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    • 专利摘要:
    Bei einem Verfahren zur Verringerung unerwünschter Schwingungsmodi eines elektromechanischen Systems wird ein spektral abgestimmter Anregefunktions-Spannungsverlauf erzeugt, mit welchem das System bevorzugt nur auf dem gewünschten Schwingungsmodus angeregt wird - motorischer Betrieb. Das elektromechanische System wird aber auch vorübergehend erregt und nach der Erregung die Antwort des Systems über einen Analysezweig frequenzspektral über eine Fouriertransformation, FET/DFT, analysiert. Hierzu schaltet ein Schalter vom motorischen auf den analysierenden/rückkoppelnden Betrieb um. Aus den Ergebnissen dieser FFT/DFT, z. B. durch Kalibrierungslauf, wird eine Veränderung einer nachfolgenden weiteren Anregung abgeleitet. Über diese Rückkopplung wird das System zum Regelkreis erweitert, und zwar zu einem prognostizierenden, totzeitbehafteten Regler.
    公开号:DE102004016196A1
    申请号:DE200410016196
    申请日:2004-04-01
    公开日:2005-11-03
    发明作者:Matthias Balzer；Klaus Dr. Petry
    申请人:Forschungszentrum Karlsruhe GmbH；
    IPC主号:F16F15-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung/Unterdrückung unerwünschterSchwingungsmodi eines elektromechanischen Systems und eine Vorrichtungzur Durchführungdes Verfahrens.
    [0002] Einbekannter Vertreter eines elektromechanischen Systems, das in seinerEigenschaft als elektromechanischer Wandler entweder als Aktor – motorischerBetrieb – oderals Sensor – generatorischer Betrieb – oder ineiner Kombination Sensor/Aktor betrieben werden kann., ist ein Piezokristall,Piezoxid, oder ein mit Hilfe einer Piezokeramik aufgebauter elektroakustischerWandler, Schall- und Ultraschallwandler, oder ein mechanischer Geber,ein Aktor. Ein solches System, ein solcher Wandler ist in der Lage, mehrereSchwingungsmodi gleichzeitig auszuführen. Der Piezokristall verformtsich im Rhythmus der angelegten Spannung und wird dabei zu Schwingungen angeregt.Je nach Form der Piezokeramik und spektraler Bandbreite des angelegtenSpannungsverlaufes, Spektrum der Anregungsfrequenzen, werden dabeiverschiedene Schwingungsmodi angeregt. Im Falle einer piezokeramischenScheibe z.B. Radial- und Dickenschwingungsmodi. Figur zeigtdie Resonanzfrequenzen, Radial- und Dickenresonanz, einer solchenpiezokeramischen Scheibe Kunststoffe, die ein gleiches Verhaltenwie eine Piezokeramik besitzen, sind ebenfalls bekannt.
    [0003] DieEigenschaft eines elektromechanischen Systems, mehrere Schwingungsmodigleichzeitig ausführenzu können,wirkt sich mitunter sehr störend aus.Besteht ein solches elektromechanisches System aus einem Ultraschallsensor,wäre eswünschenswert,dass sogenannte Nebenschwingungsmodi nicht angeregt werden, da derenFrequenzanteile das eigentliche Nutzsignal, Schallsignal in einer Hauptresonanzfrequenz, überlagern.Aufgrund dieser Überlagerungwird die messtechnische Erfassung des Nutzsignals erschwert undbedarf in der Regel einer Filterung.
    [0004] DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromechanisches Systemoder gleichbedeutend einen elektromechanischen Wandler so anzuregen,dass ein Energietransfer in das schwingungsfähige System spektral nur aufder oder denjenigen Frequenzen erfolgt, in der oder denen es betrieben werdensoll.
    [0005] DieAufgabe wird durch die Verfahrensschritte des Anspruchs 1 und derVorrichtung nach Anspruch 5 zur Durchführung des Verfahrens gelöst.
    [0006] Daselektromechanische System wird einerseits im motorischen Betrieb,der Anregung, von einem Speicher eines Rechners er/angeregt. Der Rechnerselbst ist aus einem Speicherbaustein, einem verknüpfendenLogikbaustein und einem analysierenden FFT-Baustein aufgebaut. DerAusgang des Speichers wirkt auf einen Digital-Analog-Wandler, dessenAusgang zumindest mittelbar übereine Leistungsendstufe mit einer selektiven, spektral abgestimmtenAnregungsspannung das elektromechanische System erregt.
    [0007] Andrerseitsbesteht ein Zweig von dem elektromechanischen System zum Eingangan den Rechnerbaustein zur schnellen Fourieranalyse, über den dassich überlasseneelektromechanische System hinsichtlich seines auslaufenden Frequenzverhaltens,der Erregungsantwort analysiert wird. Ein von der Logik im Rechnergesteuerter Umschalter steuert das angeschlossene elektromechanischeSystem von der motorischen Anregung in die Rückkopplung, den generatorischenBetrieb und umgekehrt. Dieser Rückkopplungszweigbesteht aus dem an den Umschalter angeschlossenen Verstärker, gefolgtvon einem Tiefpass und einem Analog-Digital-Wandler, der auf den frequenzanalysierendenBaustein im Rechner geführtist.
    [0008] Nachdem Unteranspruch 2 wird das elektromechanische System minimalspektralange-/erregt. Der zeitliche Verlauf ist dabei aus mindestens drei Zeitbereichenzusammengesetzt: dem bei null zumindest stetig beginnenden Einlaufbereich,dem zumindest mit stetigem Übergangfolgenden, mindestens aus einer sinusförmigen Grundschwingung bestehendenHauptbereich und dem sich zumindest mit stetigem ÜberganganschließendenAuslaufbereich, der zu null hin zumindest stetig ausläuft. Damitwird spezifisch bzw. frequenzspezifisch angeregt. Zur motorischenAnregung des elektromechanischen Systems werden Funktionen, Wellenzüge, herangezogen,die hinsichtlich ihres Frequenzspektrums auf das anzuregende Systemangepasst sind. Diese synthetisch erzeugten Funktionen werden über dieDigital-Analogstufeim Anregungszweig nach optionaler Filterung mit dem Tiefpassfilter(Anspruch 6) der Leistungsendstufe zugeführt, welche an das elektromechanischeSystem bzw. den elektromechanischen Wandler angeschlossen ist. Dasoptionale Tiefpassfilter kann entfallen, wenn für die in Folge der Quanitisierungbei der D/A-Wandlung entstandenen Spektralanteile keine entsprechendenSchwingungsmodi im elektromechanischen System vorhanden sind, die angeregtwerden könnten.Das Tiefpassfilter nach der DA-Wandlung entspricht einem Anti-Aliasing-Filter für einenA/D-Wandler.
    [0009] Diesynthetische oder mathematisch erzeugte Anregungsfunktion besitztnur Spektralanteile, die eine Anregung des elektromechanischen Systemsin mindestens derjenigen Frequenz ermöglicht, die als Hauptarbeitsfrequenzdes Wandlers identifiziert und deklariert wurde. Das wird auch alsharmonisierte Ansteuerung bezeichnet. Aufgrund der abgestimmten undminimierten Spektralanteile der Anregungsfunktion wird ein Energietransfervon der Leistungsstufe in den Wandler auf unerwünschten Frequenzen in unerwünschte Schwingungsmodiminimiert und hierdurch das Verhältnisvon Nutz- zu Störsignalen, SNR-Signalto Noise Ratio, bzw. SINAD-Signal Over Noise And Distortion, ver größert. Dadurchergibt sich ein geringerer Leistungsbedarf bei der Ansteuerung desWandlers und infolge die Möglichkeit,elektronische Leistungsendstufen zu miniaturisieren und direkt amDA-Wandler beispielsweise im Sensor- oder Aktorgehäuse zu integrieren.
    [0010] Durchdas Verfahren ist es möglich,im Bereich der Ultraschallsensorik, z.B. zerstörungsfreie Werkstoffprüfung, Medizintechnik,besonders schwache Echosignale noch aufzulösen und zu detektieren. Dieseschwachen Echosignale gehen bei bisheriger, konventioneller Breitbandansteuerungdes Systems/Wandlers in einem zu hohen Rausch- und Störfrequenzpegelunter.
    [0011] Für den motorischenBetrieb wird das elektromechanische System möglichst schmalbandig angeregt,um einen Mode bevorzugt anzuregen und andrerseits den Energieübertragoptimal zu gestalten. Darauf ist die Anregung aber nicht beschränkt. ZurAnalyse des Systems ist es von Interesse, seinen Frequenzgang zukennen. Deshalb wird nach Anspruch 3 das elektromechanische Systemzur Kalibrierung in vorgegebenen Zeitabständen mit einer breitbandigenAnregung erregt und nach Abschalten der Anregung über denUmschalter das Ausschwingen – dieAntwort – über denRückkopplungswegdas Übertragungsverhaltendes elektromechanischen Systems und des Rückkopplungswegs spektral über dieDFT oder FFT frequenzanalysiert. In diesem Fall ist die Anregungein Diracstoß oderNadelpuls als spektral breitestbandige Funktion oder spektral nichtso breitbandige Funktionen jedoch immer noch unstetig wie ein Rechteckpulsoder ein Rechtecksprung. Ist der spektrale Bereich der Untersuchungin etwa bekannt, könnenauch spektral noch weniger breitbandige aber geeignete steige Funktionenzur Analyse herangezogen werden, Dreiecksfunktionen, hin bis zuglatten Funktionen. Solche Funktionen sind im Speicher des Rechnersetwa in einer sogenannten Look-Up-Tabelle, LUT, abgelegt oder werdendort erzeugt (Anspruch 4). Allerdings führen durch Breitbandanre gungerzeugte Ultraschallfrequenzen bei einem Standard-Puls-Echo-System zu einerInterferenz von Echos verschiedener Frequenzen und Laufzeiten undschlussendlich zu einer verschlechterten Detektierbarkeit des Nutzsignals,wegen des erhöhtenGrundstörpegelsim Echo-Empfangszeitraum.
    [0012] DieAugenblickswerte der Anregungsfunktion werden in äquidistantenZeitabschnitten aus dem Speicher ausgelesen. Die Auslesefrequenzist nach dem Shannon-Abtast-Theorem mindestens gleich der zweifachenFrequenz der im Gesamtsystem in nennenswertem Masse vorkommendenhöchsten Frequenz.
    [0013] Durchdas Verfahren ist es möglich,hochwertige Ultraschall-Sensor-Systemeherzustellen, die als Schallwandler piezokeramische oder mit diesen artverwandteTransducer verwenden, die systembedingt auf mehreren Schwingungsmodiangeregt werden können.Dieser Betrieb von Wandlern wird auch als dynamischer Betrieb bezeichnet.Das Verfahren und die damit betriebene Vorrichtung ist beispielsweisefür diezerstörungsfreieWerkstoffprüfung,NDT- Non Distructiv Testing, oder in der Medizintechnik geeignet.Auch lässtes sich bei der Nachrichtenübertragungmit Ultraschall einsetzen. Durch eine in der Bandbreite begrenzteAnsteuerung des Systems/Wandler lässt sich der Signal-Stör-Abstandin der gesamten Übertragungsstreckeerhöhenund damit z.B. die Signalqualitätund Reichweite vergrößern.
    [0014] Mitdem Verfahren und der Vorrichtung können auch piezokeramischenAktoren, z.B. Hydraulikventile, Stellglieder, in technisch ausgezeichneterArt und Weise betrieben werden, weil die zu betreibenden Systemeoder Wandler im statischen oder quasistatischen Betrieb, gezielt,weit weg von einer Resonanzstelle betrieben werden können. Durchspektral gezielte Ansteuerfunktionen lassen sich Überschwingungenminimieren und hierdurch Schalt- und Stellvorgänge zuverlässig entprellen und damit präzisieren.Es ist sogar möglich,die Ansteuerung von Wandlern und damit Aktoren mit einem abgestimmtenEinlauf- und Auslauffunktionsabschnitt zu betreiben.
    [0015] Inder Vorrichtung sind Speicher und Ausleselogik in einem programmierbarenBaustein zusammen gefasst, in der Fachwelt auch als FPGA = Field ProgrammableGate Array oder ASIC = Application Specific Integrated Circuit bezeichnet.Ein separater Aufbau dieser Funktionsgruppen ist möglich.
    [0016] Mitdem Umschalter wird die Anregungseinheit, zusammengefasst als digitalerFunktionsgenerator mit Leistungsstufe, elektrisch vom elektromechanischenSystem nach der Anregung getrennt und mit dem Eingang des Signalverstärkers verbunden. Dieseelektrische Trennung des elektromechanischen Systems von seinerAnregungseinheit dient der Vermeidung eines Einflusses durch dieAnregungseinheit nach Ende des motorischen Betriebes des Wandlers,z.B. Kurzschluss oder Dämpfung,und sichert einen von der Ansteuervorrichtung einflussfreien generatorischemBetrieb des Systems/Wandlers als Mikrophon oder Aufnehmer.
    [0017] MitHilfe der Spektralanalyse, weil in der Vorrichtung vorhanden: On-Board-Spektralanalyse, kanneine Systemanalyse und nachfolgende Sensorkalibrierung durchgeführt werden.Hierzu wird das im Nachlauf des elektromechanischen Systems, dem Nachschwingen,vorhandene und/oder bei einer Anwendung als Sensor im Schall-/Echoverlaufenthaltene Frequenzspektrum mit der Spektralinformation der eigentlichenAnsteuerungsfunktion verglichen. Dadurch sind Rückschlüsse auf den Wandlerbetrieb möglich, wiez.B.: • Detektionvon Verzerrungen und Nichtlinearitäten von Wandler und Leistungsstufe; • Detektionvon Fremdstörungen, • Ermittlungeines frequenzabhängigenAbsorptionsverhaltens von Messmedien, z.B. Fluiden, • Kontrolledes Wandlerwirkungsgrades, wegen Verschmutzung, Alterung beispielsweise, • Kontrolleder Wandler-Resonanzfrequenz, etwa wegen Drift durch Temperaturänderung.
    [0018] Insbesonderedie Kontrolle einer temperaturabhängigen oder sich durch sonstigeEinflüsseveränderndeWandlerresonanzfrequenz lässtsich detektieren, wenn in bestimmten Betriebszeitabständen nebender harmonisierten, minimalspektralen Anregung breitbandige Kalibrierungsanregungendurchgeführtwerden.
    [0019] DieBreitbandanregung ermöglichtin diesem Fall eine nachfolgende Detektion der genauen Resonanzfrequenz über dieFFT/DFT-Analysedes Nachschwingens oder eines Echos. Im Falle der Breitbandanregungtritt spektral nach der FFT/DFT-Analyse diejenige Frequenz mit größter Magnitudein Erscheinung, bei der der Wandler seine am stärksten ausgeprägte Resonanzbesitzt. Nach Feststellung der Resonanzstelle erfolgt eine Parametrierungdes digitalen Funktionsgenerators auf die aktuell ermittelte optimaleBetriebsfrequenz fürdie Anregung, des mittleren Bereichs II (sinusförmiger Hauptbereich in derAnsteuerung – FIG. ), mit der die nachfolgende Ansteuerung dann vorgenommen wird.Die Parametrierung geschieht anhand einer mathematischen Online-Berechnungoder aus der Tabelle, der LUT-Table.Sind die Abständezwischen Kalibrierung und hiervon abgeleiteter nachfolgender Ansteuerung entsprechendkurz gewählt,kann unter Berücksichtigungder möglichen äußeren Systemeinflüsse, z.B. Störungen,davon ausgegangen werden, das sich das Systemverhalten in diesenentsprechend kurzen Totzeiten nicht wesentlich ändert. Die Rückkopplung über eineFFT-Analyse bildetdamit den geschlossenen Regelkreis zur System/Wandleransteuerung.Die Vorrichtung mit angeschlossenem elektromechanischem System/Wandlerbildet einen prognostizierenden, totzeitbehafteten Regler.
    [0020] Eswurde die Anregung, Analyse und dynamische Regelung eines elektromechanischenSystems beschrieben, wie einer Piezokeramik beispielsweise. Jedochist das Verfahren und die Vorrichtung nicht auf derartige Systemebeschränkt.Beide, Verfahren und Vorrichtung, können überall dort eingesetzt werden,wo Systeme zu mehr als einer Schwingungsform angeregt werden können, abereine oder mehrere bestimmte zentrale Frequenzen in der Anregeungbevorzugt werden sollen. Eine gleichzeitige Anregung z.B. von zweigewünschtenSchwingungsmodi würde über eineAnregefunktion bewerkstelligt werden, die nur Spektralanteile vondiesen zwei Frequenzen enthält.Verfahren und Vorrichtung sind nicht auf bestimmte Frequenzbereichebegrenzt, z.B. nur Schall- oder Ultraschallfrequenzen. Eine Limitierungergibt sich technisch nur aus der Tatsache, dass die synthetisch,digital erzeugten Anregungsfunktionen das Shannon-Abtasttheorem erfüllen, d.h.die Wandlungsfrequenz des D/A-WandlersSamplingrate) mindestens der zweifachen Frequenz entspricht, diein der generierten Anregungsfunktion nach vorheriger Filterung alshöchsteFrequenz enthalten sein soll. Identische Forderungen ergeben sichan die A/D-Wandlerstufe des FFT-Moduls.
    [0021] WeitereEinzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergebensich aus der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführbeispielesunter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigt:
    [0022] 1 eineschematische Darstellung eines Blockschaltbildes einer erfindungsgemäßen Anordnungmit optionaler FFT-Rückkopplungseinheitzur Bildung einer Regelstrecke;
    [0023] 2 einentypischen Admittanz-Verlauf eines piezokeramischen Elementes mitseinen zahlreichen Serien- und Parallel-Resonanzfrequenzen (zahlreichemöglicheSchwingungsmodi);
    [0024] 3 einenbeispielhaften schematischen Verlauf der Anregungsspannung eineselektromechanischen Systems am Beispiel eines Ultraschallwandler,zur harmonisierten minimalspektralen Anregung;
    [0025] 4 einentypischen Verlauf des Echosignal-Frequenzspektrums eines Ultraschallsensorsmit konventioneller Breitbandansteuerung, Impulsanregung;
    [0026] 5 einentypischen Verlauf des Echosignalspektrums des selben Ultraschallsensorsaus 4 mit Anregung durch eine harmonisierte minimalspektraleAnsteuerfunktion wie in 3 wiedergegeben;
    [0027] Nach 1 istder mit der Ausleselogik verbundene Speicher, zusammengefasst indem FPGA 1 mit dem D/A-Wandler 2 verbunden. ImSpeicher selbst ist in digitaler Form die für den gewünschten harmonisierten Betriebdes elektromechanischen Systems 6 nach 3 gestalteteAnregungsfunktion abgelegt. Dem am Ausgang des D/A-Wandlers 2 anliegendenSignal 2' werden über dasTiefpassfilter 3 die durch die D/A-Wandlung selbst entstandenen Spektralanteileentzogen, soweit sie selbst zu einer ungewünschten Anregung des elektromechanischen Systems 6 führen können. Dasdurch den Tiefpass 3 gefilterte Signal 3' wird über dieLeistungsendstufe 4 und über den elektronischen Umschalter 5 demelektromechanischen System 6, z.B. ein Schallwandler, zugeführt. Inder Phase der Anregung ist das elektromechanische System elektrischmit der Leistungsendstufe 4 verbunden. Nach der Anregungwird die Leistungsendstufe 4 über den elektronischen Schalter 5 getrenntund das elektromechanische System mit dem Signalverstärker 7 verbunden.Das vom Signalverstärkergelieferte Signal 7' wird über dasAnti-Aliasing-Filter 8,ein Tiefpass, dem A/D-Wandler 9 zugeführt und darin digitalisiert.Die im Anschluss an die Anregung im elektromechanischen System generiertenSignale, z.B. durch mechanisches Nachschwingen, (Ultra-)Schall-Echos,mechanische bzw. akustische Störungenetc., werden aufgezeichnet und innerhalb des FPGA1 einer FFT/DFTunterzogen. Anhand der durch den generatorischen Betrieb des elektromechanischenSystems erhaltenen Spektralinformationen sind Rückschlüsse auf das Gesamtsystem undeine optimierte Betriebsregelung gegeben.
    [0028] Für den Betriebdes elektromechanischen Systems/Wandlers 6 lassen sichzwei Betriebsarten unterscheiden: Betriebsart i ohne Rückkopplung: • Prinzip: Ansteuerungeines Aktors mit einer harmonisierten Anregungsfunktion zur MinimierungunerwünschterSchwingungsmodi und dadurch minimierter Energietransfer in unerwünschte Schwingungsformen. • Wandlerfunktion: Aktorim rein motorischen Betrieb. • Kennzeichen: KeinFFT/DFT-Analysebaustein vorhanden, keine Rückkopplung, kein elektronischerUmschalter 5 notwendig.
    [0029] Betriebsartii geregelt, mit Rückkopplung: • Prinzip: Ansteuerungeines kombinierten Aktors/Sensors, z.B. Ultraschallwandler mit einerharmonisierten Anregungsfunktion zur Minimierung unerwünschterSchwingungsmodi und Nachführungder Betriebsparameter mittels Rückkopplung. • Wandlerfunktion: Aktorim motorischen Betrieb und Sensor im generatorischer Betrieb. • Kennzeichen: Diagnoseund Nachregelung überdie Rückkopplung(siehe 1). Die Rückkopplungerfolgt über diewährenddem generato rischen Betrieb des elektromechanischen Systems mittelsFFT/DFT gewonnen Signalinformationen und einer von der Spektralverteilungund magnitude abhängigen Änderungder Parameter fürden motorischen Betrieb, z.B. Frequenznachführung. Der elektronische Umschalter 5 istnotwendig.
    权利要求:
    Claims (7)
    [1] Verfahren zur Verringerung/Unterdrückung unerwünschterSchwingungsmodi eines elektromechanischen Systems (6), dadurchgekennzeichnet, dass: das elektromechanische System (6)von einem Speicher eines Rechners (1), bestehend aus dem Speicherbaustein,einem verknüpfendenLogikbaustein und einem frequenzanalysierenden Baustein, über einenDigital-Analog-Wandler (2), gefolgt von einer Leistungsendstufe(4) mit einer selektiven, spektral abgestimmten Anregungsspannung(4') erregt wird – motorischerBetrieb, zur Spektral-/Resonanzanalyse die im elektromechanischenSystem (6) nach dessen Anregung enthaltene oder durch FremdeinwirkungzugeführteSchwingungsenergie zumindest mittelbar einem Verstärker (7),gefolgt von einem Tiefpass (8) und einem Analog-Digital-Wandler(9) dem FFT-Baustein im Rechner (1) zurückgeführt wird – Rückkopplung,generatorischer Betrieb, zur einer dynamisch angepassten Anregungdes elektromechanischen Systems (6) diese Spektralanalysegegebenenfalls eine weitere von der Logik gesteuerte und vom Speicherausgehende Anregung beeinflusst.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Anregungsspannung (4') für das elektromechanische System(6) minimalspektral aus mindestens drei Zeitbereichen (I),(II), (III) zusammengesetzt wird: dem bei null zumindest stetigbeginnenden Einlaufbereich (I), dem zumindest mit stetigem Übergangfolgenden, mindestens aus einer sinusförmigen Grundschwingung bestehendenHauptbereich (II) und dem sich zumindest mit stetigem ÜberganganschließendenAuslaufbereich (III), der zu null hin zumindest stetig aus läuft.
    [3] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass zur Kalibrierung in vorgegebenen Zeitabständen eine breitbandige Anregungmit bis zu einem Diracstoß odereiner Sprungfunktion vom Speicher des Rechners (1) zurAnregung des elektromechanischen Systems (6) ausgegebenund nach Abschalten der Anregung über den Umschalter (5) dasAusschwingen – dieAntwort – über denRückkopplungsweg(7, 8, 9) das Übertragungsverhalten des elektromechanischenSystems (6) und des Rückkopplungswegs(7, 8, 9) über den frequenzanalysierendenBaustein spektral übereine diskrete Fouriertransformation, DFT, oder eine schnelle Fouriertransformation,FFT, analysiert wird.
    [4] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass die digital erzeugter Funktionen zur Anregung im Rechner (1)berechnet werden, oder die digitalen Funktionen aus einer im Speicherintegrierten Tabelle, Look Up Table, LUT, entnommen werden.
    [5] Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromechanischenSystems, bestehend aus: einem elektronischen Rechner (1): mitden Baugruppen: Speicher, Logik und Einheit zur Frequenzanalyse, einemAnsteuerzweig aus: einem mit dem Speicher und der Logik verknüpften Digital-Analog-Wandler (2), einervon dem Digital-Analog-Wandler (2) wenigstens mittelbargetriebenen Leistungsendstufe (4), die das elektromechanischeSystem treibt, einem Rückkopplungszweigaus: einem wenigstens mittelbar mit dem elektromechanischenSystem (6) verbundenen Verstärker (7), gefolgtvon einem Tief passfilter (8), auf das ein Analog-Digital-Wandler(9) folgt, der mit der Einheit zur Frequenzanalyse im Rechner(1) verbunden ist, einem mit der Logik im Rechner(1) verknüpftenUmschalter (5), der zum Treiben/Erregen oder zur spektralenAnalyse des elektromechanischen Systems (6) über dieLogik im Rechner (1) entsprechend zwischen der Leistungsendstufe(4) und dem Verstärker (7)umschaltet.
    [6] Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass zwischen dem Digital-Analog-Wandler (2) und der Leistungsendstufe(4) ein Tiefpass (3) geschaltet ist.
    [7] Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass der Rechner (1) mit seiner Gruppe aus Speicher, Logikund Frequenzanalyse aus einem programmierbaren Baustein, Field Programable GateArray, FPGA, oder einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis,Application Specific Integrated Circuit, ASIC, oder die Gruppeaus Speicher, Logik und Frequenzanalyse diskret aufgebaut ist, wobeider Baustein zur Frequenzanalyse eine diskrete Fouriertransformation,DFT, oder eine schnelle Fouriertransformation, FFT, der Antwortdes elektromechanischen Systems (6) durchführt.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004016196B4|2007-05-31|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-11-03| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-11-29| 8364| No opposition during term of opposition|
    2010-05-06| 8327| Change in the person/name/address of the patent owner|Owner name: KARLSRUHER INSTITUT FUER TECHNOLOGIE, 76131 KA, DE |
    2020-11-03| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410016196|DE102004016196B4|2004-04-01|2004-04-01|Vorrichtung und Verfahren zum intermittierenden Antrieb und Analyse eines elektromechanischen Systems|DE200410016196| DE102004016196B4|2004-04-01|2004-04-01|Vorrichtung und Verfahren zum intermittierenden Antrieb und Analyse eines elektromechanischen Systems|
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