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1. WO2020126133 - LAGEGEREGELTE STEUERUNG MIT KOMPENSATION VON ELASTIZITÄTSBEDINGTEN LAGEFEHLERN

Veröffentlichungsnummer WO/2020/126133
Veröffentlichungsdatum 25.06.2020
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2019/075291
Internationales Anmeldedatum 20.09.2019
IPC
G05B 13/02 2006.01
GPhysik
05Steuern; Regeln
BSteuer- oder Regelsysteme allgemein; funktionelle Elemente solcher Systeme; Überwachungs- oder Prüfanordnungen für solche Systeme oder Elemente
13Selbstanpassende Steuerungs- oder Regelungssysteme, d.h. Systeme, die sich automatisch entsprechend einem vorgegebenen Kriterium auf eine optimale Arbeitsweise einstellen
02elektrisch
G05B 19/19 2006.01
GPhysik
05Steuern; Regeln
BSteuer- oder Regelsysteme allgemein; funktionelle Elemente solcher Systeme; Überwachungs- oder Prüfanordnungen für solche Systeme oder Elemente
19Programmsteuersysteme
02elektrisch
18Numerische Steuerungen , d.h. automatische Bearbeitungsmaschinen, insbesondere Werkzeugmaschinen, z.B. in Bearbeitungszentren, zur Ausführung von Positionierungs-, Bewegungs- oder koordinierten Vorgängen mittels eines numerischen Steuerprogrammes
19gekennzeichnet durch Positionierungs- oder Kontursteuersysteme, z.B. um die Positionierung von einem zum anderen programmierten Punkt oder um die Bewegung entlang eines programmierten zusammenhängenden Weges zu steuern
G05B 19/404 2006.01
GPhysik
05Steuern; Regeln
BSteuer- oder Regelsysteme allgemein; funktionelle Elemente solcher Systeme; Überwachungs- oder Prüfanordnungen für solche Systeme oder Elemente
19Programmsteuersysteme
02elektrisch
18Numerische Steuerungen , d.h. automatische Bearbeitungsmaschinen, insbesondere Werkzeugmaschinen, z.B. in Bearbeitungszentren, zur Ausführung von Positionierungs-, Bewegungs- oder koordinierten Vorgängen mittels eines numerischen Steuerprogrammes
404gekennzeichnet durch Überwachungsanordnungen zur Kompensation, z.B. von Umkehrspiel, Überschwingen, Werkzeugoffset, Werkzeugabnutzung, Temperatur, Maschinenkonstruktionsfehlern, Belastung, Trägheit
H02P 6/10 2006.01
HElektrotechnik
02Erzeugung, Umwandlung oder Verteilung von elektrischer Energie
PSteuern oder Regeln von elektrischen Motoren, elektrischen Generatoren, dynamoelektrischen Umformern; Steuern und Regeln von Transformatoren, Reaktanzen oder Drosselspulen
6Einrichtungen zum Steuern oder Regeln von Synchronmotoren oder anderen dynamoelektrischen Motoren mit elektronischer Kommutierung, abhängig von der Rotorposition; Elektronische Kommutatoren hierfür
10Anordnungen zum Ausregeln von Drehmoment-Schwankungen, z.B. zur Verminderung von Drehmoment-Schwankungen
H02P 23/04 2006.01
HElektrotechnik
02Erzeugung, Umwandlung oder Verteilung von elektrischer Energie
PSteuern oder Regeln von elektrischen Motoren, elektrischen Generatoren, dynamoelektrischen Umformern; Steuern und Regeln von Transformatoren, Reaktanzen oder Drosselspulen
23Einrichtungen oder Methoden zum Steuern oder Regeln von Wechselstrommotoren, wobei die Steuerung oder Regelung nicht auf feldorientierte Regelung beruht
04besonders ausgebildet um Motoroszillationen zu dämpfen, z.B. zur Verringerung von Pendelungen
Anmelder
  • SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT [DE]/[DE]
Erfinder
  • KLOTZEK, Andreas
Prioritätsdaten
18213565.718.12.2018EP
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) LAGEGEREGELTE STEUERUNG MIT KOMPENSATION VON ELASTIZITÄTSBEDINGTEN LAGEFEHLERN
(EN) POSITION-CONTROLLED CONTROL WITH COMPENSATION OF ELASTICITY-INDUCED POSITION ERRORS
(FR) COMMANDE RÉGLÉE EN POSITION À COMPENSATION D'ERREURS DE POSITION DUES À L'ÉLASTICITÉ
Zusammenfassung
(DE)
Einer Steuereinrichtung (4) einer Maschine werden Steuerbefehle (C) vorgegeben, die für eine lagegeregelte Achse (1) der Maschine eine Abfolge von idealen Lagesollwerten (x*) festlegen. Diese Abfolge weist aufeinanderfolgende Abschnitte auf. Innerhalb der Abschnitte steigen die idealen Lagesollwerte (x*) entweder monoton an oder sie fallen monoton ab. Von Abschnitt zu Abschnitt wechselt die Richtung der Monotonie. Die Steuereinrichtung (4) implementiert einen Lageregler (13) und führt dem Lageregler (13) entsprechend der Abfolge von idealen Lagesollwerten (x*) resultierende Lagesollwerte (x*+δx*) und Lageistwerte (x) zu. Der Lageregler (13) ermittelt daraus Stellsignale (v*) für einen Aktor (12) der Achse (1) und regelt dadurch eine Lage (x) der Achse (1) entsprechend. Die resultierenden Lagesollwerte (x*+δx*) entsprechen den Summen der idealen Lagesollwerte (x*) und der Zusatzsollwerte (δx*). Innerhalb der Abschnitte sind die Zusatzsollwerte (δx*) positiv, wenn die idealen Lagesollwerte (x*) monoton ansteigen. Fallen die idealen Lagesollwerte (x*) monoton ab, sind die Zusatzsollwerte (δx*) negativ. Die Zusatzsollwerte (δx*) umfassen einen ersten Anteil (δx1*), der ausschließlich von einer Lagedifferenz abhängig ist. Die Lagedifferenz ist entweder die Differenz des jeweiligen idealen Lagesollwerts (x*) vom ersten idealen Lagesollwert (x*) des jeweiligen Abschnitts oder die Differenz des jeweiligen idealen Lagesollwerts (x*) vom jeweiligen Lageistwert (x). Der Betrag des ersten Anteils (δx1*) der Zusatzsollwerte (δx*) steigt mit zunehmendem Betrag der Lagedifferenz anfänglich streng monoton und später zumindest monoton an.
(EN)
Control commands (C) are specified for a control device (4) of a machine, said control commands defining a sequence of ideal position target values (x*) for a position-controlled shaft (1) of the machine. This sequence has successive sections. Within the sections, the ideal position target values (x*) either increase monotonically or decrease monotonically. The direction of the monotony changes from section to section. The control device (4) implements a position controller (13) and, corresponding to the sequence, feeds position target values (x*+δx*) resulting from ideal position target values (x*) and position actual values (x) to the position controller (13). From said values, the position controller (13) determines actuating signals (v*) for an actuator (12) of the shaft (1) and thereby controls the position (x) of the shaft (1) correspondingly. The resulting position target values (x*+δx*) correspond to the sums of the ideal position target values (x*) and the additional target values (δx*). Within the sections, the additional target values (δx*) are positive when the ideal position target values (x*) increase monotonically. If the ideal position target values (x*) decrease monotonically, the additional target values (δx*) are negative. The additional target values (δx*) comprise a first component (δx1*) which is dependent exclusively on a position difference. The position difference is either the difference between the respective ideal position target value (x*) and the first ideal position target value (x*) of the respective section or the difference between the respective ideal position target value (x*) and the respective position actual value (x). The absolute value of the first component (δx1*) of the additional target values (δx*) increases as the absolute value of the position difference increases, first strictly monotonically and then at least monotonically.
(FR)
L'invention concerne un dispositif de commande (4) d'une machine, auquel sont prescrites des instructions de commande (C) qui définissent pour un axe (1) de la machine réglé en position une succession de valeurs de position théoriques idéales (x*). Ladite succession présente des segments qui se suivent les uns les autres. Les valeurs de position théoriques idéales (x*) augmentent de manière monotone ou diminuent de manière monotone à l'intérieur des segments. Le sens de la monotonie s'inverse d'un segment à un autre segment. Le dispositif de commande (4) comporte un régulateur de position (13) et entre dans le régulateur de position (13) des valeurs théoriques de position (x*+δx*) résultant de la succession de valeurs de position théoriques idéales (x*) et des valeurs de position réelles (x). Le régulateur de position (13) détermine des signaux de commande (v*) pour un actionneur (12) de l'axe (1) et règle ainsi une position (x) de l'axe (1) en conséquence. Les valeurs théoriques de position (x*+δx*) obtenues correspondent aux sommes des valeurs de position théoriques idéales (x*) et des valeurs théoriques additionnelles (δx*). Si les valeurs de position théoriques idéales (x*) augmentent de manière monotone à l'intérieur des segments, les valeurs théoriques additionnelles (δx*) sont positives. Si les valeurs de position théoriques idéales (x*) diminuent de manière monotone à l'intérieur des segments, les valeurs théoriques additionnelles (δx*) sont négatives. Les valeurs théoriques additionnelles (δx*) comprennent une première part (δx1*) qui n'est fonction que d'une différence de position. La différence de position est soit la différence entre la valeur de position théorique idéale (x*) concernée et la première valeur de position théorique idéale (x*) du segment concerné, soit la différence entre la valeur de position théorique idéale (x*) concernée et la valeur réelle de position (x) concernée. Le montant de la première part (δx1*) des valeurs théoriques additionnelles (δx*) augmente tout d'abord de manière fortement monotone puis de manière au moins monotone lorsque le montant de la différence de position augmente.
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