具有自适应误差补偿的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明从用于控制受控系统的控制装置出发，
[0002]-其中，该控制装置具有前节点、后节点、控制器和补偿电路，
[0003]-其中，为前节点输送在受控系统的输出侧借助于测量装置检测到的实际值和相对应的额定值，并且前节点通过对额定值和实际值求差来得出调节差，
[0004]-其中，为后节点输送该调节差，并且后节点将调节差输送给控制器，
[0005]-其中，控制器根据输送给它的信号得出用于受控系统的调节信号并将其输送到受控系统处。
[0006]本发明进一步从包括机器代码的软件模块出发，通过能软件编程的控制装置来处理机器代码使得控制装置是相应设计的。
【背景技术】
[0007]这种控制装置和附属的软件模块是普遍公知的。
[0008]在一些被调节的技术参数、特别是圆轴的位置值中，经常出现周期性的干扰。这种干扰能够例如由于惯性-或作用力在机床或其它生产机器中出现。对这种干扰的抑制明显改进了控制的质量，有时改善了大于一个量级。
[0009]为了抑制这种周期性的干扰，公知有自适应控制。用于这种自适应控制的相关专业术语是重复控制(Repetitive Control)。然而，这种自适应控制的精准执行通常未被这种控制装置的制造商公布。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于，在开头所述类型的、其中所检测的实际值载有具有周期持续时间的干扰的控制装置中，提出一种简单的且可靠地工作的控制装置，借助于该控制装置对周期性干扰进行高度精准的补偿。
[0011]该目的通过具有权利要求1所述特征的控制装置来实现。该控制装置的有利的设计方案是从属权利要求2至13的内容。
[0012]根据本发明，开头所述类型的控制装置如下设计，即
[0013]-除了调节差外还为后节点输送补偿信号，并且后节点为控制器输送通过将调节差和补偿信号相加形成的外部和信号，
[0014]-控制器根据输送给它的、外部和信号得出调节信号，
[0015]-在前部和后节点之间布置外部的分接点，在该分接点处截取调节差并将其输送给补偿电路。
[0016]-补偿电路得出补偿信号并将其输送给后节点，
[0017]-补偿电路具有内节点、频率滤波器、前缓存器和后缓存器，
[0018]-为内节点输送利用第一加权因子加权的调节差和利用第二加权因子加权的反馈信号，
[0019]-内节点将通过将加权了的调节差和加权了的反馈信号相加形成的内部和信号输送给频率滤波器，
[0020]-频率滤波器执行频率过滤且将过滤了的信号输送给前缓存器，
[0021]-前缓存器执行第一运行时间延迟且将相应延迟的信号输送给后缓存器，
[0022]-后缓存器执行第二运行时间延迟且将相应延迟的信号作为反馈信号输出，
[0023]-在前缓存器和后缓存器之间布置内分接点，在该内分接点处截取补偿信号并将其输送给后节点，和
[0024]-频率滤波器和这两个缓存器如下地设计，即频率滤波器的和这两个缓存器的延时之和是干扰的周期持续时间的整数倍，且频率滤波器的和前缓存器的延时之和是干扰的周期持续时间的整数倍减去直至输送给前节点的信号引起了实际值的变化所花的渡越时间。
[0025]补偿电路相当于受控系统的所谓的内部模块。内部模块在控制技术领域是公知的。
[0026]频率滤波器能够按需要而构造。例如，频率滤波器能够构造成线性非递归型数字滤波器(英语:finite impulse response = FIR)。这种滤波器对于所有频率均具有相同的运行时间。
[0027]频率滤波器能够特别地设计成低通滤波器。频率滤波器的滤波顺序能够是固定预设的或者是能调节的。
[0028]借助于非递归型数字滤波器能够过滤调节差的确定的频率范围。然而，在一些情况下仅需要过滤唯一的或者少数几个具体规定的频率并对其干扰进行补偿。在这种情况下，代替于作为非递归型数字滤波器的设计方案，频率滤波器能够具有多个正交的相关滤波器，借助其分别将单个的频率分量过滤出。正交的相关滤波器的数量在这种情况下最小为1。但是，该数量也能够更大。
[0029]第一加权因子确定了补充电路学习所出现的干扰的迅速程度。第二加权因子确定了补充电路记住曾经适应的干扰的良好程度。加权因子能够是固定预设的。然而优选的是可调节的。
[0030]优选地，频率滤波器的输出端能够与内分接点断开。特别地，在频率滤波器的输出端与内分接点断开时，能够以简单的方式检查补偿电路的稳定性并作为整体也检查控制结构的稳定性，并且如下地调节补偿电路的可能的参数，特别是非递归型数字滤波器的滤波顺序和/或加权因子，即当补偿电路闭合时，也就是当频率滤波器的输出端与内分接点相连时，补偿电路并且随之总体的控制此时也保持稳定。
[0031]特别地，第一加权因子、第二加权因子和频率滤波器优选地如下调节，即在频率滤波器的输出端与内分接点断开时，从内分接点直至频率滤波器的输出端为止的放大与在内分接点处随后的信号的频率无关地小于或者最大等于1。只要实际的控制电路作为这种电路是稳定的，这种调节就确保了作为整体的控制结构的稳定性。
[0032]优选地，放大作为频率的函数能够通过输出装置输出到控制装置的使用者处。使用者由此获得相关反馈，即由其采取的对补偿电路的调节是否危害到了控制结构作为整体的稳定性。
[0033]能够为控制器下设至少另一个控制器。在这种情况下，优选地为下设的控制器输送从储存在前缓存器中的信号推导出的预控制信号。由此还能够进一步提高控制的质量。
[0034]在一些情况下，干扰的周期持续时间能够随时间而变化。特别是在圆轴的情况中，干扰的周期持续时间通常与圆轴的转数成反比。在这种情况下，至少前缓存器的延时优选地依据周期持续时间动态地被跟踪。
[0035]如上述，受控系统能够构造成圆轴。当在这种情况中将控制器构造成位置控制器时，优选地为储存在前部和在后缓存器中的信号相应地分配所对应的位置值。由此能够在周期持续时间发生变化时，补偿电路在考虑到为储存在前部和在后缓存器中的信号所分配的位置值的情况下得出补偿信号。
[0036]在很多情况下，控制装置构造成能软件编程的控制装置且利用软件模块来编程，从而其基于利用软件模块进行的编程而根据本发明来构造。
[0037]本发明的目的进一步通过具有权利要求14所述特征的软件模块实现。根据本发明，通过能软件编程的控制装置对软件模块的机器代码进行处理使得控制装置是根据本发明来构造的。软件模块特别地能够以机器能读取的形式储存在数据载体上。
【附图说明】
[0038]本发明的上述属性、特征和优点以及如何实现这些的方式和方法结合下面根据附图详细阐述的对实施例的说明而更明确易懂。在此以示意图示出:
[0039]图1是用于控制受控系统的控制装置，
[0040]图2是干扰的时间图，
[0041]图3是在补偿电路断开时的图1的控制装置，
[0042]图4是频率特性，
[0043]图5是图1的控制装置的变体，
[0044]图6是缓存器的可行构造，
[0045]图7是图1的控制装置的另一种变体，
[0046]图8是图1的控制装置的另一种变体，
[0047]图9是流程图，
[0048]图10是频率