten der Fourier-Koeffizienten für eine Mehrzahl von Sensoren entsprechen können, welche an dem "festen" System oder einem Teil dieses Systems angeordnet sind. Die Sensoren sind an Röhren angeordnet, welche die Hubschraubernabe mit dem Hauptteil des Hubschrauberrumpfs positionieren.
In Tabelle 1 entsprechen die Elemente in jeder Spalte den Koeffizienten von einem gegebenen Sensor des festen Systems, während jede Reihe einem anderen Flugzustand entspricht (z.B. Geradeausfliegen auf gleichbleibender Höhe mit 40 Knoten). Im allgemeinen können diese Koeffizienten als eine M x N Matrix K bildend angesehen werden, wobei die Matrix R, wie unten angegeben, den Fourier-Koeffizienten für das Blattbiegemoment für ein bestimmtes rotierendes Hubschrauberblatt bei diesen gegebenen Flugzuständen entspricht. Tabelle 1 Sensor des festen Systems Flugfall
Der Wert, den die Matrix R tatsächlich enthält, kann zunächst aus einer direkten Messung erhalten werden:
R = 29 8 6 10 27 20 (2)
Zur Berechnung von R aus indirekten Messungen wird eine Matrix C gesucht, derart daß:
[K] {C} = {R} + {Fehler} (3)
mit einem minimalen Wert für:
{Fehler} T {Fehler}
Im allgemeinen existiert kein C derart, daß die {Fehler}- Matrix Null ist. Die Matrix C wird für eine nichtquadratische Matrix unter Anwendung der bekannten Methode zur Pseudoinversenberechnung berechnet:
{C} = [ [K]T [K] ]&supmin;¹ [K]T [ {R} + {Fehler} ] (4)
was die folgende Matrix ergibt:
{C} = -3,7 0,22 -1,7 820 -812 (5)
dann:
[K] {C} = {R} + {Fehler} = 17 17 -2,9 14 26 20 (6)
Zu beachten ist, daß ein Vergleich der Werte in Gleichung 2 und 6 eine gute, wenn auch nicht exakte Annäherung darstellt; mit anderen Worten wird der berechnete Wert mit einem minimalen mittleren quadratischen Fehler gebildet.
Es ist obligatorisch, daß die Stabilität oder "Robustheit" der Beziehung geprüft wird, indem bei jeder in dem festen System vorgenommenen Messung ein zufälliger Fehler (10 %) angenommen wird. Fehler dieser Art und mindestens dieser Größe müssen berücksichtigt werden, da dies für die wirklichen Meßfehler und Flugzustände repräsentativ ist. Die Matrix [KE] setzt sich aus den Elementen von [K] mit einem zufälligen Fehler von 10 % zusammen und ist:
Die neue Matrix KE wird mit der Verknüpfungsmatrix C multipliziert, was ergibt:
[KE] {C} = {RE} = -33 192 -350 850 710 490 (7)
Tabelle 2 zeigt einen Vergleich der Elementgrößen dieser verschiedenen [R]-Matrizen. Tabelle 2 Tatsächlich {R} {R} Beste Annäherung {RE} Annahme eines zufälligen Eingangsfehlers von 10 %
Tabelle 2 vergleicht die Koeffizienten des Randbiegemoments senkrecht zum Blatt, wie sie nach den drei Methoden gefunden wurden Der Vergleich zwischen den Koeffizenten der besten Annäherung und den Koeffizienten von zeigt einen erheblichen Unterschied in den Werten der Elemente in der Matrix, die nur mit einem kleinen Fehler behaftet sind. Die Größe dieses Fehlers zeigt deutlich an, daß die einfache Lösung durch Anwendung der Methode der Pseudoinversen ein sehr instabile Lösung vorsieht. Man sagt, der Beziehung fehlt die "Robustheit".
Dieses Fehlen der "Robustheit" hat alle Versuche gekennzeichnet, einen Parameter, beispielsweise Blattbiegemomente in einem Hubschrauberblatt, indirekt zu messen und hat jegliche Anwendung der Indirekt- oder Fernerfassung verhindert. Es kann jedoch mit dem JELLO-Verfahren des '787-Patents eine reduzierte Matrix gefunden werden, die aus Elementen zusammengesetzt ist, welche im wesentlichen unabhängig sind. Bei dem vorliegenden Beispiel ist die Schwelle des "Unabhängigkeitswinkels" zu 2,85 Grad gewählt.
Eine Berechnung der reduzierten Matrix [K&sub0;] wird auf die in der vorliegenden Spezifikation im einzelnen ausgeführte Weise, genannt "JELLO"-Prozeß, vorgenommen und ergibt: [K&sub0;] = Jello [K]
Zu beachten ist, daß die letzte Spalte von [K] nicht beibehalten worden ist; sie ist aus Elementen zusammengesetzt, welche sehr ähnlich der vierten Spalte sind, und ist nicht "unabhängig" genug, um die Schwelle von 2,85 Grad zu passieren. Die Matrix [K0E] setzt sich aus Elementen mit einem zufälligen Fehler von 10 % zusammen und ist:
Eine Berechnung der reduzierten Verknüpfungsmatrix [C&sub0;] erfolgt nach der Methode der Pseudoinversen und ist wie folgt:
{C&sub0;}= [ [K&sub0;] T [K&sub0;]&supmin;¹ [K&sub0;] T [{R&sub0; + Fehler}] = = -3,8 -0,27 0,82 5,2 (10)
und
[K&sub0;] {C&sub0;} [{R&sub0; + Fehler}] = 13 10 -,55 11 32 18 (11)
Zur Bestimmung, ob die vorliegende Erfindung ein stärkeres Vermögen oder eine verbesserte "Robustheit" aufweist, können wir die reduzierte Matrix verwenden, um die Koeffizienten wie folgt zu berechnen:
[K0E] {C&sub0;} = {R0E} = 13 12 -7,7 18 31 20 (12)
Ein Vergleich zwischen Koeffizienten, die unter Verwendung der reduzierten Matrix und mit einer einfachen Pseudoinversen-Methode berechnet wurden, ergibt: Tabelle 3 {R} Beste Annäherung {RE} 10 % Zufall
Mit dem JELLO-Prozeß dagegen: Tabelle 4 Beste Annäherung
Die obige Berechnung zeigt klar, daß die wilden Schwankungen des Ausgangssignals, die als Folge kleiner (ungefähr 10 %iger) Änderungen des Eingangssignals hervorgerufen werden, beseitigt werden können; letztlich ermöglicht sie überhaupt die Verwendung fernerfaßter Daten. Aus dem obigen Beispiel wird klar, daß die im Stand der Technik offenbarten Systeme, beispielsweise das '678-System, bei der Fernerfassung von keinem Nutzen sind, da sie (1) eine maximale Amplitude des gesamten Sensorsignals verwenden oder (2) eine einfache Frequenzbereichsanalyse der Sensorsignale mit sich bringen. Ein Fachmann wird erkennen, daß die Eliminierung redundanter, mathematischer abhängiger Signale notwendig ist, da diese Signale inhärent destabilisierend sind. Außerdem kann eine strenge mathematische Definition von "Unabhängigkeit" gelockert werden und sich dennoch eine funktionsfähige Einrichtung ergeben
Das obige Beispiel zeit die Nützlichkeit des JELLO-Prozesses zur Verwendung bei Fernerfassungssystemen, beispielsweise dem '787-System, die die konstanten Koeffizienten für die reduzierten Matrizen C&sub0;, K&sub0; mittels Fourier-Zerlegung oder einer anderen analytischen Zerlegung der zeitabhängigen Signale erzeugen. Als Folge muß das den gewünschten fernen Parameter bezeichnende zeitabhängige Signal unter Verwendung von Wellenformsynthetisierern und dgl. erzeugt werden, was die Erzeugung des gewünschten Femparametersignals in einem von "Prozessor"-Beschränkungen bereinigten Frequenzbereich vollständig in Echtzeit verhindert.
Der vorliegende Erfinder hat jedoch als Erster bemerkt, daß der JELLO-Prozeß bei einem Fernerfassungssystem ohne den im '787-Patent offenbarten Vorgang der Signalzerlegung/wiedergewinnung verwendet werden kann. Dies bezeichnet einen wichtigen ersten Abweichungspunkt der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik.
Allgemein kann ein zeitveränderliches periodisches Signal q(t) über jede Periode abgetastet und als Matrix von Termen ausgedrückt werden:
wobei die Zahl der Spalten (J) der Zahl der Abtastungen in einer Periode tj entspricht und die Zahl der Reihen (M) der Zahl abgetasteter Perioden entspricht. Für das System 10 der Figur 1 würde die Periode der Dauer einer Hubschrauberblattumdrehung entsprechen. Da die Signale periodisch sind, entspricht jede Abtastung einer bestimmten Phase in einer einzigen Periode. Beispielsweise würde die erste Datenabtastung in einem 10 mal pro Periode abgetasteten Signal bei einer Phase liegen, die gleich 36 Grad ist, die zweite Abtastung bei einer Phase, die gleich 72 Grad ist, usw.
Bei gegebenem System 10 befinden sich 8 Sensoren (allgemein I Sensoren) am Rumpf (festes System); daher gibt es 8 gemessene Signale q,(t) bis q&sub8;(t), von denen jedes "j" mal in "m" Blattumdrehungen abgetastet wird. Diese Signale können wieder ausgedrückt werden als:
genannt Signalphasenmatrizen. Es gibt eine Matrix T für jede der Abtastphasen T&sub1; bis Tj Die Matrix T für die bevorzugte Ausführungsform mit 8 Sensoren ist:
Die Signalphasenmatrizen stellen jeweils die Signalwerte der Sensoren für die "J" konstanten Phasenorte, gemessen in fundamentalen Signalperioden, dar. Für jede Phase j wird die folgende Gleichung für die "I" Phasensignalkoeffizienten cj gelöst.
[Tj] Cj = q&sub1;(8j) = B (16)
Die Matrix T wird auf ihre maximal unabhängige Form
[T&sub0;]j (17)
mittels des oben im einzelnen ausgeführten JELLO-Prozesses reduziert; gelöst bei jedem j für
Cj &sub0; = (TT&sub0;T&sub0;)&supmin;¹ (TT&sub0;) B (18)
ergibt sich C&sub0;, die zeitinvariante Koeffizientenmatrix über M Fundamentalperioden. Diese Beziehung kann in anderer Form ausgedrückt werden:
q1(tj,tj + tj,tj + 2tj,...) = [T&sub0;] (tj,tj + tj,tj + 2tj,...) Cj (19)
oder äquivalent:
Die komplette Matrix C wird dann berechnet und kann vom System 10 im Betrieb verwendet werden. Zu beachten ist wiederum, daß die obigen Gleichungen eine Beziehung für eine bestimmte Gruppe von Flugzuständen herstellen. Äquivalente Gleichungen können für das System der Figur 1 für andere, größere Gruppen von Flugzuständen bis hin zur gesamten sicherheitsbedingten Fliegbarkeitsgrenze oder für das mathematische Äquivalent von Flugzuständen aufgestellt werden, wenn die vorliegende Erfindung zum Einsatz bei anderen Applikationen ausgeführt ist.
Bezugnehmend wiederum auf Figur 1 werden die Sensorsignale auf der Leitung 22 nach Durchlaufen der Signalkonditionierungsschaltung 26 an die Steuereinheit 20 geliefert. Die Sensorsignale werden voneiner Signalabtastvorrichtung 28 eine gewählte Zahl mal pro Umdrehung abgetastet, typischerweise einige hundert oder tausend mal. Zum Zwecke einer klaren Darstellung ist jedoch nur eine Phase für 8 Belastungspfade gezeigt. Eine Phasenverriegelungsschaltung 30 erzeugt ein Signal einmal pro Blattumdrehung und liefert dieses Signal an die Vorrichtung 28, um sicherzustellen, daß die abgetasteten Signale jeweils exakte Phasen in jeder Umdrehung haben.
Das System 10 umfaßt ferner ein Koeffizientenprogrammiermodul 32, welches alle durch den oben erwähnten Kalibrierungsprozeß erzeugten Signalkoeffizienten enthält. Das Modul 32 empfängt die Sensorsignale der Phase nach und multipliziert diese Signale mit Signalen, welche den Korrelationskoeffizienten entsprechen. Das Produkt hiervon wird an einen Summationsmechanismus 34 geliefert, welcher auf einer Leitung 36 das gewünschte zeit- und phasenabhängige Parametersignal B(θ) ausgibt, beispielsweise Blattbiegemomente senkrecht zum Blatt oder Nabenbiegemomente.
Ein Kalibrierungsalgorithmus 39, der von der vorliegenden Erfindung bei der Erzeugung der Koeffizientensignale ausgeführt wird, ist in Figur 2 gezeigt. Zunächst werden Daten von Sensoren sowohl am rotierenden Hubschrauberblatt als auch am festen Rumpf registriert (Blöcke 42, 44). Die dem festen System zugeordnete reduzierte Signalmatrix wird unter Verwendung des JELLO-Prozesses berechnet (Block 46). Die dem festen System zugeordnete reduzierte Signalmatrix K&sub0; wird zur Berechnung der reduzierten Verknüpfungsmatrix C&sub0; in Block 48 verwendet.
Figur 3 zeigt diagrammartig den Betrieb des Systems 10 der Figur 1. In Block 52 liefern die Sensoren im festen System Signale an die Steuereinheit. Jede Blattumdrehung (Block 56) werden diese Signale eine gewählte Zahl mal bei vorgewählten Phasen abgetastet (Block 54). In Block 58 erfolgt ein Reset der Phasenkorrelationskoeffizienten seitens des Systems. Signale bei jeder Phase werden mit dem entsprechenden Phasenkorrelationskoeffizienten multipliziert (Block 60). Die korrelierten Signale werden kombiniert (Block 62) und ein zeitabhängiges Ausgangsparametersignal in Block 64 bereitgestellt.
Figur 4 stellt die von dem System der Figur 1 erhaltenen Resultate bei Anwendung auf Flugdaten dar, welche während eines Hubschraubermanövers bei annähernd 29 genommen wurden. Die Kurve 37 entspricht einem Blattbiegemoment senkrecht zum Blatt, wie es unmittelbar von Sensoren am Hubschrauberblatt gemessen wurde, während die Kurve 38 dem gleichen Parameter, gemessen vom System 10, entspricht. Beide Kurven sind aus Daten aufgebaut, welche über 6 Blattumdrehungen hinweg mit 600 Datenpunkten gesammelt wurden (eine Abtastung pro 3,6º). Figur 5 stellt die Ergebnisse für ein vom System der Figur 1 aus den gleichen Flugdaten erhaltenes Nabenbiegemoment dar. Die Kurve 40 entspricht dem Nabenbiegemoment, wie es direkt von Sensoren an der Hubschraubernabe gemessen wurde, während die Kurve 41 dem gleichen Parameter, gemessen vom System 10, entspricht.
Obwohl die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt und beschrieben wurde, sollte es für einen Fachmann gleichermaßen verständlich sein, daß verschiedene weitere Änderungen, Weglassungen und Hinzufügungen an der Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Verfahren zur Verwendung bei der Erzeugung von Kalibrierungssignalen, bei dem aus einer ersten Gruppe von periodischen Signalen, welche an einem ersten Teil (12) gemessen werden und einen Parameter des ersten Teils angeben, eine Verknüpfungsgruppe von Signalen erzeugt wird, welche der ersten Gruppe von periodischen Signalen eine zweite Gruppe von periodischen Signalen gleichsetzt, die - wie in einem zusammenwirkenden zweiten Teil (18) gemessen - den Parameter des ersten Teils angeben, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte:

- Messen einer den Parameter des ersten Teils angebenden ersten Signalgruppe mittels Sensoren, welche unmittelbar an dem ersten Teil (12) angeordnet sind, bei vorgewählten Phasen in jeder einer Mehrzahl von Signalperioden,

- Messen einer zweiten Signalgruppe mittels Sensoren (24), welche unmittelbar an dem zweiten Teil angeordnet sind, bei den vorgewählten Phasen in jeder der Mehrzahl von Signalperioden, wobei die an dem zweiten Teil gemessene Signalgruppe Signale umfaßt, welche den Parameter des ersten Teils angeben,

- Bilden einer Mehrzahl dem ersten Teil zugeordneter Signaluntergruppen aus der dem ersten Teil zugeordneten Signalgruppe derart, daß die dem ersten Teil zugeordneten Signaluntergruppen jeweils die Signale bei jeweiligen der Signalphasen enthalten,

- Bilden einer Mehrzahl dem zweiten Teil zugeordneter Signaluntergruppen aus der dem zweiten Teil zugeordneten Signalgruppe derart, daß die dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppen jeweils die Signale bei jeweiligen der Signalphasen enthalten,

- wobei die dem ersten Teil und dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppen ersten bzw. zweiten mathematischen Vektoren entsprechen, welche in einem Vektorraum liegen, wobei aus den dem ersten Teil und dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppen mathematisch jeweils erste bzw. zweite Matrizen gebildet werden,

- Berechnen aus den dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppen im wesentlichen unabhängige Signaluntergruppen derselben, welche eine Mehrzahl von Signalelementen aufweisen, die den mathematischen Vektorraum im wesentlichen aufspannen, und

- Erzeugen einer aufspannenden Verknüpfungssignalgruppe, welche einer mathematischen Pseudoinversen der dem ersten Teil zugeordneten Signalgruppe entspricht, mittels der im wesentlichen unabhängigen Signaluntergruppe.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch die Schritte: Erzeugen einer vollständigen Verknüpfungssignalgruppe aus der Verknüpfungssignalgruppe und den dem ersten Teil und dem zweiten Teil zugeordneten Signalgruppen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß sich das erste Teil (12) relativ zu dem zweiten Teil (18) dreht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die dem ersten Teil zugeordnete Signalgruppe ferner eine Mehrzahl von Signaluntergruppen umfaßt, welche den Parameter des ersten Teils für eine entsprechende Mehrzahl von Plugzuständen angeben, und daß die Verknüpfungssignalgruppe und die dem zweiten Teil zugeordnete Signalgruppe ferner Signaluntergruppen von entsprechenden Flugzuständen umfassen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Berechnungsschritt Berechnungsschritte nach Maßgabe eines Jones-Euklid-Grenzlängen-Orthogonalisierungsalgorithmus umfaßt, der für jede dem zweiten Teil zugeordnete Signaluntergruppe die Schritte umfaßt, daß eine erste Spalte von Elementen der dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppe als mathematisch unabhängig und die unabhängige Signaluntergruppe enthaltend angenommen wird, jedes Element in aufeinanderfolgenden Spalten der dem zweiten Teil zugeordneten Signalgruppe mit der mathematisch unabhängigen Signalspalte verglichen wird und die dem zweiten Teil zugeordnete unabhängige Signaluntergruppe mit Elementen der aufeinanderfolgenden Spalten ergänzt wird, welche als im wesentlichen mathematisch unabhängig von der unabhängigen Signaluntergruppe bestimmt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Berechnungsschritt ferner gekennzeichnet ist durch die Schritte: Vergleichen jedes der dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppenelemente mit einem vorgewählten Schwellenwert, welcher eine wesentliche mathematische Unabhängigkeit angibt, und Einfügen des Elements in die im wesentlichen unabhängige, dem zweiten Teil zugeordnete Signaluntergruppe nur dann, wenn der Schwellenwert wenigstens so groß wie das Element ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Vergleichsschritt ferner durch die Schritte gekennzeichnet ist: Berechnen eines mathematischen Skalarprodukts des dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppenelements und der im wesentlichen unabhängigen Signaluntergruppe.

8. Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch die Schritte: Erzeugen eines Steuersignals, welches den Beginn einer nächsten der Perioden angibt, und Phasensynchronisieren des Abtastens der ersten und zweiten Mittel zum Messen.

9. Vorrichtung (10) zur Verwendung bei der Erzeugung von Kalibrierungssignalen, bei der aus einer ersten Gruppe von periodischen Signalen, welche an einem ersten Teil (12) gemessen werden und einen Parameter des ersten Teils angeben, eine verknüpfungsgruppe von Signalen erzeugt wird, welche der ersten Gruppe von periodischen Signalen eine zweite Gruppe von periodischen Signalen gleichsetzt, die - wie in einem zusammenwirkenden zweiten Teil (18) gemessen - den Parameter des ersten Teils angeben, wobei die Vorrichtung (10) umfaßt:

- Mittel zum Messen einer den Parameter des ersten Teils angebenden ersten Signalgruppe mittels Sensoren, welche an dem ersten Teil (12) angeordnet sind, bei vorgewählten Phasen in jeder einer Mehrzahl von Signalperioden,

- Mittel (28) zum Messen einer zweiten Signalgruppe mittels Sensoren (24), welche an dem zweiten Teil (18) angeordnet sind, bei den vorgewählten Phasen in jeder der Mehrzahl von Signalperioden, wobei die an dem zweiten Teil gemessene Signalgruppe Signale umfaßt, welche den Parameter des ersten Teils angeben, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:

- Mittel zum Bilden einer Mehrzahl dem ersten Teil zugeordneter Signaluntergruppen aus der dem ersten Teil zugeordneten Signalgruppe derart, daß die dem ersten Teil zugeordneten Signaluntergruppen jeweils die Signale bei jeweiligen der Signalphasen enthalten,

- Mittel zum Bilden einer Mehrzahl dem zweiten Teil zugeordneter Signaluntergruppen aus der dem zweiten Teil zugeordneten Signalgruppe derart, daß die dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppen jeweils die Signale bei jeweiligen der Signalphasen enthalten,

- Mittel (32), um aus den dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppen im wesentlichen unabhängige Signaluntergruppen derselben mit einer Mehrzahl von Signalelementen zu berechnen, welche den mathematischen Vektorraum im wesentlichen aufspannen, und

- Mittel (34) zum Erzeugen einer aufspannenden Verknüpfungssignalgruppe, welche einer mathematischen Pseudoinversen der dem ersten Teil zugeordneten Signalgruppe entspricht, mittels der im wesentlichen unabhängigen Signaluntergruppe.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, ferner dadurch gekennzeichnet, daß sich das erste Teil (12) relativ zu dem zweiten Teil (18) dreht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teil (12) relativ zu dem zweiten Teil (18) Schwingungen ausführt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die dem ersten Teil zugeordnete Signalgruppe ferner eine Mehrzahl von Signaluntergruppen umfaßt, welche den Parameter des ersten Teils für eine entsprechende Mehrzahl von Flugzuständen angeben, und daß die Verknüpfungscjruppe und die dem zweiten Teil zugeordnete Signalgnippe ferner Signaluntergruppen von entsprechenden Flugzuständen umfassen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsmittel (32) die unabhängige Signaluntergruppe nach Maßgabe eines Jones-Euklid- Grenzlängen-Orthogonalisierungsalgorithmus bestimmen und Mittel umfassen, um eine erste Spalte der dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppe als mathematisch unabhängig und die unabhängige Signaluntergruppe enthaltend anzunehmen, ferner Mittel umfassen, um jedes Element in aufeinanderfolgenden Spalten der dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppe mit der mathematisch unabhängigen Signalspalte zu vergleichen, sowie Mittel umfassen, um die unabhängige Signaluntergruppe mit Elementen der aufeinanderfolgenden Spalten zu ergänzen, welche als im wesentlichen mathematisch unabhängig von der unabhängigen Signaluntergruppe bestimmt werden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, ferner gekennzeichnet durch einen Vergleicher, um jeden Wert von dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppenelementen mit einem vorgewählten Schwellenwert zu vergleichen, welcher eine wesentliche mathematische Unabhängigkeit angibt, und um das Element in die im wesentlichen unabhängige Signaluntergruppe nur dann einzufügen, wenn der Schwellenwert wenigstens so groß wie das Element ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 9, ferner gekennzeichnet durch eine die periodischen Signale empfangende Steuersignalschaltung (30) zum Erzeugen eines Steuersignals, welches den Beginn einer nächsten der Perioden angibt, und durch Mittel zum Phasensynchronisieren des Abtastens der ersten und zweiten Meßmittel.

16 Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Mittel zum Phasensynchronisieren ferner durch Mittel zum Bereitstellen eines Signals gekennzeichnet sind, welches die Drehung des Rotors eines Hubschraubers angibt.

17. System (10) zur Bestimmung eines zeitabhängigen Signals (41), das einem Parameter in einem ersten Teil (12) entspricht, wobei das System umfaßt: Mittel (24) zum Messen einer zeitabhängigen periodischen Signalgruppe bei vorgewählten Phasen derselben in jeder einer Mehrzahl von Signalperioden in einem mit dem ersten Teil (12) zusammenwirkenden zweiten Teil (18), wobei die an dem zweiten Teil gemessene Signalgruppe Signale umfaßt, welche den Parameter des ersten Teils angeben, und

- eine Steuereinheit (20)

wobei die Steuereinheit (20) umfaßt:

- Mittel (28) zum Bilden einer Mehrzahl dem zweiten Teil zugeordneter Signa luntergruppen aus der dem zweiten Teil zugeordneten Signalgruppe derart, daß die dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppen jeweils die gemessenen Signale bei jeweiligen der Signalphasen enthalten,

- Korrelationsmittel (32) zum Erzeugen einer den Parameter des ersten Teils angebenden Signalgruppe, welche die dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppen mit vorbestimmten Kalibrierungskorrelationskoeffizienten kombiniert, wobei die Kalibrierungskorrelationskoeffizienten erzeugt werden, indem eine mathematische Pseudoinverse einer Signalgruppe, welche Koeffizienten von unmittelbar an dem ersten Teil (12) gemessenen, dem Parameter des ersten Teils zugeordneten Signalen entspricht, mittels einer Signalgruppe berechnet wird, welche einer in wesentlichen unabhängigen Untergruppe von Signalen entspricht, die den Parameter des ersten Teils angeben und unmittelbar an dem zweiten Teil (18) gemessen werden, wobei die dem ersten und dem zweiten Teil zugeordneten Koeffi zientensignalgruppen ersten bzw. zweiten mathematischen Vektoren entsprechen, welche in einem Vektorraum liegen, wobei aus den Signalgruppen mathematisch jeweils erste bzw. zweite Matrizen gebildet werden, welche aus Elementen zusammengesetzt sind, die in Reihen und Spalten angeordneten Signalen derselben entsprechen, und

- Mittel (34) zum Erzeugen eines zeitabhängigen Signals, welches den Parameter des ersten Teils angibt, aus dem gemessenen periodischen Signal und der berechneten, dem Parameter des ersten Teils zugeordneten Signalgruppe.

18. System nach Anspruch 17, ferner gekennzeichnet durch eine die periodischen Signale empfangende Steuerschaltung (30) zum Erzeugen eines Steuersignals, welches den Beginn einer nächsten der Perioden angibt, und durch Mittel (28) züm Phasensynchronisieren des Abtastens der ersten und zweiten Mittel zum unmittelbaren Messen.

19. System nach Anspruch 17, bei dem die Korrelationsmittel (32) ferner durch eine Vorrichtung zum Bestimmen der Korrelationskoeffizienten gekennzeichnet sind, umfassend Mittel zum Messen einer Signalgruppe, die den Parameter des ersten Teils angeben, Mittel zum Messen einer Signalgruppe an dem zweiten Teil einschließlich solcher Signale, die einen entsprechenden Bestimmungsparameter angeben, Mittel, um aus der ersten gemessenen Signalgruppe eine mathematisch unabhängige Signaluntergruppe derselben zu berechnen, sowie Mittel, um aus der unabhängigen Signaluntergruppe Signale zu erzeugen, welche das dem Parameter des ersten Teils zugeordnete Signal und die entsprechenden Parametersignalgruppen korrelieren.

20. Verfahren zur Verwendung bei der Bestimmung von Werten eines physikalischen Parameters in einem ersten Teil (12), gekennzeichnet durch die Schritte:

- Messen einer zeitabhängigen periodischen Signalgruppe an einem mit dem ersten Teil zusammenwirkenden zweiten Teil (18) einschließlich Signalen, welche den Parameter des ersten Teils angeben,

- Messen einer zeitabhängigen periodischen Signalgruppe bei vorgewählten Phasen in jeder einer Mehrzahl von Signalperioden an einem mit dem ersten Teil (12) zusammenwirkenden zweiten Teil (18), wobei die an dem zweiten Teil gemessene Signalgruppe Signale umfaßt, welche den Parameter des ersten Teils angeben,

- Bilden einer Mehrzahl dem zweiten Teil zugeordneter Signaluntergruppen aus der dem zweiten Teil zugeordneten Signalgruppe derart, daß die dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppen jeweils die gemessenen Signale bei jeweiligen der Signalphasen enthalten,

- Erzeugen einer den Parameter des ersten Teils angebenden Signalgruppe, welche die dem zweiten Teil zugeordneten Signaluntergruppen mit vorbestimmten Kalibrierungskorrelationskoeffizienten kombiniert, wobei die Kal ibrierungskorrelationskoeffizienten erzeugt werden, indem eine mathematische Pseudoinverse einer Signalgruppe, welche Koeffizienten von unmittelbar an dem ersten Teil gemessenen, dem Parameter des ersten Teils zugeordneten Signalen entspricht, mittels einer Signalgruppe berechnet wird, welche einer im wesentlichen unabhängigen Untergruppe von Signalen entspricht, die den Parameter des ersten Teils angeben und unmittelbar an dem zweiten Teil gemessen werden, wobei die dem ersten und dem zweiten Teil zugeordneten Koeffizientensignalgruppen ersten bzw. zweiten mathematischen Vektoren entsprechen, welche in einem Vektorraum liegen, wobei aus den Signalgruppen mathematisch jeweils erste bzw. zweite Matrizen gebildet werden, welche aus Elementen zusammengesetzt sind die in Reihen und Spalten angeordneten Signalen derselben entsprechen, und

- Erzeugen eines zeitabhängigen Signals, welches den Parameter des ersten Teils angibt, aus dem gemessenen periodischen Signal und der berechneten, dem Parameter des ersten Teils zugeordneten Signalgruppe.

21. Verfahren nach Anspruch 20, ferner umfassend die Schritte: Erzeugen eines Steuersignals, welches den Beginn einer nächsten der Perioden angibt, und Phasensynchronisieren des Abtastens der ersten und zweiten Mittel zum unmittelbaren Messen.