DE102015110867B3 - Condition monitoring of an electromechanical actuator - Google Patents

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DE102015110867B3 DE102015110867.4A DE102015110867A DE102015110867B3 DE 102015110867 B3 DE102015110867 B3 DE 102015110867B3 DE 102015110867 A DE102015110867 A DE 102015110867A DE 102015110867 B3 DE102015110867 B3 DE 102015110867B3
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines elektromechanischen Aktors (1), der einen Antrieb (2) und einen Abtrieb (3) umfasst. Das Verfahren umfassend folgende Schritte: Erfassen (101) einer Zeitreihe eines Zustands Z(t) des Aktors (1), Bereitstellen (102) eines Zustandsschätzers ZS zur Ermittlung eines geschätzten Zustandes ZG(t) des Aktors (1), Ermitteln (103) einer Zeitreihe eines geschätzten Zustands ZG(t) des Aktors (1), Ermitteln (104) eines Zeitintervalls Δt = [ta, te] in dem gilt: ṖAn(t) ≠ 0 und/oder ṖAb(t) ≠ 0 und/oder ṖGAn(t) ≠ 0 und/oder ṖGAb(t) ≠ 0, für das Zeitintervall Δt Ermitteln (105) zumindest eines Residuums Ri(t'), für das Zeitintervall Δt Transformieren (106a, b) des zumindest einen Residuums Ri(t') in einen Frequenzbereich und/oder in einen Wegbereich, Ermitteln (107a) von Fehlerfrequenzen ωF des transformierten Residuums Ri,Freq(ω) und zugehöriger Amplituden A(ωF) und/oder Ermitteln (107b) von Fehlerpositionen sF des transformierten Residuums Ri,Weg(s) und zugehöriger Amplituden A(sF), Klassieren (108a) des zumindest einen transformierten Residuums Ri,Freq(ω) in eine Klasse KFreq* von mehreren vorgegebenen Klassen KFreq, und/oder Klassieren (108b) des zumindest einen transformierten Residuums Ri,Weg(s) in eine Klasse KWeg* von mehreren vorgegebenen Klassen KWeg, und Vergleichen (109a) der Amplituden A(ωF) mit für die Klasse KFreq* vorgegebenen Norm-Amplituden ANorm,KFreq(ωF), und/oder Vergleichen (109b) der Amplituden A(sF) mit für die Klasse KWeg* vorgegebenen Norm-Amplituden ANorm,KWeg(sF), wobei, sofern die Amplituden A(ωF) des transformierten Residuums Ri,Freq(ω) eine von den Normalwerten Anorm,KFreq(ωF) der Klasse KFreq* abhängige Bedingung B1 nicht erfüllen, oder sofern die Amplituden A(sF) des transformierten Residuums Ri,Weg(s) eine von den Normalwerten ANorm,KWeq(sF) der Klasse KWeq* abhängige Bedingung B2 nicht erfüllen, Erzeugen (110a) und Ausgeben (100b) einer Warnung.The invention relates to a method and a device for monitoring an electromechanical actuator (1), which comprises a drive (2) and an output (3). The method comprises the following steps: detecting (101) a time series of a state Z (t) of the actuator (1), providing (102) a state estimator ZS for determining an estimated state ZG (t) of the actuator (1), determining (103) a time series of an estimated state ZG (t) of the actuator (1), determining (104) a time interval Δt = [ta, te] in which: ṖAn (t) ≠ 0 and / or ṖAb (t) ≠ 0 and / or ṖGAn (t) ≠ 0 and / or ṖGAb (t) ≠ 0, for the time interval Δt determining (105) at least one residual Ri (t '), for the time interval Δt transforming (106a, b) of the at least one residual Ri (t ') in a frequency range and / or in a path range, determining (107a) error frequencies ωF of the transformed residual Ri, Freq (ω) and associated amplitudes A (ωF) and / or determining (107b) error positions sF of the transformed residual Ri, Path (s) and associated amplitudes A (sF), classifying (108a) the at least one transformed residual Ri, Freq (ω ) into a class KFreq * of several predetermined classes KFreq, and / or classifying (108b) the at least one transformed residuum Ri, path (s) into a class KWeg * of several predetermined classes KWeg, and comparing (109a) the amplitudes A ( ωF) with standard amplitudes ANorm, KFreq (ωF) specified for the class KFreq *, and / or comparisons (109b) of the amplitudes A (sF) with standard amplitudes ANorm, KWeg (sF) given for the class KWeg * if the amplitudes A (ωF) of the transformed residual Ri, Freq (ω) do not satisfy a condition B1 dependent on the normal values Anorm, KFreq (ωF) of the class KFreq *, or if the amplitudes A (sF) of the transformed residue Ri, Way (s) does not satisfy a condition B2 dependent on the normal values ANorm, KWeq (sF) of the class KWeq *, generating (110a) and outputting (100b) a warning.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines elektromechanischen Aktors, der einen Antrieb und einen Abtrieb umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Luftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug, ein Wasserfahrzeug, ein Raumfahrzeug mit einer ebensolchen Vorrichtung, sowie ein Computer-Programm-Produkt, ein Computersystem, ein digitales Speichermedium, und ein Computer-Programm.The invention relates to a method and a device for monitoring an electromechanical actuator comprising a drive and an output. Furthermore, the invention relates to a vehicle, in particular an aircraft, a motor vehicle, a watercraft, a spacecraft with such a device, and a computer program product, a computer system, a digital storage medium, and a computer program.

Der Begriff „elektromechanischer Aktor” ist vorliegend breit auszulegen. Er umfasst vorliegend einen elektrischen Antrieb (bspw. einen Elektromotor, einen Piezomotor oder einen Linearmotor, etc.), einen Abtrieb (bspw. eine Abtriebswelle, einen Abtriebsstrang, etc.) und optional ein zwischen Antrieb und Abtrieb geschaltetes Kopplungsglied (bspw. ein Getriebe) mit einem Übersetzungsverhältnis, über das Bewegungen des Antriebs auf den Abtrieb vermittelt werden. Zudem sind sämtliche zugehörigen Aktor-Komponenten, wie bspw. Kugellager, Kugelumlaufspindel, Dichtungen, etc. umfasst.The term "electromechanical actuator" is to be interpreted broadly. In the present case, it comprises an electric drive (for example an electric motor, a piezomotor or a linear motor, etc.), an output (for example an output shaft, a power take-off, etc.) and optionally a coupling member (for example a transmission) connected between drive and output ) with a transmission ratio, are communicated via the movements of the drive to the output. In addition, all associated actuator components, such as ball bearings, ball screw, seals, etc. are included.

Da in vielen Anwendungen ein Ausfall eines solchen Aktors zu sicherheitsrelevanten Problemen führen kann, wie bspw. in der Luftfahrt, ist ein möglichst frühzeitiges Erkennen von sich ankündigenden Fehlern im Aktor, sogenanntes „Health Monitoring”, erforderlich.Since in many applications a failure of such an actuator can lead to security-related problems, such as in aviation, the earliest possible detection of imminent errors in the actuator, so-called "health monitoring" is required.

Hierzu ist bspw. bekannt, mittels Beschleunigungssensoren mechanische Schwingungen des Aktors zu erfassen und hinsichtlich sich ankündigender Fehler auszuwerten.For this purpose, for example, it is known to detect mechanical vibrations of the actuator by means of acceleration sensors and to evaluate them in terms of imminent errors.

Aus der US 9,002,678 B1 ist ein Verfahren zur Detektion und Isolierung von Fehlern bekannt. Das Verfahren verwendet einen Kalmanfiter-Resiuden Ansatz. Aus der US 5,602,761 A ist ein Verfahren zur Fehlerklassifizierung bekannt, bei dem eine Statistik expotentieller gleitender Mittelwerte mit einem Grenzwert verglichen wird. Aus der US 6,590,362 B2 ist ein Verfahren zur Detektion von beginnenden Fehlern eines Elektromotors bekannt. Aus der US 7,024,335 B1 ist ein Verfahren zur Zustanderfassung sowie einer Lebensdauerschätzung einer Vorrichtung bekannt. Aus der US 2009/0043447 A1 ist ein Verfahren zur modellbasierten Detektion und Isolierung eines Sensorfehlers bekannnt.From the US 9,002,678 B1 For example, a method for detecting and isolating faults is known. The method uses a Kalmanfiter-Resiuden approach. From the US 5,602,761 A For example, a method for error classification is known in which a statistic of expotential moving average values is compared with a limit value. From the US 6,590,362 B2 For example, a method for detecting incipient faults of an electric motor is known. From the US 7,024,335 B1 For example, a method for state detection as well as a lifetime estimation of a device is known. From the US 2009/0043447 A1 is a method for model-based detection and isolation of a sensor error bekannnt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit der eine Fehlererkennung bei einem elektromechanischen Aktor zuverlässiger und genauer möglich ist.The object of the invention is to specify a method and a device with which error detection in an electromechanical actuator is more reliable and more accurate.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements are the subject of the dependent claims. Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description, as well as the explanation of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures.

Ein erster Aspekt der Aufgabe ist gelöst durch ein Verfahren zur Überwachung eines elektromechanischen Aktors, der einen Antrieb und einen Abtrieb aufweist, umfassend folgende Schritte.A first aspect of the object is achieved by a method for monitoring an electromechanical actuator having a drive and an output, comprising the following steps.

In einem Schritt erfolgt ein Erfassen einer Zeitreihe eines Zustands Z(t) des Aktors. Dieser Zustand Z(t) umfasst zumindest folgende Zustandskomponenten:

  • – Position PAn(t) des Antriebs und Position PAb(t) des Abtriebs,
  • – optional zumindest eine der daraus ermittelte zugehörige erste Zeitableitung ṖAn(t) oder ṖAb(t), und
  • – optional die zwei daraus ermittelten zugehörigen zweiten Zeitableitungen P ..An(t) und P ..Ab(t) .
In one step, a time series of a state Z (t) of the actuator is detected. This state Z (t) comprises at least the following state components:
  • Position P An (t) of the drive and position P Ab (t) of the output,
  • Optionally at least one of the associated first time derivation determined therefrom Ṗ An (t) or Ṗ Ab (t), and
  • Optionally, the two associated second time derivatives derived therefrom P .. An (t) and P .. Ab (t) ,

Die Positionen PAn(t) und PAb(t) werden mittels geeigneter Sensoren gemessen. Die ersten und zweiten Zeitableitungen ṖAn(t), ṖAb(t), P ..An(t) , P ..Ab(t) können ebenfalls mittels geeigneter Sensoren gemessen werden, oder sie werden aus den erfassten Positionen PAn(t) und PAb(t) rechnerisch ermittelt. Vorteilhaft umfasst der erfasste Zustand Z(t) weiterhin folgende Zustandskomponenten:

  • – elektrische Stromaufnahme IMot(t) des Elektromotor,
  • – elektrische Spannung UMot(t) am Elektromotor
  • – Temperatur TMot(t) des Elektromotors
  • – Temperatur TLuft(t) der Luft im Innenvolumen VAkt(t)
  • – Temperatur TSchm(t) eines Schmiermittels im Innenvolumen VAkt(t)
  • – Last LMot(t) des Elektromotors
  • – Last LZyl(t) des Zylinders
  • – Druck PAkt(t) im Innenvolumen VAkt(t) des Aktors
  • – Menge MSchm(t) eines Schmiermittels im Aktor
  • – Volumen VSchm(t) des Schmiermittels im Aktor.
The positions P An (t) and P Ab (t) are measured by means of suitable sensors. The first and second time derivatives Ṗ An (t), Ṗ Ab (t), P .. An (t) . P .. Ab (t) can also be measured by means of suitable sensors, or they are calculated from the detected positions P An (t) and P Ab (t). Advantageously, the detected state Z (t) further comprises the following state components:
  • Electric current consumption I Mot (t) of the electric motor,
  • - Electrical voltage U Mot (t) on the electric motor
  • - Temperature T Mot (t) of the electric motor
  • Temperature T air (t) of the air in the internal volume V Akt (t)
  • Temperature T Schm (t) of a lubricant in the internal volume V Akt (t)
  • - Last L Mot (t) of the electric motor
  • - Last L Zyl (t) of the cylinder
  • - Pressure P Akt (t) in the internal volume V Akt (t) of the actuator
  • - Quantity M Schm (t) of a lubricant in the actuator
  • - Volume V Schm (t) of the lubricant in the actuator.

Diese dienen im weiteren Verlauf des vorgeschlagenen Verfahrens unter anderem zu einer nachfolgend beschriebenen Klassierung und ermöglichen insbesondere eine genauere Schätzung der nachfolgend angegebenen Schätzgrößen.These are used in the further course of the proposed method, inter alia, to a classification described below and in particular allow a more accurate estimate of the estimates given below.

In einem weiteren Schritt erfolgt ein Bereitstellen eines Zustandsschätzers ZS zur Ermittlung eines geschätzten Zustandes ZG(t) des Aktors. Der Zustandsschätzer ZS basiert auf einem entsprechenden Zustandsmodell des Aktors und erlaubt bei Vorgabe von für das Zustandsmodell benötigten, typischerweise mittels Sensoren gemessenen Eingangsgrößen, die Ermittlung eines geschätzten Zustandes ZG(t) des Aktors. Grundsätzlich gilt, dass je mehr Eingangsgrößen verfügbar sind, die von dem Zustandsmodell auch berücksichtigt werden, desto genauer ist die Schätzung des Zustandes ZG(t). Der geschätzte Zustand basiert somit auf einer Kombination von Messwerten durch den Zustandsschätzer ZS. Der Zustandsschätzer wird vorteilhaft auf Basis des Zustandsmodells als Kalman-Filter formuliert.In a further step, provision is made of a state estimator ZS for determining an estimated state ZG (t) of the actuator. The state estimator ZS is based on a corresponding state model of the actuator and allows the determination of an estimated state when specifying required for the state model, typically measured by sensors input variables ZG (t) of the actuator. Basically, the more inputs that are also considered by the state model, the more accurate the estimation of state ZG (t). The estimated state is thus based on a combination of measured values by the state estimator ZS. The state estimator is advantageously formulated on the basis of the state model as a Kalman filter.

In einem weiteren Schritt erfolgt mittels des Zustandsschätzers ein Ermitteln einer Zeitreihe eines geschätzten Zustands ZG(t) des Aktors, umfassend folgende geschätzten Zustandskomponenten:

  • – Position PGAn(t) des Antriebs und Position PGAb(t) des Abtriebs,
  • – zumindest eine der zugehörigen ersten Zeitableitungen: ṖGAnt) oder ṖGAb(t), und
  • – optional die zwei zugehörigen zweiten Zeitableitungen P ..GAn(t) , P ..GAb(t)
In a further step, the state estimator is used to determine a time series of an estimated state ZG (t) of the actuator, comprising the following estimated state components:
  • Position PG An (t) of the drive and position PG Ab (t) of the output,
  • At least one of the associated first time derivatives: ṖG An t) or ṖG Ab (t), and
  • Optionally, the two associated second time derivatives P ..G An (t) , P ..G Ab (t)

auf Basis der erfassten Zustände Z(t) und/oder auf Basis von bereitgestellten Stellgrößen SG(t) zur Ansteuerung des Antriebs. Bei einem Elektromotor als Antrieb des Aktors sind Stellgrößen bspw. eine elektrische Spannung UStell(t) und/oder ein elektrischer Strom IStell(t).on the basis of the detected states Z (t) and / or on the basis of provided manipulated variables SG (t) for controlling the drive. In an electric motor as a drive of the actuator, manipulated variables are, for example, an electrical voltage U Stell (t) and / or an electric current I Stell (t).

In einem weiteren Schritt erfolgt ein Ermitteln eines Zeitintervalls Δt = [ta, te] in dem gilt: ṖA n(t) ≠ 0 und/oder ṖA b(t) ≠ 0 und/oder ṖGAn(t) ≠ 0 und/oder ṖGAb(t) ≠ 0. In diesem Schritt wird somit auf Basis der bereits erfassten Zeitreihe des Zustands Z(t) ein Zeitintervall der Zeitreihe Δt ermittelt, in dem sich der Aktor durchgehend bewegt hat, d. h. die gemessenen und/oder geschätzten Geschwindigkeiten von Null verschieden sind. Das Zeitintervall Δt wird vorteilhaft derart gewählt, dass der Zustand Z(t) des Aktors in dem Zeitintervall Δt weitgehend konstant ist, d. h. dass auch weitere Zustandsparameter wie bspw. eine gleichbleibende Aktor-Temperatur, Aktor-Last, oder Antriebs-Geschwindigkeit, Antriebs-Spannung, Antriebs-Strom, etc. (im Wesentlichen) konstant sind.In a further step includes determining a time interval .DELTA.t is carried = [t a, t e] in which: P A n (t) ≠ 0 and / or p a b (t) ≠ 0 and / or PG An (t) ≠ 0 and / or ṖG Ab (t) ≠ 0. In this step, based on the time series of the state Z (t) already recorded, a time interval Δt is determined in which the actuator has moved continuously, ie the measured and / or or estimated speeds are different from zero. The time interval .DELTA.t is advantageously selected such that the state Z (t) of the actuator in the time interval .DELTA.t is largely constant, ie that also other state parameters such as a constant actuator temperature, actuator load, or drive speed, drive Voltage, drive current, etc. (essentially) are constant.

Vorteilhaft wird weiterhin das Zeitintervall Δt = [ta, te] derart ermittelt, dass in Δt für ṖGAn(t') und/oder ṖAn(t') gilt: ṖGAn(t') > 0.9ṖAn,Max An(t') > 0.9ṖAn,Max mit ṖAn,Max = Maximalgeschwindigkeit des Antriebs. Der Faktor 0.9 kann alternativ aus dem Bereich von 0.2 bis 0.95, von 0.2 bis 0.3, von 0.3 bis 0.4, von 0.4 bis 0.5, von 0.5 bis 0.6, von 0.6 bis 0.7, von 0.7 bis 0.8 oder von 0.8 bis 0.9 gewählt werden und beträgt vorteilhaft: 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.95.Is also advantageous for the time interval At = [t a, t e] determined such that in .DELTA.t for PG to (t ') is valid and / or P at (t'): ṖG An (t ')> 0.9Ṗ On, Max An (t ')> 0.9Ṗ On, Max with Ṗ On, Max = maximum speed of the drive. The factor 0.9 can alternatively be chosen from the range of 0.2 to 0.95, from 0.2 to 0.3, from 0.3 to 0.4, from 0.4 to 0.5, from 0.5 to 0.6, from 0.6 to 0.7, from 0.7 to 0.8 or from 0.8 to 0.9 and is advantageous: 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.95.

Weiterhin vorteilhaft wird das Zeitintervall Δt = [ta, te] derart ermittelt, dass in Δt ṖGAn(t') und/oder ṖAn(t') weniger als 5% variieren.Further advantageously, the time interval .DELTA.t = [t a , t e ] is determined such that in .DELTA.t ṖG An (t ') and / or An (t') vary less than 5%.

In einem weiteren Schritt erfolgt für das zuvor ermittelte Zeitintervall Δt ein Ermitteln zumindest eines folgender Residuen Ri(t'): Ri=1(t') = PAb(t')·ÜV – PAn(t') Ri=2(t') = PGAb(t')·ÜV – PGAn(t') Ri=3(t') = ṖAb(t')·ÜV – ṖAn(t') Ri=4(t') = ṖGAb(t')·ÜV – ṖGAn(t') Ri=5(t') = P ..Ab(t')·ÜV – P ..An(t') Ri=6(t') = P ..GAb(t')·ÜV – P ..GAn(t') Ri=7(t') = PAb(t') – PGAb(t') Ri=8(t') = PAn(t') – PGAn(t') Ri=9(t') = ṖAb(t') – ṖGAb(t') Ri=10(t') = ṖAn(t') – ṖGAn(t') Ri=11(t') = P ..An(t') – P ..GAn(t') Ri=12(t') = P ..Ab(t') – P ..GAb(t') mit: t' ∊ [ta, te], und ÜV = Übersetzungsverhältnis zwischen Antrieb und Abtrieb. Das zumindest eine Residuum Ri(t') ist somit wiederum eine Zeitreihe für den Zeitabschnitt ta bis te.In a further step, at least one of the following residuals R i (t ') is determined for the previously determined time interval Δt: R i = 1 (t ') = P Ab (t') * UV - P An (t ') R i = 2 (t ') = PG Ab (t') * UV - PG An (t ') R i = 3 (t ') = Ṗ Ab (t') Ü ÜV - Ṗ An (t ') R i = 4 (t ') = Ṗ G Ab (t') Ü ÜV - Ṗ G An (t ') R i = 5 (t ') = P .. Ab (t') * ÜV - P .. An (t ') R i = 6 (t ') = P ..G Ab (t') * UV - P ..G An (t ') R i = 7 (t ') = P Ab (t') - PG Ab (t ') R i = 8 (t ') = P An (t') - PG An (t ') R i = 9 (t ') = Ṗ Ab (t') - Ṗ G Ab (t ') R i = 10 (t ') = Ṗ An (t') - Ṗ G An (t ') R i = 11 (t ') = P .. An (t') -P.G An (t ') R i = 12 (t ') = P .. Ab (t') -P.G Ab (t ') with: t 'ε [t a , t e ], and ÜV = transmission ratio between drive and output. The at least one residual R i (t ') is thus again a time series for the time interval t a to t e .

In einem weiteren Schritt erfolgt für das Zeitintervall Δt ein Transformieren des zumindest einen Residuums Ri(t') in einen Frequenzbereich zur Erzeugung eines transformierten Residuums Ri,Freq(ω), wobei ω eine Kreisfrequenz angibt. Das Transformieren des zumindest einen Residuums Ri(t') in den Frequenzbereich erfolgt vorteilhaft mit einer rekursiv definierten diskreten Fourier-Transformation, da dies eine geringere Rechenleistung und Speicherkapazität erfordert. Alternativ oder zusätzlich erfolgt ein Transformieren des zumindest einen Residuums Ri(t') in einen Wegbereich zur Erzeugung eines transformierten Residuums Ri,Weg(s), wobei s einen Weg bzw. einen Winkel angibt.In a further step, for the time interval Δt, the at least one residual R i (t ') is transformed into a frequency range for generating a transformed residual R i, Freq (ω), where ω indicates an angular frequency. The transformation of the at least one residual R i (t ') into the frequency domain advantageously takes place with a recursively defined discrete Fourier transformation, since this requires less computing power and storage capacity. Alternatively or additionally, the at least one residual R i (t ') is transformed into a path region for generating a transformed residual R i, path (s), where s indicates a path or an angle.

In einem weiteren Schritt erfolgt ein Ermitteln von Fehlerfrequenzen ωF des transformierten Residuums Ri,Freq(ω) und zugehöriger Amplituden A(ωF) und/oder ein Ermitteln von Fehlerpositionen sF des transformierten Residuums Ri,Weg(s) und zugehöriger Amplituden A(sF). Die Fehlerfrequenzen ωF bzw. die Fehlerpositionen sF der transformierten Residuen Ri,Freq(ω) bzw. Ri,Weg(s) können mittels bekannter Analysemethoden (bspw. Frequenzanalyse/Periodenanalyse) ermittelt werden. Die Frequenzanalyse erfolgt bevorzugt mit einer FFT-Analyse oder einer rekursiv definierten diskreten FFT-Analyse.In a further step, determination of error frequencies ω F of the transformed residual R i, Freq (ω) and associated amplitudes A (ω F ) and / or determination of error positions s F of the transformed residual R i, path (s) and associated ones takes place Amplitudes A (s F ). The error frequencies ω F or the error positions s F of the transformed residuals R i, Freq (ω) and R i, path (s) can be determined by means of known analysis methods (eg frequency analysis / period analysis) are determined. The frequency analysis is preferably carried out with an FFT analysis or a recursively defined discrete FFT analysis.

In einem weiteren Schritt erfolgt ein Klassieren des zumindest einen transformierten Residuums Ri,Freq(ω) in eine Klasse KFreq* von mehreren vorgegebenen Klassen KFreq. Alternativ oder zusätzlich erfolgt ein Klassieren des zumindest einen transformierten Residuums Ri,Weg(s) in eine Klasse KWeg* von mehreren vorgegebenen Klassen KWeg. Die Klassierung erfolgt jeweils anhand von für die jeweils vorgegebenen Klassen KFreq und KWeg vorgegebenen Kenngrößen. Vorteilhaft werden eine Anzahl T temperaturabhängige Klassen, eine Anzahl L lastabhängige Klassen, und eine Anzahl S geschwindigkeitsabhängige Klassen vorgegeben. Die Klassierung der Residuen Ri,Freq(ω) und Ri,Weg(s) erfolgt demzufolge vorteilhaft anhand der für das Zeitintervall Δt jeweils geltenden Kenngrößen (bspw. Temperatur, Last und Geschwindigkeit des Aktors, bzw. seines Antriebs oder Abtriebs). Die Klassierung erfolgt weiterhin vorteilhaft abhängig von den ermittelten Fehlerfrequenzen ωF und zugehörigen Amplituden A(ωF) bzw. abhängig von den ermittelten Fehlerpositionen sF und zugehörigen Amplituden A(sF).In a further step, the at least one transformed residual R i, Freq (ω) is classified into a class K Freq * of several predetermined classes K Freq . Alternatively or additionally, the at least one transformed residual R i, path (s) is classified into a class K path * of a plurality of predetermined classes K path . The classification is carried out in each case on the basis of given for the given classes K Freq and K way parameters. Advantageously, a number T temperature-dependent classes, a number L load-dependent classes, and a number S speed-dependent classes are given. The classification of the residuals R i, Freq (ω) and R i, path (s) is therefore advantageously based on the respectively applicable for the time interval .DELTA.t characteristics (eg. Temperature, load and speed of the actuator, or its drive or output). The classification continues to be advantageous depending on the determined error frequencies ω F and associated amplitudes A (ω F ) or depending on the determined error positions s F and associated amplitudes A (s F ).

In einem weiteren Schritt erfolgt ein Vergleichen der Amplituden A(ωF) mit für die Klasse KFreq* vorgegebenen Norm-Amplituden ANorm,KFreqF), und/oder ein Vergleichen der Amplituden A(sF) mit für die Klasse KWeg* vorgegebenen Norm-Amplituden ANorm,KWeg(sF), wobei, sofern die Amplituden A(ωF) des transformierten Residuums Ri,Freq(ω) eine von den Normalwerten Anorm,KFreqF) der Klasse KFreq* abhängige Bedingung B1 nicht erfüllen, und/oder sofern die Amplituden A(sF) des transformierten Residuums Ri,Weg(s) eine von den Normalwerten ANorm,KWeq(sF) der Klasse KWeg* abhängige Bedingung B2 nicht erfüllen, eine Warnung erzeugt und ausgegeben wird.In a further step, the amplitudes A (ω F ) are compared with the standard amplitudes A Norm, KFreqF ) specified for the class K Freq *, and / or a comparison of the amplitudes A (s F ) with for the class K path * given standard amplitudes A norm, KWeg (s F ), where, provided the amplitudes A (ω F ) of the transformed residual R i, Freq (ω) one of the normal values A norm, KFreqF ) of the class K Freq * dependent condition B1, and / or if the amplitudes A (s F ) of the transformed residual R i, path (s) have a condition B2 dependent on the normal values A Norm, KWeq (s F ) of the class K path * do not meet, a warning is generated and issued.

Die Norm-Amplituden ANorm,KFreq(ω) und ANorm,KWeg*(s) geben vorteilhaft das Normalverhalten des Aktors, d. h. ohne jedweden Aktorfehler an und sind für jede der Klassen KFreq* bzw. KWeg* vorgegeben. Die Norm-Amplituden ANorm,KFreq(ω) und ANorm,KWeg*(s) für die verschiedenen Klassen KFreq und KWeg können vorteilhaft basierend auf Messungen an fehlerfreien Aktoren ermittelt werden. Die Warnung wird vorteilhaft nach deren Erzeugung drahtgebunden oder drahtlos an eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe übermittelt.The standard amplitudes A norm, KFreq (ω) and A norm, KWeg * (s) advantageously indicate the normal behavior of the actuator, ie without any actuator error, and are predefined for each of the classes K Freq * or K path *. The standard amplitudes A norm, KFreq (ω) and A norm, KWeg * (s) for the different classes K Freq and K path can advantageously be determined based on measurements on faultless actuators. The warning is advantageously transmitted after its generation wired or wirelessly to an output unit for output.

Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht eine robuste, detaillierte, und genaue Überwachung eines Aktors bereits hinsichtlich sich andeutender Fehler. Durch den Einsatz des Verfahrens ist es somit möglich, auf Basis der ausgegebenen Warnung sehr frühzeitig Vorkehrungen zu treffen oder Maßnahmen einzuleiten, die ein Fortschreiten eines Aktorfehlers bis hin zum Aktorausfall unterbinden. Die Warnung kann vorteilhaft eine geänderte Ansteuerung des Aktors bedingen. Beispielsweise kann die Ansteuerung nach einer Warnung manuell oder automatisch derart verändert werden, dass die vom Aktor abgebbare maximale Leistung reduziert wird, oder der Aktuator vollständig abgeschaltet wird. Sind derartige Aktoren in Luftfahrzeugen verbaut, wird vorzugsweise die erzeugte Warnung im Cockpit zumindest optisch ausgegeben und/oder an ein ECAM System (ECAM = Electronic Centralized Aircraft Monitor) des Luftfahrzeugs oder ein vergleichbares System weitergeleitet.The proposed method allows a robust, detailed, and accurate monitoring of an actuator already with regard to suggestive errors. By using the method, it is thus possible on the basis of the issued warning very early to take precautions or initiate measures that prevent the progression of an actuator error up to the actuator failure. The warning can advantageously cause a changed activation of the actuator. For example, the control can be changed manually or automatically after a warning in such a way that the maximum power that can be output by the actuator is reduced, or the actuator is completely switched off. If such actuators are installed in aircraft, the warning generated in the cockpit is preferably at least optically output and / or forwarded to an ECAM system (ECAM = Electronic Centralized Aircraft Monitor) of the aircraft or a comparable system.

Erfindungsgemäß kann für das Zeitintervall Δt alternativ oder zusätzlich zumindest eines folgender Residuen Ri(t') ermittelt werden: Ri=13(t') = ENV(PAb(t'))·ÜV – ENV(PAn(t')) Ri=14(t') = ENV(PGAb(t'))·ÜV – ENV(PGAn(t')) Ri=15(t') = ENV(ṖAb(t'))·ÜV – ENV(ṖAn(t')) Ri=16(t') = ENV(ṖGAb(t'))·ÜV – ENV(ṖGAn(t')) Ri=17(t') = ENV(P ..Ab(t'))·ÜV – ENV(P ..An(t')) Ri=18(t') = ENV(P ..GAb(t'))·ÜV – ENV(P ..GAn(t')) Ri=19(t') = ENV(PAb(t')) – ENV(PGAb(t')) Ri=20(t') = ENV(PAn(t')) – ENV(PGAn(t')) Ri=21(t') = ENV(ṖAb(t')) – ENV(ṖGAb(t')) Ri=22(t') = ENV(ṖAn(t')) – ENV(ṖGAn(t')) Ri=23(t') = ENV(P ..An(t')) – ENV(P ..GAn(t')) Ri=24(t') = ENV(P ..Ab(t')) – ENV(P ..GAb(t')) According to the invention, alternatively or additionally at least one of the following residuals R i (t ') can be determined for the time interval Δt: R i = 13 (t ') = ENV (P Ab (t')) * ÜV - ENV (P An (t ')) R i = 14 (t ') = ENV (PG Ab (t')) * ÜV - ENV (PG An (t ')) R i = 15 (t ') = ENV (Ṗ Ab (t')) × ÜV - ENV (Ṗ An (t ')) R i = 16 (t ') = ENV (Ṗ G Ab (t')) Ü ÜV - ENV (Ṗ G An (t ')) R i = 17 (t ') = ENV (P .. Ab (t')) × ÜV - ENV (P .. An (t ')) R i = 18 (t ') = ENV (P..G Ab (t')) · ÜV - ENV (P..G An (t ')) R i = 19 (t ') = ENV (P Ab (t')) - ENV (PG Ab (t ')) R i = 20 (t ') = ENV (P An (t')) - ENV (PG An (t ')) R i = 21 (t ') = ENV (Ṗ Ab (t')) - ENV (ṖG Ab (t ')) R i = 22 (t ') = ENV (Ṗ An (t')) - ENV (ṖG An (t ')) R i = 23 (t ') = ENV (P .. An (t')) - ENV (P .. G An (t ')) R i = 24 (t ') = ENV (P .. Ab (t')) - ENV (P .. G Ab (t '))

Dabei ist ENV(...) die Einhüllende oder Enveloppe der jeweiligen in Klammern angegebenen zeitabhängigen Größe. Vorteilhaft wird die Einhüllende ENV() durch Annäherung einer Hilbert-Transformation mittels eines Filters mit endlicher Impulsantwort, ein sogenanntes FIR-Filter erzeugt.Where ENV (...) is the envelope or envelope of the respective time-dependent quantity given in brackets. Advantageously, the envelope ENV () is generated by approximating a Hilbert transform by means of a finite impulse response filter, a so-called FIR filter.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computer-Programm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens, wie vorstehend beschrieben, wenn der Programmcode auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird.Another aspect of the invention relates to a computer program product having program code stored on a machine-readable carrier for carrying out the method as described above when the program code is executed on a data processing device.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computersystem mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass ein Verfahren, wie vorstehend beschrieben, auf der Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird.Another aspect of the invention relates to a computer system having a data processing device, wherein the data processing device is configured such that a method as described above is performed on the data processing device.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein digitales Speichermedium mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen, wobei die Steuersignale so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass ein Verfahren, wie vorstehend beschrieben, ausgeführt wird.Another aspect relates to a digital storage medium having electronically readable control signals, wherein the control signals may interact with a programmable computer system to perform a method as described above.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Erfindung eines Computer-Programms mit Programmcodes zur Durchführung des Verfahrens, wie vorstehend beschrieben, wenn das Programm auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung abläuft. Dazu kann die Datenverarbeitungsvorrichtung als ein beliebiges aus dem Stand der Technik bekanntes Computersystem ausgestaltet sein.Another aspect of the invention relates to the invention of a computer program with program codes for carrying out the method, as described above, when the program runs on a data processing device. For this, the data processing device can be configured as any known from the prior art computer system.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung eines elektromechanischen Aktors, der einen Antrieb und einen Abtrieb umfasst.Another aspect of the invention relates to a device for monitoring an electromechanical actuator comprising a drive and an output.

Die vorgeschlagene Vorrichtung umfasst ein erstes Mittel zum Erfassen einer Zeitreihe eines Zustands Z(t) des Aktors, umfassend folgende Zustandskomponenten:

  • – Position PAn(t) des Antriebs und Position PAb(t) des Abtriebs,
  • – optional zumindest eine daraus ermittelte zugehörige erste Zeitableitung ṖAn(t) oder ṖAb(t), und
  • – optional die zwei daraus ermittelten zugehörigen zweiten Zeitableitungen P ..An(t) und P ..Ab(t) .
The proposed device comprises a first means for detecting a time series of a state Z (t) of the actuator, comprising the following state components:
  • Position P An (t) of the drive and position P Ab (t) of the output,
  • Optionally, at least one associated first time derivative daraus An (t) or Ṗ Ab (t), and
  • Optionally, the two associated second time derivatives derived therefrom P .. An (t) and P .. Ab (t) ,

Das erste Mittel umfasst hierzu vorteilhaft ein geeignetes Sensorsystem zur Erfassung zumindest der Positionen PAn(t) und PAb(t), eine Auswerteeinheit zur Auswertung von Sensorrohdaten des Sensorsystems und eine Speichereinheit zur Speicherung der Zeitreihe der erfassten Zustände Z(t) des Aktors, mit t := Zeit. Vorteilhaft umfassen die Zustandskomponenten folgende Daten: Temperatur des Aktors TAkt(t), Temperatur des Antriebs TAnt(t), Last der Abtriebs LAb(t); Last des Antriebs LAn(t), el. Spannung des Antriebs U(t), el. Strom des Antriebs I(t), die ebenfalls durch ein Sensorsystem mit geeigneten Sensoren erfasst werden.The first means advantageously comprises a suitable sensor system for detecting at least the positions P An (t) and P Ab (t), an evaluation unit for evaluating sensor raw data of the sensor system and a memory unit for storing the time series of the detected states Z (t) of the actuator , with t: = time. Advantageously, the state components comprise the following data: temperature of the actuator T act (t), temperature of the drive T Ant (t), load of the output L Ab (t); Load of the drive L An (t), el. Voltage of the drive U (t), el. Current of the drive I (t), which are also detected by a sensor system with suitable sensors.

Die vorgeschlagene Vorrichtung umfasst weiterhin eine Schnittstelle zum Bereitstellen eines Zustandsschätzers ZS zur Ermittlung eines geschätzten Zustandes ZG(t) des Aktors. Die Schnittstelle ist vorteilhaft ein Dateninterface zur Übertragung des Zustandsschätzers ZS als Softwareprogramm an eine Prozessoreinheit der Vorrichtung zur Ausführung des Softwareprogramms.The proposed device further comprises an interface for providing a state estimator ZS for determining an estimated state ZG (t) of the actuator. The interface is advantageously a data interface for transmitting the state estimator ZS as a software program to a processor unit of the device for executing the software program.

Die vorgeschlagene Vorrichtung umfasst weiterhin ein zweites Mittel zum Ermitteln einer Zeitreihe eines geschätzten Zustands ZG(t) des Aktors, umfassend folgende geschätzte Zustandskomponenten:

  • – Position PGAn(t) des Antriebs und Position PGAb(t) des Abtriebs,
  • – zumindest eine der zugehörigen ersten Zeitableitungen: ṖGAn(t) oder ṖGAb(t), und
  • – optional die zwei zugehörigen zweiten Zeitableitungen P ..GAn(t) , P ..GAb(t) durch den Zustandsschätzer ZS auf Basis der erfassten Zustände Z(t) und/oder auf Basis von bereitgestellten Stellgrößen SG(t) zur Ansteuerung des Antriebs.
The proposed device further comprises a second means for determining a time series of an estimated state ZG (t) of the actuator, comprising the following estimated state components:
  • Position PG An (t) of the drive and position PG Ab (t) of the output,
  • At least one of the associated first time derivatives: AnG An (t) or ṖG Ab (t), and
  • Optionally, the two associated second time derivatives P ..G An (t) . P .. G Ab (t) by the state estimator ZS on the basis of the detected states Z (t) and / or on the basis of provided manipulated variables SG (t) for controlling the drive.

Die vorgeschlagene Vorrichtung umfasst weiterhin ein drittes Mittel zum Ermitteln eines Zeitintervalls Δt = [ta, te] in dem gilt: ṖAn(t) ≠ 0 und/oder ṖAb(t) ≠ 0 und/oder ṖGAn(t) ≠ 0 und/oder ṖGAb(t) ≠ 0.The proposed device further comprises a third means for determining a time interval Δt = [t a , t e ] in which: Ṗ An (t) ≠ 0 and / or Ṗ Ab (t) ≠ 0 and / or ṖG An (t) ≠ 0 and / or ṖG Ab (t) ≠ 0.

Die vorgeschlagene Vorrichtung umfasst weiterhin ein viertes Mittel zum Ermitteln für das Zeitintervall Δt zumindest eines folgender Residuen Ri(t'): Ri=1(t') = PAb(t')·ÜV – PAn(t') Ri=2(t') = PGAb(t')·ÜV – PGAn(t') Ri=3(t') = ṖAb(t')·ÜV – ṖAn(t') Ri=4(t') = ṖGAb(t')·ÜV – ṖGAn(t') Ri=5(t') = P ..Ab(t')·ÜV – P ..An(t') Ri=6(t') = P ..GAb(t')·ÜV – P ..GAn(t') Ri=7(t') = PAb(t') – PGAb(t') Ri=8(t') = PAn(t') – PGAn(t') Ri=9(t') = ṖAb(t') – ṖGAb(t') Ri=10(t') = ṖAn(t') – ṖGAn(t') Ri=11(t') = P ..An(t') – P ..GAn(t') Ri=12(t') = P ..Ab(t') – P ..GAb(t') Ri=13(t') = ENV(PAb(t'))·ÜV – ENV(PAn(t')) Ri=14(t') = ENV(PGAb(t'))·ÜV – ENV(PGAn(t')) Ri=15(t') = ENV(ṖAb(t'))·ÜV – ENV(ṖAn(t')) Ri=16(t') = ENV(ṖGAb(t'))·ÜV – ENV(ṖGAn(t')) Ri=17(t') = ENV(P ..Ab(t'))·ÜV – ENV(P ..An(t')) Ri=18(t') = ENV(P ..GAb(t'))·ÜV – ENV(P ..GAn(t')) Ri=19(t') = ENV(PAb(t')) – ENV(PGAb(t')) Ri=20(t') = ENV(PAn(t')) – ENV(PGAn(t')) Ri=21(t') = ENV(ṖAb(t')) – ENV(ṖGAb(t')) Ri=22(t') = ENV(ṖAn(t')) – ENV(ṖGAn(t')) Ri=23(t') = ENV(P ..An(t')) – ENV(P ..GAn(t')) Ri=24(t') = ENV(P ..Ab(t')) – ENV(P ..GAb(t')) mit:
t' ∊ [ta, te],
ÜV = Übersetzungsverhältnis zwischen Antrieb (2) und Abtrieb (3),
ENV() = Einhüllende oder Enveloppe von (...),
The proposed device further comprises a fourth means for determining for the time interval Δt at least one of the following residuals R i (t '): R i = 1 (t ') = P Ab (t') * UV - P An (t ') R i = 2 (t ') = PG Ab (t') * UV - PG An (t ') R i = 3 (t ') = Ṗ Ab (t') Ü ÜV - Ṗ An (t ') R i = 4 (t ') = Ṗ G Ab (t') Ü ÜV - Ṗ G An (t ') R i = 5 (t ') = P .. Ab (t') * ÜV - P .. An (t ') R i = 6 (t ') = P ..G Ab (t') * UV - P ..G An (t ') R i = 7 (t ') = P Ab (t') - PG Ab (t ') R i = 8 (t ') = P An (t') - PG An (t ') R i = 9 (t ') = Ṗ Ab (t') - Ṗ G Ab (t ') R i = 10 (t ') = Ṗ An (t') - Ṗ G An (t ') R i = 11 (t ') = P .. An (t') -P.G An (t ') R i = 12 (t ') = P .. Ab (t') - P .. G Ab (t ') R i = 13 (t ') = ENV (P Ab (t')) * ÜV - ENV (P An (t ')) R i = 14 (t ') = ENV (PG Ab (t')) * ÜV - ENV (PG An (t ')) R i = 15 (t ') = ENV (Ṗ Ab (t')) × ÜV - ENV (Ṗ An (t ')) R i = 16 (t ') = ENV (Ṗ G Ab (t')) Ü ÜV - ENV (Ṗ G An (t ')) R i = 17 (t ') = ENV (P .. Ab (t')) × ÜV - ENV (P .. An (t ')) R i = 18 (t ') = ENV (P..G Ab (t')) · ÜV - ENV (P..G An (t ')) R i = 19 (t ') = ENV (P Ab (t')) - ENV (PG Ab (t ')) R i = 20 (t ') = ENV (P An (t')) - ENV (PG An (t ')) R i = 21 (t ') = ENV (Ṗ Ab (t')) - ENV (ṖG Ab (t ')) R i = 22 (t ') = ENV (Ṗ An (t')) - ENV (ṖG An (t ')) R i = 23 (t ') = ENV (P .. An (t')) - ENV (P .. G An (t ')) R i = 24 (t ') = ENV (P .. Ab (t')) - ENV (P .. G Ab (t ')) With:
t 'ε [t a , t e ],
ÜV = gear ratio between drive (2) and output (3),
ENV () = envelope or envelope of (...),

Die vorgeschlagene Vorrichtung umfasst weiterhin ein fünftes Mittel zum Transformieren des zumindest einen Residuums Ri(t') in einen Frequenzbereich für das Zeitintervall Δt zur Erzeugung eines transformierten Residuums Ri,Freq(ω) und/oder zum Transformieren des zumindest einen Residuums Ri(t') in einen Wegbereich zur Erzeugung eines transformierten Residuums Ri,Weg(s).The proposed device further comprises a fifth means for transforming the at least one residual R i (t ') into a frequency range for the time interval Δt for generating a transformed residual R i, Freq (ω) and / or for transforming the at least one residual R i (t ') into a path region for generating a transformed residual R i, path (s).

Die vorgeschlagene Vorrichtung umfasst weiterhin ein sechstes Mittel zum Ermitteln von Fehlerfrequenzen ωF des transformierten Residuums Ri,Freq(ω) und zugehöriger Amplituden A(ωF) oder zum Ermitteln von Fehlerpositionen sF des transformierten Residuums Ri,Weg(s) und zugehöriger Amplituden A(sF).The proposed device further comprises a sixth means for determining error frequencies ω F of the transformed residual R i, Freq (ω) and associated amplitudes A (ω F ) or for determining error positions s F of the transformed residual R i, path (s) and associated amplitudes A (s F ).

Die vorgeschlagene Vorrichtung umfasst weiterhin ein siebtes Mittel zum Klassieren des zumindest einen transformierten Residuums Ri,Freq(w) in eine Klasse KFreq* von mehreren vorgegebenen Klassen KFreq, und/oder zum Klassieren des zumindest einen transformierten Residuums Ri,Weg(s) in eine Klasse KWeg* von mehreren vorgegebenen Klassen KWeg.The proposed device further comprises a seventh means for classifying the at least one transformed residual R i, Freq (w) into a class K Freq * of several predetermined classes K Freq , and / or for classifying the at least one transformed residual R i, Path ( s) in a class K way * of several predetermined classes K way .

Die vorgeschlagene Vorrichtung umfasst weiterhin ein achtes Mittel zum Vergleichen der Amplituden A(ωF) mit für die Klasse KFreq* vorgegebenen Norm-Amplituden ANorm,KFreqF), und/oder zum Vergleichen der Amplituden A(sF) mit für die Klasse KWeg* vorgegebenen Norm-Amplituden ANorm,KWeg(sF), wobei das achte Mittel derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass sofern die Amplituden A(ωF) des transformierten Residuums Ri,Freq(ω) eine von den Normalwerten Anorm,KFreqF) der Klasse KFreq* abhängige Bedingung B1 nicht erfüllen, und/oder sofern die Amplituden A(sF) des transformierten Residuums Ri,Weg(s) eine von den Normalwerten ANorm,KWeq(sF) der Klasse KWeq* abhängige Bedingung B2 nicht erfüllen, eine Warnung erzeugt und ausgegeben wird. Hierzu umfasst das achte Mittel vorteilhaft ein Ausgabemittel zur Ausgabe der Warnung in optischer, akustischer, haptischer oder elektrischer Form.The proposed device furthermore comprises an eighth means for comparing the amplitudes A (ω F ) with standard amplitudes A Norm, KFreqF ) specified for the class K Freq * and / or for comparing the amplitudes A (s F ) for the class K path * predetermined standard amplitudes A Norm, KWeg (s F ), wherein the eighth means is designed and arranged such that the amplitudes A (ω F ) of the transformed residual R i, Freq (ω) one of do not satisfy the normal values A norm, KFreqF ) of the class K Freq * dependent condition B1, and / or if the amplitudes A (s F ) of the transformed residual R i, path (s) are one of the normal values A Norm, KWeq (s F ) of the class K Weq * dependent condition B2 do not meet, a warning is generated and issued. For this purpose, the eighth means advantageously comprises an output means for outputting the warning in optical, acoustic, haptic or electrical form.

Vorteile und bevorzugte Weiterbildungen der vorgeschlagenen Vorrichtung ergeben sich durch eine analoge und sinngemäße Übertragung der zu dem vorgeschlagenen Verfahren gemachten Ausführungen.Advantages and preferred developments of the proposed device are obtained by an analogous and analogous transmission of the statements made to the proposed method.

Schließlich betrifft ein letzer Aspekt der Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, ein Luftfahrzeug, ein Raumfahrzeug oder ein Wasserfahrzeug mit einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung.Finally, a last aspect of the invention relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, an aircraft, a spacecraft or a watercraft with a device described above.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details will become apparent from the following description in which - where appropriate, with reference to the drawings - at least one embodiment is described in detail. The same, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals.

Es zeigen:Show it:

1 einen schematisierten Aktor, 1 a schematized actuator,

2 einen schematisierten Ablauf einer Variante des vorgeschlagenen Verfahrens, und 2 a schematic flow of a variant of the proposed method, and

3 einen schematisierten Aufbau einer Variante der vorgeschlagenen Vorrichtung. 3 a schematic structure of a variant of the proposed device.

1 zeigt einen schematisierten elektromechanischen Aktor 1 mit einem Elektromotor als Antrieb 2 und einen vom Elektromotor über ein Getriebe (nicht dargestellt) mit einem Übersetzungsverhältnis ÜV angetriebenen Kolben als Abtrieb 3. An dem Kolben 3 greift die Last 4 an. Die Kolbenposition 5 ergibt sich entlang der dargestellten Pfeilrichtung. 1 shows a schematic electromechanical actuator 1 with an electric motor as drive 2 and a driven by the electric motor via a transmission (not shown) with a transmission ratio ÜV piston as the output 3 , On the piston 3 grabs the load 4 at. The piston position 5 results along the arrow direction shown.

2 zeigt einen schematisierten Ablauf einer Variante des vorgeschlagenen Verfahrens zur Überwachung eines elektromechanischen Aktors 1 gemäß 1, der einen Antrieb 2 und einen Abtrieb 3 umfasst. 2 shows a schematic flow of a variant of the proposed method for monitoring an electromechanical actuator 1 according to 1 that a drive 2 and a downforce 3 includes.

In einem Schritt 101 erfolgt ein Erfassen einer Zeitreihe eines Zustands Z(t) des Aktors, umfassend folgende Zustandskomponenten:

  • – Position PAn(t) des Antriebs 2 und Position PAb(t) des Abtriebs 3,
  • – daraus ermittelte zugehörige erste Zeitableitungen ṖAn(t) und ṖAb(t),
  • – daraus ermittelte zugehörige zweite Zeitableitungen P ..An(t) und P ..Ab(t) ,
  • – Temperatur des Aktors,
  • – Strom des Elektromotors 2 IAnt(t), und
  • – Abtriebslast LAb(t) 4 des Aktors.
In one step 101 a time series of a state Z (t) of the actuator is detected, comprising the following state components:
  • - Position P An (t) of the drive 2 and position P Ab (t) of the output 3 .
  • - associated first time derivatives daraus An (t) and Ṗ Ab (t) determined therefrom,
  • - derived second time derivatives derived therefrom P .. An (t) and P .. Ab (t) .
  • Temperature of the actuator,
  • - Electric motor current 2 I Ant (t), and
  • - output load L Ab (t) 4 of the actor.

Die Position PAn(t) des Antriebs 2 entspricht einem Winkel. Die Position PAb(t) des Abtriebs 3 entspricht der Kolbenposition 5. The position P at (t) of the drive 2 corresponds to an angle. The position P Ab (t) of the output 3 corresponds to the piston position 5 ,

In einem Schritt 102 erfolgt ein Bereitstellen eines Zustandsschätzers ZS zur Ermittlung eines geschätzten Zustandes ZG(t) des Aktors. Der Zustandsschätzer basiert auf einem Aktuatormodel und einem Kalman-Filter.In one step 102 there is provided a state estimator ZS for determining an estimated state ZG (t) of the actuator. The state estimator is based on an actuator model and a Kalman filter.

In einem Schritt 103 erfolgt ein Ermitteln einer Zeitreihe eines geschätzten Zustands ZG(t) des Aktors, umfassend folgende geschätzte Zustandskomponenten:

  • – Position PGAn(t) des Antriebs und Position PGAb(t) des Abtriebs,
  • – die zugehörigen ersten Zeitableitungen: ṖGAn(t) und ṖGAb(t), und
  • – die zugehörigen zweiten Zeitableitungen P ..GAn(t) und P ..GAb(t)
durch den Zustandsschätzer ZS auf Basis der erfassten Zustände Z(t).In one step 103 the time series of an estimated state ZG (t) of the actuator is determined, comprising the following estimated state components:
  • Position PG An (t) of the drive and position PG Ab (t) of the output,
  • - the associated first time derivatives: AnG An (t) and ṖG Ab (t), and
  • - the associated second time derivatives P ..G An (t) and P .. G Ab (t)
by the state estimator ZS on the basis of the detected states Z (t).

In einem Schritt 104 erfolgt ein Ermitteln eines Zeitintervalls Δt = [ta, te] in dem gilt: ṖAn(t) ≠ 0 und ṖAb(t) ≠ 0. Weiterhin wird das Zeitintervall Δt derart ermittelt, dass die Schätzwerte mit einer geschätzten Motorgeschwindigkeit ṖGAn(t) unter 10% der Maximalgeschwindigkeit des Motors ṖAn,Max nicht benutzt werden.In one step 104 carried determining a time interval At = [t a, e t] in which the following applies: P at (t) ≠ 0 and p Ab (t) ≠ 0. In addition, the time interval is determined .DELTA.t such that the estimated values with an estimated engine speed PG At (t) less than 10% of the maximum speed of the motor Ṗ An, Max can not be used.

In einem Schritt 105 erfolgt für das Zeitintervall Δt ein Ermitteln folgender Residuen Ri(t'): Ri=1(t') = PAb(t')·ÜV – PAn(t'), Ri=8(t') = PAn(t') – PGAn(t'), Ri=13(t') = ENV(PAb(t'))·ÜV – ENV(PAn(t')), und Ri=19(t') = ENV(PAb(t')) – ENV(PGAb(t')) mit: t' ∊ [ta, te], und ÜV = Übersetzungsverhältnis zwischen Antrieb und Abtrieb.In one step 105 For the time interval Δt, the following residuals R i (t ') are determined: R i = 1 (t ') = P Ab (t') * UV - P An (t '), R i = 8 (t ') = P An (t') - PG An (t '), R i = 13 (t ') = ENV (P Ab (t')) * ÜV - ENV (P An (t ')), and R i = 19 (t ') = ENV (P Ab (t')) - ENV (PG Ab (t ')) with: t 'ε [t a , t e ], and ÜV = transmission ratio between drive and output.

In einem Schritt 106a erfolgt für das Zeitintervall Δt ein Transformieren der Residuen Ri(t') mittels einer rekursiv definierten FFT in einen Frequenzbereich zur Erzeugung transformierter Residuen Ri,Freq(ω).In one step 106a For the time interval Δt, the residuals R i (t ') are transformed by means of a recursively defined FFT into a frequency range for generating transformed residuals R i, Freq (ω).

In einem Schritt 107a erfolgt ein Ermitteln von Fehlerfrequenzen ωF des transformierten Residuums Ri,Freq(ω) und zugehöriger Amplituden A(ωF).In one step 107a there is a determination of error frequencies ω F of the transformed residual R i, Freq (ω) and associated amplitudes A (ω F ).

In einem Schritt 108a erfolgt ein Klassieren der transformierten Residuen Ri,Freq(ω) jeweils in eine Klasse KFreq* von mehreren vorgegebenen Klassen KFreq. Das Klassieren erfolgt jeweils auf Basis von zuvor ermittelten Fehlerfrequenzen ωF des jeweiligen transformierten Residuums Ri,Freq(ω) und der zugehörigen Amplituden A(ωF). Die Fehlerfrequenzen ωF werden mit einem Periodenanalyseverfahren ermittelt. Die Klassierung basiert auf der Einteilung in tmperatur-, last- und geschwindigkeitsabhängige Klassen, wobei vorliegend unter Temperatur die des Aktors, unter Last die auf den Abtrieb wirkende Last, und unter Geschwindigkeit, die des Antriebs 2 zu verstehen sind. Die Anzahl der Klassen beträgt A = T·L·S wobei T die Anzahl der temperaturabhängigen Klassen, L die Anzahl der lastabhängigen Klassen und S die Anzahl der geschwindigkeitsabhängigen Klassen ist.In one step 108a classifying the transformed residuals R i, Freq (ω) into a class K Freq * of several predetermined classes K Freq . The classifying takes place in each case on the basis of previously determined error frequencies ω F of the respective transformed residual R i, Freq (ω) and the associated amplitudes A (ω F ). The error frequencies ω F are determined by a period analysis method. The classification is based on the classification in tmperatur-, load- and speed-dependent classes, where present under temperature of the actuator, under load the load acting on the output, and at speed, that of the drive 2 to be understood. The number of classes is A = T * L * S where T is the number of temperature-dependent classes, L is the number of load-dependent classes and S is the number of speed-dependent classes.

In einem weiteren Schritt 109a erfolgt jeweils ein Vergleichen der Amplituden A(ωF) mit für die jeweilige Klasse KFreq* vorgegebenen Norm-Amplituden ANorm,KFreqF), wobei, sofern die Amplituden A(ωF) des transformierten Residuums Ri,Freq(ω) eine von den Normalwerten Anorm,KFreqF) der Klasse KFreq* abhängige Bedingung B1 nicht erfüllen, eine Warnung erzeugt 110a und als akustisches und optisches Signal ausgegeben 110b wird.In a further step 109a in each case, the amplitudes A (ω F ) are compared with the standard amplitudes A Norm, KFreqF ) specified for the respective class K Freq *, where the amplitudes A (ω F ) of the transformed residual R i, Freq ( FIG. ω) does not satisfy a condition B1 dependent on the normal values A norm, KFreqF ) of the class K Freq *, generates a warning 110a and output as an audible and visual signal 110b becomes.

Zusätzlich oder alternativ dazu können nach Schritt 105 folgende Schritte ausgeführt werden: für das Zeitintervall Δt Transformieren 106b der Residuen Ri(t') in einen Wegbereich zur Erzeugung transformierter Residuen Ri,Weg(s), jeweils Ermitteln 107b von Fehlerpositionen sF der transformierten Residuen Ri,Weg(s) und zugehöriger Amplituden A(sF), Klassieren 108b der transformierten Residuen Ri,Weg(s) in jeweils eine Klasse KWeg* von mehreren vorgegebenen Klassen KWeg, jeweils Vergleichen 109b der Amplituden A(sF) mit für die jeweilige Klasse KWeg* vorgegebenen Norm-Amplituden ANorm,KWeg(sF), wobei sofern die Amplituden A(ωF) eines der transformierten Residuen Ri,Weg(s) eine von den Normalwerten ANorm,KWeq(sF) der jeweiligen Klasse KWeq* abhängige Bedingung B2 nicht erfüllen, ein Erzeugen 110a und Ausgeben 100b einer Warnung erfolgt.Additionally or alternatively, after step 105 following steps are performed: for the time interval Δt transform 106b of the residuals R i (t ') into a path region for generating transformed residuals R i, path (s), respectively 107b of error positions s F of the transformed residuals R i, path (s) and associated amplitudes A (s F ), classify 108b the transformed residuals R i, way (s) in each case a class K way * of several predetermined classes K way , respectively comparing 109b the amplitudes A (s F ) with standard amplitudes A Norm, KWeg (s F ) specified for the respective class K path *, where the amplitudes A (ω F ) of one of the transformed residuals R i, path (s) are one of the normal values A Norm, KWeq (s F ) of the respective class K Weq * dependent condition B2 do not satisfy a generating 110a and spending 100b a warning occurs.

Das Verfahren umfasst zusammenfassend folgende Schritte: Erfassen 101 einer Zeitreihe eines Zustands Z(t) des Aktors 1, Bereitstellen 102 eines Zustandsschätzers ZS zur Ermittlung eines geschätzten Zustandes ZG(t) des Aktors 1, Ermitteln 103 einer Zeitreihe eines geschätzten Zustands ZG(t) des Aktors 1, Ermitteln 104 eines Zeitintervalls Δt = [ta, te] in dem gilt: ṖAn(t) ≠ 0 und/oder ṖAb(t) ≠ 0 und/oder ṖGAn(t) ≠ 0 und/oder ṖGAb(t) ≠ 0, für das Zeitintervall Δt Ermitteln 105 zumindest eines Residuums Ri(t'), für das Zeitintervall Δt Transformieren 106a, b des zumindest einen Residuums Ri(t') in einen Frequenzbereich und/oder in einen Wegbereich, Ermitteln 107a von Fehlerfrequenzen ωF des transformierten Residuums Ri,Freq(ω) und zugehöriger Amplituden A(ωF) und/oder Ermitteln 107b von Fehlerpositionen sF des transformierten Residuums Ri,Weg(s) und zugehöriger Amplituden A(sF), Klassieren 108a des zumindest einen transformierten Residuums Ri,Freq(ω) in eine Klasse KFreq* von mehreren vorgegebenen Klassen KFreq, und/oder Klassieren 108b des zumindest einen transformierten Residuums Ri,Weg(s) in eine Klasse KWeg* von mehreren vorgegebenen Klassen KWeg, und Vergleichen 109a der Amplituden A(ωF) mit für die Klasse KFreq* vorgegebenen Norm-Amplituden ANorm,KFreqF), und/oder Vergleichen 109b der Amplituden A(sF) mit für die Klasse KWeg* vorgegebenen Norm-Amplituden ANorm,KWeg(sF), wobei sofern die Amplituden A(ωF) des transformierten Residuums Ri,Freq(ω) eine von den Normalwerten Anorm,KFreqF) der Klasse KFreq* abhängige Bedingung B1 nicht erfüllen, oder sofern die Amplituden A(sF) des transformierten Residuums Ri,Weg(s) eine von den Normalwerten ANorm,KWeq(sF) der Klasse KWeq* abhängige Bedingung B2 nicht erfüllen, Erzeugen 110a und Ausgeben 100b einer Warnung.In summary, the method comprises the following steps: Detecting 101 a time series of a state Z (t) of the actuator 1 , Provide 102 a state estimator ZS for determining an estimated state ZG (t) of the actuator 1 , Determine 103 a time series of an estimated state ZG (t) of the actuator 1 , Determine 104 of a time interval Δt = [t a , t e ] in which: Ṗ An (t) ≠ 0 and / or Ṗ Ab (t) ≠ 0 and / or ṖG An (t) ≠ 0 and / or ṖG Ab (t) ≠ 0, for the time interval Δt 105 at least one residual R i (t '), for the time interval Δt transform 106a , B of the at least one residual R i (t ') in a frequency range and / or in a path range, determining 107a of error frequencies ω F of the transformed residual R i, Freq (ω) and associated amplitudes A (ω F ) and / or determining 107b of error positions s F of the transformed residual R i, path (s) and associated amplitudes A (s F ), classify 108a of the at least one transformed residual R i, Freq (ω) into a class K Freq * of several predetermined classes K Freq , and / or classifying 108b of the at least one transformed residue R i, path (s) into a class K path * of several predetermined classes K way , and compare 109a the amplitudes A (ω F ) with given for the class K Freq * standard amplitudes A norm, KFreqF ), and / or comparison 109b the amplitudes A (s F ) with standard amplitudes A Norm, KWeg (s F ) specified for the class K path *, where the amplitudes A (ω F ) of the transformed residual R i, Freq (ω) are one of the normal values A norm, KFreqF ) of class K Freq * dependent condition B1, or if the amplitudes A (s F ) of the transformed residue R i, path (s) is one of the normal values A Norm, KWeq (s F ) class K Weq * do not satisfy dependent condition B2, generating 110a and spending 100b a warning.

3 zeigt einen schematisierten Aufbau einer Variante der vorgeschlagenen Vorrichtung zur Überwachung eines elektromechanischen Aktors 1, der einen Antrieb 2 und einen Abtrieb 3 umfasst. Die Vorrichtung umfasst ein erstes Mittel 201 zum Erfassen einer Zeitreihe eines Zustands Z(t) des Aktors 1, umfassend folgende Zustandskomponenten:

  • – Position PAn(t) des Antriebs 2 und Position PAb(t) des Abtriebs 3,
  • – die zugehörigen ersten Zeitableitungen ṖAn(t) und ṖAb(t).
3 shows a schematic structure of a variant of the proposed device for monitoring an electromechanical actuator 1 that a drive 2 and a downforce 3 includes. The device comprises a first means 201 for detecting a time series of a state Z (t) of the actuator 1 comprising the following state components:
  • - Position P An (t) of the drive 2 and position P Ab (t) of the output 3 .
  • - The associated first time derivatives Ṗ An (t) and Ṗ Ab (t).

Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Schnittstelle 202 zum Bereitstellen eines Zustandsschätzers ZS zur Ermittlung eines geschätzten Zustandes ZG(t) des Aktors 1, ein zweites Mittel 203 zum Ermitteln einer Zeitreihe eines geschätzten Zustands ZG(t) des Aktors 1, umfassend folgende geschätzten Zustandskomponenten:

  • – Position PGAn(t) des Antriebs 2 und Position PGAb(t) des Abtriebs 3,
  • – die zugehörigen ersten Zeitableitungen: ṖGAn(t) und ṖGAb(t)
durch den Zustandsschätzer ZS auf Basis der erfassten Zustände Z(t) und/oder auf Basis von bereitgestellten Stellgrößen SG(t) zur Ansteuerung des Antriebs.The device further comprises an interface 202 for providing a state estimator ZS for determining an estimated state ZG (t) of the actuator 1 , a second remedy 203 for determining a time series of an estimated state ZG (t) of the actuator 1 comprising the following estimated state components:
  • - Position PG An (t) of the drive 2 and position PG Ab (t) of the output 3 .
  • - the associated first time derivatives: ṖG An (t) and ṖG Ab (t)
by the state estimator ZS on the basis of the detected states Z (t) and / or on the basis of provided manipulated variables SG (t) for controlling the drive.

Die Vorrichtung umfasst weiterhin ein drittes Mittel 204 zum Ermitteln eines Zeitintervalls Δt = [ta, te] in dem gilt: ṖAn(t) ≠ 0 und ṖAb(t) ≠ 0 und ṖGAn(t) ≠ 0 und ṖGAb(t) ≠ 0.The device further comprises a third means 204 for determining a time interval Δt = [t a , t e ] in which: Ṗ An (t) ≠ 0 and Ṗ Ab (t) ≠ 0 and ṖG An (t) ≠ 0 and ṖG Ab (t) ≠ 0.

Die Vorrichtung umfasst weiterhin ein viertes Mittel 205 zum Ermitteln für das Zeitintervall Δt folgender Residuen Ri(t'): Ri=1(t') = PAb(t')·ÜV – PAn(t'), Ri=8(t') = PAn(t') – PGAn(t'), Ri=13(t') = ENV(PAb(t'))·ÜV – ENV(PAn(t')), und Ri=19(t') = ENV(PAb(t')) – ENV(PGAb(t')). The device further comprises a fourth means 205 for determining the time interval Δt of the following residuals R i (t '): R i = 1 (t ') = P Ab (t') * UV - P An (t '), R i = 8 (t ') = P An (t') - PG An (t '), R i = 13 (t ') = ENV (P Ab (t')) * ÜV - ENV (P An (t ')), and R i = 19 (t ') = ENV (P Ab (t')) - ENV (PG Ab (t ')).

Die Vorrichtung umfasst weiterhin ein fünftes Mittel 206 zum Transformieren der Residuen Ri(t') in einen Frequenzbereich für das Zeitintervall Δt zur Erzeugung eines jeweiligen transformierten Residuums Ri,Freq(ω).The device further comprises a fifth means 206 for transforming the residuals R i (t ') into a frequency range for the time interval Δt to produce a respective transformed residual R i, Freq (ω).

Die Vorrichtung umfasst weiterhin ein sechstes Mittel 207 jeweils zum Ermitteln von Fehlerfrequenzen ωF der transformierten Residuen Ri,Freq(ω) und zugehöriger Amplituden A(ωF).The device further comprises a sixth means 207 in each case for determining error frequencies ω F of the transformed residuals R i, Freq (ω) and associated amplitudes A (ω F ).

Die Vorrichtung umfasst weiterhin ein siebtes Mittel 208 zum Klassieren der transformierten Residuen Ri,Freq(ω) in jeweils eine Klasse KFreq* von mehreren vorgegebenen Klassen KFreq.The device further comprises a seventh means 208 for classifying the transformed residuals R i, Freq (ω) into respectively one class K Freq * of several predetermined classes K Freq .

Die Vorrichtung umfasst weiterhin ein achtes Mittel 209 zum Vergleichen der Amplituden A(ωF) mit für die Klasse KFreq* vorgegebenen Norm-Amplituden ANorm,KFreqF), wobei das achte Mittel derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass, sofern die Amplituden A(ωF) eines der transformierten Residuen Ri,Freq(ω) eine von den Normalwerten Anorm,KFreqF) der jeweiligen Klasse KFreq* abhängige Bedingung B1 nicht erfüllen, eine Warnung erzeugt und ausgegeben wird. Hierzu umfasst das achte Mittel eine Einheit zur Erzeugung und eine Einheit zur Ausgabe der Warnung.The device further comprises an eighth means 209 for comparing the amplitudes A (ω F ) with standard amplitudes A Norm, KFreqF ) given for the class K Freq *, wherein the eighth means is designed and arranged such that, provided the amplitudes A (ω F ) of one the transformed residuals R i, Freq (ω) do not satisfy a condition B1 dependent on the normal values A norm, KFreqF ) of the respective class K Freq *, a warning is generated and output. For this purpose, the eighth means comprises a unit for generating and a unit for outputting the warning.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.Although the invention has been further illustrated and explained in detail by way of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. It is therefore clear that a multitude of possible variations exists. It is also to be understood that exemplified embodiments are really only examples that are not to be construed in any way as limiting the scope, applicability, or configuration of the invention. Rather, the foregoing description and description of the figures enable one skilled in the art to practice the exemplary embodiments, and those of skill in the knowledge of the disclosed inventive concept may make various changes, for example as to the function or arrangement of individual elements recited in an exemplary embodiment, without Protection area defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanations in the description.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
elektromechanischer Aktorelectromechanical actuator
22
Antrieb, ElektromotorDrive, electric motor
33
Abtrieb, KolbenDownforce, piston
44
Lastload
55
Kolbenposition Position AbtriebPiston position, position output
101–110a, b101-110a, b
Verfahrensschrittesteps
201201
erstes Mittelfirst means
202202
Schnittstelleinterface
203203
zweites Mittelsecond means
204204
drittes Mittelthird means
205205
viertes Mittelfourth means
206206
fünftes Mittelfifth remedy
207207
sechstes Mittelsixth means
208208
siebtes Mittelseventh means
209209
achtes MittelEighth remedy

Claims (9)

Verfahren zur Überwachung eines elektromechanischen Aktors (1), der einen Antrieb (2) und einen Abtrieb (3) umfasst, umfassend folgende Schritte: – Erfassen (101) einer Zeitreihe eines Zustands Z(t) des Aktors (1), umfassend folgende Zustandskomponenten: – Position PAn(t) des Antriebs (2) und Position PAb(t) des Abtriebs (3), – optional zumindest eine daraus ermittelte zugehörige erste Zeitableitung ṖAn(t) oder ṖAb(t), und – optional die zwei daraus ermittelten zugehörigen zweiten Zeitableitungen P ..An(t) und P ..Ab(t) – Bereitstellen (102) eines Zustandsschätzers ZS zur Ermittlung eines geschätzten Zustandes ZG(t) des Aktors (1), – Ermitteln (103) einer Zeitreihe eines geschätzten Zustands ZG(t) des Aktors (1), umfassend folgende geschätzten Zustandskomponenten: – Position PGAn(t) des Antriebs (2) und Position PGAb(t) des Abtriebs (3), – zumindest eine der zugehörigen ersten Zeitableitungen: ṖGAn(t) oder ṖGAb(t), und – optional die zwei zugehörigen zweiten Zeitableitungen P ..GAn(t) , P ..GAb(t) durch den Zustandsschätzer ZS auf Basis der erfassten Zustände Z(t) und/oder auf Basis von bereitgestellten Stellgrößen SG(t) zur Ansteuerung des Antriebs (2), – Ermitteln (104) eines Zeitintervalls Δt = [ta, te] in dem gilt: ṖAn(t) ≠ 0 und/oder ṖAb(t) ≠ 0 und/oder ṖGAn(t) ≠ 0 und/oder ṖGAb(t) ≠ 0, – für das Zeitintervall Δt Ermitteln (105) zumindest eines folgender Residuen Ri(t'): (1) Ri=1(t') = PAb(t')·ÜV – PAn(t') (2) Ri=2(t') = PGAb(t')·ÜV – PGAn(t') (3) Ri=3(t') = ṖAb(t')·ÜV – ṖAn(t') (4) Ri=4(t') = ṖGAb(t')·ÜV – ṖGAn(t') (5) Ri=5(t') = P ..Ab(t')·ÜV – P ..An(t') (6) Ri=6(t') = P ..GAb(t')·ÜV – P ..GAn(t') (7) Ri=7(t') = PAb(t') – PGAb(t') (8) Ri=8(t') = PAn(t') – PGAn(t') (9) Ri=9(t') = ṖAb(t') – ṖGAb(t') (10) Ri=10(t') = ṖAn(t') – ṖGAn(t') (11) Ri=11(t') = P ..An(t') – P ..GAn(t') (12) Ri=12(t') = P ..Ab(t') – P ..GAb(t') (13) Ri=13(t') = ENV(PAb(t'))·ÜV – ENV(PAn(t')) (14) Ri=14(t') = ENV(PGAb(t'))·ÜV – ENV(PGAn(t')) (15) Ri=15(t') = ENV(ṖAb(t'))·ÜV – ENV(ṖAn(t')) (16) Ri=16(t') = ENV(ṖGAb(t'))·ÜV – ENV(ṖGAn(t')) (17) Ri=17(t') = ENV(P ..Ab(t'))·ÜV – ENV(P ..An(t')) (18) Ri=18(t') = ENV(P ..GAb(t'))·ÜV – ENV(P ..GAn(t')) (19) Ri=19(t') = ENV(PAb(t')) – ENV(PGAb(t')) (20) Ri=20(t') = ENV(PAn(t')) – ENV(PGAn(t')) (21) Ri=21(t') = ENV(ṖAb(t')) – ENV(ṖGAb(t')) (22) Ri=22(t') = ENV(ṖAn(t')) – ENV(ṖGAn(t')) (23) Ri=23(t') = ENV(P ..An(t')) – ENV(P ..GAn(t')) (24) Ri=24(t') = ENV(P ..Ab(t')) – ENV(P ..GAb(t')) mit: t' ∊ [ta, te], ÜV = Übersetzungsverhältnis zwischen Antrieb (2) und Abtrieb (3), ENV() = Einhüllende oder Enveloppe von (...) – für das Zeitintervall Δt Transformieren (106a) des zumindest einen Residuums Ri(t') in einen Frequenzbereich zur Erzeugung eines transformierten Residuums Ri,Freq(ω) und/oder Transformieren (106b) des zumindest einen Residuums Ri(t') in einen Wegbereich zur Erzeugung eines transformierten Residuums Ri,Weg(s), – Ermitteln (107a) von Fehlerfrequenzen ωF des transformierten Residuums Ri,Freq(ω) und zugehöriger Amplituden A(ωF) und/oder Ermitteln (107b) von Fehlerpositionen sF des transformierten Residuums Ri,Weg(s) und zugehöriger Amplituden A(sF), – Klassieren (108a) des zumindest einen transformierten Residuums Ri,Freq(ω) in eine Klasse KFreq* von mehreren vorgegebenen Klassen KFreq, und/oder Klassieren (108b) des zumindest einen transformierten Residuums Ri,Weg(s) in eine Klasse KWeg* von mehreren vorgegebenen Klassen KWeg, – Vergleichen (109a) der Amplituden A(ωF) mit für die Klasse KFreq* vorgegebenen Norm-Amplituden ANorm,KFreqF), und/oder Vergleichen (109b) der Amplituden A(sF) mit für die Klasse KWeg* vorgegebenen Norm-Amplituden ANorm,KWeg(sF), wobei, sofern die Amplituden A(ωF) des transformierten Residuums Ri,Freq(ω) eine von den Normalwerten Anorm,KFreqF) der Klasse KFreq* abhängige Bedingung B1 nicht erfüllen, oder sofern die Amplituden A(sF) des transformierten Residuums Ri,Weg(s) eine von den Normalwerten ANorm,KWeq(sF) der Klasse KWeq* abhängige Bedingung B2 nicht erfüllen, ein Erzeugen (110a) und Ausgeben (100b) einer Warnung erfolgt.Method for monitoring an electromechanical actuator ( 1 ), which has a drive ( 2 ) and an output ( 3 ) comprising the following steps: - detecting ( 101 ) a time series of a state Z (t) of the actuator ( 1 ), comprising the following state components: position P An (t) of the drive ( 2 ) and position P Ab (t) of the output ( 3 ), Optionally an associated associated first time derivative Ṗ An (t) or Ṗ Ab (t), and optionally the two associated second time derivatives derived therefrom P .. An (t) and P .. Ab (t) - Provide ( 102 ) of a state estimator ZS for determining an estimated state ZG (t) of the actuator ( 1 ), - Determine ( 103 ) a time series of an estimated state ZG (t) of the actuator ( 1 ), comprising the following estimated state components: position PG An (t) of the drive ( 2 ) and position PG Ab (t) of the output ( 3 ), - at least one of the associated first time derivatives: AnG An (t) or ṖG Ab (t), and - optionally the two associated second time derivatives P ..G An (t) . P .. G Ab (t) by the state estimator ZS on the basis of the detected states Z (t) and / or on the basis of provided manipulated variables SG (t) for controlling the drive ( 2 ), - Determine ( 104 ) of a time interval Δt = [t a , t e ] in which: Ṗ An (t) ≠ 0 and / or Ṗ Ab (t) ≠ 0 and / or ṖG An (t) ≠ 0 and / or ṖG Ab (t ) ≠ 0, - for the time interval Δt ( 105 ) at least one of the following residuals R i (t '): (1) R i = 1 (t') = P Ab (t ') * UV-P An (t') (2) R i = 2 (t ') = PG Ab (t ') * ÜV - PG An (t') (3) R i = 3 (t ') = Ṗ Ab (t') * ÜV - Ṗ An (t ') (4) R i = 4 (t ') = ṖG Ab (t') Ü ÜV - ṖG An (t ') (5) R i = 5 (t ') = P .. Ab (t') * ÜV - P .. An (t ') (6) R i = 6 (t ') = P ..G Ab (t') * UV - P ..G An (t ') (7) R i = 7 (t ') = P Ab (t') - PG Ab (t ') (8) R i = 8 (t') = P An (t ') - PG An (t') (9) R i = 9 (t ') = Ṗ Ab (t') - Ṗ G Ab (t ') (10) R i = 10 (t') = Ṗ An (t ') - Ṗ G An (t') (11) R i = 11 (t ') = P .. An (t') -P.G An (t ') (12) R i = 12 (t ') = P .. Ab (t') -P.G Ab (t ') (13) R i = 13 (t ') = ENV (P Ab (t')) * ÜV - ENV (P An (t ')) (14) R i = 14 (t') = ENV (PG Ab ( t ')) · ÜV - ENV (PG An (t')) (15) R i = 15 (t ') = ENV (Ṗ Ab (t')) · ÜV - ENV (Ṗ An (t ')) ( 16) R i = 16 (t ') = ENV (ṖG Ab (t')) Ü ÜV - ENV (ṖG An (t ')) (17) R i = 17 (t ') = ENV (P .. Ab (t')) × ÜV - ENV (P .. An (t ')) (18) R i = 18 (t ') = ENV (P..G Ab (t')) · ÜV - ENV (P..G An (t ')) (19) R i = 19 (t ') = ENV (P Ab (t')) - ENV (PG Ab (t ')) (20) R i = 20 (t') = ENV (P An (t ') ) - ENV (PG An (t ')) (21) R i = 21 (t') = ENV (Ṗ Ab (t ')) - ENV (ṖG Ab (t')) (22) R i = 22 (t ') = ENV (Ṗ An (t')) - ENV (ṖG An (t ')) (23) R i = 23 (t ') = ENV (P .. An (t')) - ENV (P .. G An (t ')) (24) R i = 24 (t ') = ENV (P .. Ab (t')) - ENV (P .. G Ab (t ')) with: t 'ε [t a , t e ], ÜV = transmission ratio between drive ( 2 ) and downforce ( 3 ), ENV () = Envelope or envelope of (...) - for the time interval Δt Transform ( 106a ) of the at least one residual R i (t ') into a frequency range for generating a transformed residual R i, Freq (ω) and / or transforming ( 106b ) of the at least one residuum R i (t ') into a path region for generating a transformed residual R i, path (s), - determining ( 107a ) of error frequencies ω F of the transformed residual R i, Freq (ω) and associated amplitudes A (ω F ) and / or determining ( 107b ) of error positions s F of the transformed residual R i, path (s) and associated amplitudes A (s F ), - classifying ( 108a ) of the at least one transformed residual R i, Freq (ω) into a class K Freq * of several predetermined classes K Freq , and / or classifying ( 108b ) of the at least one transformed residuum R i, path (s) into a class K path * of several predetermined classes K path , - comparison ( 109a ) of the amplitudes A (ω F ) with standard amplitudes A Norm, KFreqF ) and / or comparison (for the class K Freq * 109b ) of the amplitudes A (s F ) with standard amplitudes A Norm, KWeg (s F ) given for the class K path *, where, if the amplitudes A (ω F ) of the transformed residual R i, Freq (ω) is one of the normal values A norm, KFreqF ) of the class K Freq * dependent condition B1, or if the amplitudes A (s F ) of the transformed residual R i, path (s) one of the normal values A Norm, KWeq (s F ) the class K does not satisfy Weq * dependent condition B2, generating ( 110a ) and output ( 100b ) of a warning. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Transformieren (106a) des zumindest einen Residuums Ri(t') in den Frequenzbereich mit einer rekursiv definierten diskreten Fourier-Transformation erfolgt.Method according to claim 1, wherein said transforming ( 106a ) of the at least one residual R i (t ') into the frequency domain with a recursively defined discrete Fourier transform. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem das Zeitintervall Δt = [ta, te] derart ermittelt wird, dass in Δt für ṖGAn(t') und/oder ṖAn(t') gilt: (25) ṖGAn(t') > 0,9ṖAn,Max (26) ṖAn(t') > 0,9ṖAn,Max mit ṖAn,Max = Maximalgeschwindigkeit des Antriebs. Method according to one of Claims 1 to 2, in which the time interval Δt = [t a , t e ] is determined in such a way that in Δt for ṖG An (t ') and / or An (t'): (25) ṖG An (t ')> 0.9Ṗ On, Max (26) Ṗ An (t')> 0.9Ṗ On, Max with Ṗ On, Max = maximum speed of the drive. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Zeitintervall Δt = [ta, te] derart ermittelt wird, dass in Δt ṖGAn(t') und/oder ṖAn(t') weniger als 5% variiert.Method according to Claim 3, in which the time interval Δt = [t a , t e ] is determined in such a way that in Δt ṖG An (t ') and / or An (t') varies less than 5%. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Einhüllende ENV() durch Annäherung einer Hilbert-Transformation mittels eines Filters mit endlicher Impulsantwort, ein sogenanntes FIR-Filter, erzeugt wird.Method according to Claim 1, in which the envelope ENV () is produced by approximating a Hilbert transformation by means of a finite-impulse-response filter, a so-called FIR filter. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Warnung nach deren Erzeugung drahtgebunden oder drahtlos an eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe übermittelt wird.Method according to one of claims 1 to 5, wherein the warning is transmitted after its generation wired or wirelessly to an output unit for output. Computer-Programm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichertem Programmcode der das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchführt, wenn der Programmcode auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird.A computer program product having program code stored on a machine-readable medium carrying out the method of any one of claims 1 to 6 when the program code is executed on a data processing device. Computersystem mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auf der Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird.A computer system having a data processing device, wherein the data processing device is configured such that a method according to one of claims 1 to 6 is performed on the data processing device. Vorrichtung zur Überwachung eines elektromechanischen Aktors (1), der einen Antrieb (2) und einen Abtrieb (3) umfasst, und zum Ausführen eines Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, umfassend: – ein erstes Mittel (201) zum Erfassen einer Zeitreihe eines Zustands Z(t) des Aktors (1), umfassend folgende Zustandskomponenten: – Position PAn(t) des Antriebs (2) und Position PAb(t) des Abtriebs (3), – optional zumindest eine daraus ermittelte zugehörige erste Zeitableitung ṖAn(t) oder ṖAb(t), und – optional die zwei daraus ermittelten zugehörigen zweiten Zeitableitungen P ..An(t) und P ..Ab(t) – eine Schnittstelle (202) zum Bereitstellen eines Zustandsschätzers ZS zur Ermittlung eines geschätzten Zustandes ZG(t) des Aktors (1), – ein zweites Mittel (203) zum Ermitteln einer Zeitreihe eines geschätzten Zustands ZG(t) des Aktors (1), umfassend folgende geschätzten Zustandskomponenten: – Position PGAn(t) des Antriebs (2) und Position PGAb(t) des Abtriebs (3), – zumindest eine der zugehörigen ersten Zeitableitungen: ṖGAn(t) oder ṖGAb(t), und – optional die zwei zugehörigen zweiten Zeitableitungen P ..GAn(t) , P ..GAb(t) durch den Zustandsschätzer ZS auf Basis der erfassten Zustände Z(t) und/oder auf Basis von bereitgestellten Stellgrößen SG(t) zur Ansteuerung des Antriebs, – ein drittes Mittel (204) zum Ermitteln eines Zeitintervalls Δt = [ta, te] in dem gilt: ṖAn(t) ≠ 0 und/oder ṖAb(t) ≠ 0 und/oder ṖGAn(t) ≠ 0 und/oder ṖGAb(t) ≠ 0, – ein viertes Mittel (205) zum Ermitteln für das Zeitintervall Δt zumindest eines folgender Residuen Ri(t'): (25) Ri=1(t') = PAb(t')·ÜV – PAn(t') (26) Ri=2(t') = PGAb(t')·ÜV – PGAn(t') (27) Ri=3(t') = ṖAb(t')·ÜV – ṖAn(t') (28) Ri=4(t') = ṖGAb(t')·ÜV – ṖGAn(t') (29) Ri=5(t') = P ..Ab(t)·ÜV – P ..An(t') (30) Ri=6(t') = P ..GAb(t')·ÜV – P ..GAn(t') (31) Ri=7(t') = PAb(t') – PGAb(t') (32) Ri=8(t') = PAn(t') – PGAn(t') (33) Ri=9(t') = ṖAb(t') – ṖGAb(t') (34) Ri=10(t') = ṖAn(t') – ṖGAn(t') (35) Ri=11(t') = P ..An(t') – P ..GAn(t') (36) Ri=12(t') = P ..Ab(t') – P ..GAb(t') (37) Ri=13(t') = ENV(PAb(t'))·ÜV – ENV(PAn(t')) (38) Ri=14(t') = ENV(PGAb(t'))·ÜV – ENV(PGAn(t')) (39) Ri=15(t') = ENV(ṖAb(t'))·ÜV – ENV(ṖAn(t')) (40) Ri=16(t') = ENV(ṖGAb(t'))·ÜV – ENV(ṖGAn(t')) (41) Ri=17(t') = ENV(P ..Ab(t'))·ÜV – ENV(P ..An(t')) (42) Ri=18(t') = ENV(P ..GAb(t'))·ÜV – ENV(P ..GAn(t')) (43) Ri=19(t') = ENV(PAb(t')) – ENV(PGAb(t')) (44) Ri=20(t') = ENV(PAn(t')) – ENV(PGAn(t')) (45) Ri=21(t') = ENV(ṖAb(t')) – ENV(ṖGAb(t')) (46) Ri=22(t') = ENV(ṖAn(t')) – ENV(ṖGAn(t')) (47) Ri=23(t') = ENV(P ..An(t')) – ENV(P ..GAn(t')) (48) Ri=24(t') = ENV(P ..Ab(t')) – ENV(P ..GAb(t')) mit: t' ∊ [ta, te], ÜV = Übersetzungsverhältnis zwischen Antrieb (2) und Abtrieb (3), ENV() = Einhüllende oder Enveloppe von (...), – ein fünftes Mittel (206) zum Transformieren des zumindest einen Residuums Ri(t') in einen Frequenzbereich für das Zeitintervall Δt zur Erzeugung eines transformierten Residuums Ri,Freq(ω) und/oder zum Transformieren des zumindest einen Residuums Ri(t') in einen Wegbereich zur Erzeugung eines transformierten Residuums Ri,Weg(s), – ein sechstes Mittel (207) zum Ermitteln von Fehlerfrequenzen ωF des transformierten Residuums Ri,Freq(ω) und zugehöriger Amplituden A(ωF) und/oder zum Ermitteln von Fehlerpositionen sF des transformierten Residuums Ri,Weg(s) und zugehöriger Amplituden A(sF), – ein siebtes Mittel (208) zum Klassieren des zumindest einen transformierten Residuums Ri,Freq(ω) in eine Klasse KFreq* von mehreren vorgegebenen Klassen KFreq, und/oder zum Klassieren des zumindest einen transformierten Residuums Ri,Weg(s) in eine Klasse KWeg* von mehreren vorgegebenen Klassen KWeg, – ein achtes Mittel (209) zum Vergleichen der Amplituden A(ωF) mit für die Klasse KFreq* vorgegebenen Norm-Amplituden ANorm,KFreqF), und/oder zum Vergleichen der Amplituden A(sF) mit für die Klasse KWeg* vorgegebenen Norm-Amplituden ANorm,KWeg(sF), wobei das achte Mittel (209) derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass, sofern die Amplituden A(ωF) des transformierten Residuums Ri,Freq(ω) eine von den Normalwerten Anorm,KFreqF) der Klasse KFreq* abhängige Bedingung B1 nicht erfüllen, oder sofern die Amplituden A(sF) des transformierten Residuums Ri,Weg(s) eine von den Normalwerten ANorm,KWeq(sF) der Klasse KWeq* abhängige Bedingung B2 nicht erfüllen, eine Warnung erzeugt und ausgegeben wird.Device for monitoring an electromechanical actuator ( 1 ), which has a drive ( 2 ) and an output ( 3 ) and for carrying out a method according to claims 1 to 6, comprising: - a first means ( 201 ) for detecting a time series of a state Z (t) of the actuator ( 1 ), comprising the following state components: position P An (t) of the drive ( 2 ) and position P Ab (t) of the output ( 3 ), Optionally an associated associated first time derivative Ṗ An (t) or Ṗ Ab (t), and optionally the two associated second time derivatives derived therefrom P .. An (t) and P .. Ab (t) An interface ( 202 ) for providing a state estimator ZS for determining an estimated state ZG (t) of the actuator ( 1 ), - a second means ( 203 ) for determining a time series of an estimated state ZG (t) of the actuator ( 1 ), comprising the following estimated state components: position PG An (t) of the drive ( 2 ) and position PG Ab (t) of the output ( 3 ), - at least one of the associated first time derivatives: AnG An (t) or ṖG Ab (t), and - optionally the two associated second time derivatives P ..G An (t) . P .. G Ab (t) by the state estimator ZS on the basis of the detected states Z (t) and / or on the basis of provided manipulated variables SG (t) for controlling the drive, - a third means ( 204 ) for determining a time interval Δt = [t a , t e ] in which: Ṗ An (t) ≠ 0 and / or Ṗ Ab (t) ≠ 0 and / or ṖG An (t) ≠ 0 and / or ṖG Ab (t) ≠ 0, - a fourth means ( 205 ) for determining for the time interval Δt at least one of the following residuals R i (t '): (25) R i = 1 (t') = P Ab (t ') * ÜV - P An (t') (26) R i = 2 (t ') = PG Ab (t') × ÜV - PG An (t ') (27) R i = 3 (t') = Ṗ Ab (t ') × ÜV - Ṗ An (t') ( 28) R i = 4 (t ') = Ṗ G Ab (t') Ü ÜV - Ṗ G An (t ') (29) R i = 5 (t ') = P .. Ab (t) · ÜV - P .. An (t') (30) R i = 6 (t ') = P ..G Ab (t') * UV - P ..G An (t ') (31) R i = 7 (t ') = P Ab (t') - PG Ab (t ') (32) R i = 8 (t') = P An (t ') - PG An (t') (33) R i = 9 (t ') = Ṗ Ab (t') - Ṗ G Ab (t ') (34) R i = 10 (t') = Ṗ An (t ') - Ṗ G An (t') (35) R i = 11 (t ') = P .. An (t') -P.G An (t ') (36) R i = 12 (t ') = P .. Ab (t') -P.G Ab (t ') (37) R i = 13 (t ') = ENV (P Ab (t')) * ÜV - ENV (P An (t ')) (38) R i = 14 (t') = ENV (PG Ab ( t ')) · ÜV - ENV (PG An (t')) (39) R i = 15 (t ') = ENV (Ṗ Ab (t')) · ÜV - ENV (Ṗ An (t ')) ( 40) R i = 16 (t ') = ENV (ṖG Ab (t')) * ÜV - ENV (ṖG An (t ')) (41) R i = 17 (t ') = ENV (P .. Ab (t')) × ÜV - ENV (P .. An (t ')) (42) R i = 18 (t ') = ENV (P..G Ab (t')) · ÜV - ENV (P..G An (t ')) (43) R i = 19 (t ') = ENV (P Ab (t')) - ENV (PG Ab (t ')) (44) R i = 20 (t') = ENV (P An (t ') ) - ENV (PG An (t ')) (45) R i = 21 (t') = ENV (Ṗ Ab (t ')) - ENV (ṖG Ab (t')) (46) R i = 22 (t ') = ENV (Ṗ An (t')) - ENV (ṖG An (t ')) (47) R i = 23 (t ') = ENV (P .. An (t')) - ENV (P .. G An (t ')) (48) R i = 24 (t ') = ENV (P .. Ab (t')) - ENV (P .. G Ab (t ')) with: t 'ε [t a , t e ], ÜV = transmission ratio between drive (2) and output (3), ENV () = envelope or envelope of (...), - a fifth means ( 206 ) for transforming the at least one residual R i (t ') into a frequency range for the time interval Δt to produce a transformed residual R i, Freq (ω) and / or transforming the at least one residuum R i (t') into a path region for generating a transformed residue R i, path (s), - a sixth means ( 207 ) for determining error frequencies ω F of the transformed residual R i, Freq (ω) and associated amplitudes A (ω F ) and / or for determining error positions s F of the transformed residual R i, path (s) and associated amplitudes A (s F ), - a seventh means ( 208 ) for classifying the at least one transformed residual R i, Freq (ω) into a class K Freq * of a plurality of predetermined classes K Freq , and / or for classifying the at least one transformed residuum R i, path (s) into a class K path * of several predetermined classes K way , - an eighth means ( 209 ) for comparing the amplitudes A (ω F ) with standard amplitudes A Norm, KFreqF ), predetermined for the class K Freq *, and / or for comparing the amplitudes A (s F ) with standard amplitudes A Norm, KWeg (s F ) predetermined for the class K path *, wherein the eighth means ( 209 ) is designed and arranged such that, provided that the amplitudes A (ω F ) of the transformed residual R i, Freq (ω) do not satisfy a condition B1 dependent on the normal values A norm, KFreqF ) of the class K Freq *, or if the amplitudes A (s F ) of the transformed residual R i, path (s) do not satisfy a condition B2 dependent on the normal values A Norm, KWeq (s F ) of the class KWeq *, a warning is generated and output.
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