用于确定调节系统中的物理量的方法和设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于确定调节系统（1）中的物理量（R、L、Cm*、Kgear、J、T、I）的值的方法，包括如下步骤：提供（S1）计算模型，该计算模型映射调节系统（1）的特性，其中该计算模型包括模型函数和一个或多个参数（α、μ、κ、β、γ、δ、η）；在一个或多个时刻确定（S2）至少一个系统量的值；根据至少一个系统量的一个或多个在不同时刻所确定的值确定（S3）计算模型的参数（α、μ、κ、β、γ、δ、η）；根据所述一个或多个所确定的参数（α、μ、κ、β、γ、δ、η）确定（S4）所述物理量（R、L、Cm*、Kgear、J、T、I）的值。
【专利说明】用于确定调节系统中的物理量的方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及调节系统，尤其是用于确定这样的调节系统中的物理量的方法。
【背景技术】
[0002]为了驱动调节系统，尤其在其使用在调节装置中时，实时地需要关于一个或多个物理量的说明。然而，设置传感器来检测每个所需的物理量非常费事并且此外由于结构上的限制始终不可能为了检测每个所需的物理量而设置各自的传感器。
[0003]例如，在机电调节系统中，需要通过机电转换器例如致动器来了解电流，因为由此可以推断出致动器的温度和欧姆电阻。对于没有设置电流传感器的系统而言，仅知晓不足够精确的估计模型，其容差大。尤其是，具有机电转换器的在没有电流传感器的情况下运行的调节系统因此必须非常保守地设计。这从功率、结构空间和成本方面来看是不利的。
【发明内容】
[0004]根据本发明，设计了一种根据权利要求1的用于确定调节系统中的物理量的方法以及根据并列权利要求的设备、调节系统、计算机程序和计算机程序产品。
[0005]此外，本发明的其他有利扩展方案在从属权利要求中予以说明。
[0006]根据第一方面，设计一种用于确定调节系统中的物理量的值的方法。该方法包括如下步骤:
-提供计算模型，该计算模型映射调节系统的特性，其中该计算模型包括模型函数和一个或多个参数；
-在一个或多个时刻确定至少一个系统量；
-根据一个或多个在不同时刻所确定的至少一个系统量的值确定计算模型的参数；
-根据所述一个或多个所确定的参数确定所述物理量的值。
[0007]上述方法的构思在于确定描述调节系统的计算模型的参数并且根据这样所确定的参数来确定物理量。该方式基于如下观察:尤其在非线性调节系统中参数并非是恒定的，而是与一个或多个物理量有关。以此方式可能的是，尤其是在使用实时参数确定的系统中通过简单评估实时确定的参数来确定物理量，而不必使用相应的传感器。
[0008]此外，调节环节的位置和/或电激励量尤其是调节系统的调节驱动器的激励电压用作所述一个或多个系统量。
[0009]根据一种实施形式，在调节系统的调节驱动器中可以确定温度或电流作为物理量。
[0010]此外，可以以规律的间隔尤其是实时地重新确定参数。
[0011]根据一种实施形式，物理量可以借助相关函数根据确定的参数来确定。
[0012]根据所述一个或多个参数可以确定一个或多个另外的物理量，其中借助所述另外的力和离散化后的线性差分方程式确定待确定的物理量。
[0013]根据另一方面，设计一种设备，尤其是计算单元，用于确定调节系统中的物理量的值，其中所述设备被构造为，
-提供计算模型，该计算模型映射调节系统的特性，其中该计算模型包括模型函数和一个或多个参数；
-在一个或多个时刻确定至少一个系统量的值；
-根据一个或多个在不同时刻所确定的至少一个系统量的值确定计算模型的参数；
-根据所述一个或多个所确定的参数确定所述物理量的值。
[0014]根据另一方面，该计算机程序设置有程序代码装置，以便当计算机程序在计算机或相应的计算单元上尤其是在上述设备中实施时执行上述方法的所有步骤。
[0015]根据另一方面，设计了一种计算机程序，其包含程序代码，程序代码存储在计算机可读的数据载体上，并且程序代码在其在数据处理装置上实施时执行上述方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]本发明的优选的实施例以下借助附图予以详细阐述。其中:
图1示出了作为调节系统中的节流阀调节器的示意图，在该调节系统中要确定物理
量;
图2示出了用于阐明图1的调节系统的复位弹簧的弹簧特征曲线的曲线图；以及 图3示出了用于阐明确定图1的调节系统的物理量的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017]图1示出了用于对调节环节2的位置进行调节的调节系统I。用于确定在调节系统I中并非通过相应的传感器检测的物理量的方法以下借助节流阀调节器来描述，该节流阀调节器可以将节流阀作为调节环节2来调节。然而也可能的是，下述方法应用于其他调节系统，其物理特性可通过非线性的差分方程式来描述，以便确定物理量。
[0018]调节环节2借助调节驱动器3来运动。调节驱动器3可以被构造为电磁致动器，该致动器例如可以被构造为直流电动机、电子换向电动机或步进电动机。调节驱动器3可以由供给源(未示出)供给电流。借助位置传感器4可以检测和分析实际由调节环节2占据的位置。
[0019]调节驱动器3借助控制设备10激励，以便通过合适的供电(Bestromung)行驶至调节环节2的确定位置。为了执行调节环节12的位置调节，控制单元10从位置传感器4获得关于实际位置即调节环节2的实际位置的反馈。此外，控制单元10可以获得关于调节转矩的说明，例如关于由调节驱动器3记录的电流的电流说明。
[0020]尤其是在使用位置调节(Lageregelung)的观察模型的情况下以及为了诊断位置调节，用于物理调节系统I的计算模型可以在控制单元10中实施。例如，如果由位置传感器4提供的位置信号对于导数具有过小的分辨率，则调节系统I的调节速度也可以借助计算模型来计算。此外，尤其是对于整个系统的运行而言在敏感区域中需要对调节系统I的功能进行监控，其方式是借助计算模型执行对调节系统I的功能的似然性检验。
[0021]为了将上述带有直流电动机作为调节驱动器3的调节系统I模型化，使用如下方程式:
【权利要求】
1.一种用于确定调节系统(I)中的物理量(1?、1、0；、1(8 的值的方法，包括如下步骤: -提供(Si)计算模型，该计算模型映射调节系统(I)的特性，其中该计算模型包括模型函数和一个或多个参数(α、μ、κ、β、-、δ、η); -在一个或多个时刻确定(S2)至少一个系统量的值； -根据至少一个系统量的一个或多个在不同时刻所确定的值确定(S3)计算模型的参((α、μ、κ、β、-、δ、η); -根据所述一个或多个所确定的参数(α、μ、κ、β、Υ、δ、η)确定(S4)所述物理量(R、L、Cm*、Kgear、J、T、I)的值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中调节环节的位置和/或电激励量尤其是调节系统的调节驱动器的激励电压用作所述一个或多个系统量。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，调节系统的调节驱动器中的温度或电流被确定为物理量(R、L、Cm' Kgear, J、T、I)。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中，所述参数(α、μ、κ、β、Υ、δ、η)以规律的间距尤其是实时地重新被确定。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中，物理量(R、L、Cm'Kgear, J、Τ、I)借助相关函数根据所确定的参数(α、μ、κ、β、-、δ、η)来确定。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其中根据所述一个或多个参数(α、μ、K、β、Y、δ、11)来确定一个或多个另外的物理量(1?、1-、0；、1(8_、1、1\1)，其中借助所述另外的物理量(R、L、Q；、Kgear, J、Τ、I)和离散化后的线性差分方程式确定待确定的物理量(R、L、Cm、Kgear> J、T、I)。
7.一种设备，尤其是计算单元，用于确定调节系统(I)中的物理量(R、L、Cffl*, Kgear, J、T、I)的值，其中该设备被构造为: -提供计算模型，该计算模型映射调节系统(I)的特性，其中该计算模型包括模型函数和一个或多个参数(α、μ、κ、β、-、δ、η); -在一个或多个时刻确定至少一个系统量的值； -根据至少一个系统量的一个或多个在不同时刻所确定的值确定计算模型的参数； -根据所述一个或多个所确定的参数(α、μ、κ、β、Υ、δ、η)确定所述物理量(R、L、Cm*、Kgear、J、T、I)的值。
8.一种计算机程序，其具有程序代码装置，以便当计算机程序在计算机或相应的计算单元上尤其是在根据权利要求7的设备上实施时执行根据权利要求1至6之一所述的方法的所有步骤。
9.一种计算机程序产品，其包含程序代码，程序代码存储在计算机可读数据载体上并且程序代码在其实施在数据处理装置上时执行根据权利要求1至6之一所述的方法。
【文档编号】G05B13/00GK103454913SQ201310215193
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年6月3日 优先权日:2012年6月4日
【发明者】A.瓦格纳, R.比尔勒 申请人:罗伯特·博世有限公司