DE102017220385A1 - Method for indirectly determining the rotational speed of a rotating shaft - Google Patents
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Abstract
Bereitgestellt wird ein Verfahren zur indirekten Bestimmung der Drehgeschwindigkeit einer rotierenden Welle. Die Umsetzung wird dabei in zwei Teilschritten ausgeführt. Im ersten Schritt erfolgt eine Ermittlung der Messwerte der Normalbeschleunigung und der hierzu orthogonalen Tangentialbeschleunigung der Welle. Im zweiten Schritt erfolgt eine Aktualisierung des Beobachterzustands.Provided is a method for indirectly determining the rotational speed of a rotating shaft. The conversion is carried out in two steps. In the first step, the measured values of the normal acceleration and the tangential acceleration of the shaft orthogonal thereto are determined. In the second step, the observer state is updated.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur indirekten Bestimmung der Drehgeschwindigkeit einer rotierenden Welle.The present invention relates to a method for indirectly determining the rotational speed of a rotating shaft.
Zur Überwachung bzw. Prozessführung stationärer Getriebe, z.B. von Windkraftgetrieben, ist es nötig, die Bewegungsgrößen der rotierenden Welle zu kennen und zu überwachen. Hierfür können z.B. Drehgeber verwendet werden. Beispiele für solche Drehgeber sind optische oder magnetische Inkremental- oder Absolutwertgeber, oder generatorisch betriebene elektrische Maschinen, bspw. permanenterregte Gleichstrommaschinen. Diese Art von Drehgeber ist teuer, anfällig gegen Verschmutzungen und verschleißbehaftet wegen bewegter Teile und/oder der benötigen engen Lagetoleranzen, da magnetische Sensoren oft einen verhältnismäßig engen Luftspalt erfordern.For monitoring or process control of stationary transmissions, e.g. of wind power transmissions, it is necessary to know and monitor the motion quantities of the rotating shaft. For this purpose, e.g. Rotary encoder can be used. Examples of such rotary encoders are optical or magnetic incremental or absolute encoders, or generator-operated electrical machines, for example permanent-magnet DC machines. This type of rotary encoder is expensive, susceptible to contamination and wear due to moving parts, and / or requiring tight positional tolerances because magnetic sensors often require a relatively narrow air gap.
Des Weiteren sind Verfahren bekannt, die Bewegungsgrößen einer erfindungsgemäßen Welle indirekt aus Beschleunigungs- bzw. Kraftmessungen zu errechnen. Derartige Sensoren kommen ohne bewegte mechanische Teile aus und sind somit preisgünstiger als Drehgeber und unempfindlicher gegenüber Verschmutzungen.Furthermore, methods are known for calculating the movement quantities of a shaft according to the invention indirectly from acceleration or force measurements. Such sensors can do without moving mechanical parts and are therefore cheaper than encoders and less sensitive to contamination.
Aus der deutschen Patentanmeldung
Aus dem US-Patent
Ferner wird in einer gleichzeitig mit dieser Anmeldung eingereichten Anmeldung der Anmelderin eine simultane Schätzung der Bewegungsgrößen, also des Drehwinkels, der Winkelgeschwindigkeit und der Winkelbeschleunigung vorgeschlagen. Dieses Verfahren ist jedoch wegen der benötigten näherungsweisen numerischen Inversion eines nichtlinearen Gleichungssystems verhältnismäßig Rechenzeit-intensiv.Furthermore, in an application filed simultaneously with this application, the Applicant proposes a simultaneous estimation of the motion quantities, ie the angle of rotation, the angular velocity and the angular acceleration. However, because of the required approximate numerical inversion of a nonlinear system of equations, this method is relatively computation-time intensive.
Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zur indirekten Bestimmung der Drehgeschwindigkeit einer rotierenden Welle bereitzustellen, welches wenig Rechenzeit benötigt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Therefore, it is an object of this invention to provide a method of indirectly determining the rotational speed of a rotating shaft which requires little computing time. This object is achieved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Stationäre Getriebe wie Windkraftgetriebe weisen eine sich um ihre Längsachse drehende Welle auf, wobei die Längsachse horizontal im Schwerefeld der Erde orientiert ist. Über die Längsdrehung hinaus gehende Bewegungen werden nachfolgend als vernachlässigbar angenommen.Stationary transmissions such as wind power transmissions have a shaft rotating about their longitudinal axis, wherein the longitudinal axis is oriented horizontally in the gravitational field of the earth. Movements beyond the longitudinal rotation are subsequently assumed to be negligible.
Ziel der Erfindung ist also die Schätzung der Rotationsgeschwindigkeit der Welle um ihre Längsachse indem als Messgrößen nur die Tangential- und Normalbeschleunigung eines Punktes auf der Welle außerhalb deren Drehachse verwendet werden. Die Rekonstruktion der Winkelgeschwindigkeit erfolgt gemäß dem nachfolgend beschriebenen nichtlinearen Beobachter.The aim of the invention is thus the estimation of the rotational speed of the shaft about its longitudinal axis by using as measured variables only the tangential and normal acceleration of a point on the shaft outside its axis of rotation. The reconstruction of the angular velocity is performed according to the nonlinear observer described below.
Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur indirekten Bestimmung der Drehgeschwindigkeit einer rotierenden Welle. Die Umsetzung wird dabei in zwei Teilschritten ausgeführt. Im ersten Schritt erfolgt eine Ermittlung der Messwerte der Normalbeschleunigung und der hierzu orthogonalen Tangentialbeschleunigung der Welle. Im zweiten Schritt erfolgt eine Aktualisierung des Beobachterzustands.Proposed is a method for indirectly determining the rotational speed of a rotating shaft. The conversion is carried out in two steps. In the first step, the measured values of the normal acceleration and the tangential acceleration of the shaft orthogonal thereto are determined. In the second step, the observer state is updated.
In einer Ausführung erfolgt die Aktualisierung des Beobachterzustands über eine näherungsweise numerische Lösung der vom Beobachterfehler und Beobachterverstärkungen der Normalbeschleunigung abhängigen und nachfolgend beschriebenen Zustandsdifferentialgleichungen des Beobachterzustands.In one embodiment, the updating of the observer state takes place via an approximately numerical solution of the observer state's state differential equations dependent on the observer error and observer gains of the normal acceleration and described below.
In einer Ausführung erfolgt eine Einstellung der Tiefpasswirkung über die Wahl der Beobachterverstärkungen, welche größer Null sind. In one embodiment, adjustment of the low-pass effect occurs via the choice of the observer gains, which are greater than zero.
Durch das vorgeschlagene Verfahren kann eine genaue, d.h. vor allem von der Messdauer unabhängige, sowie stabile und kostengünstige Bestimmung der Drehgeschwindigkeit einer rotierenden Welle durchgeführt werden. Zusätzlich ist es aufgrund der lediglich zwei benötigten Variablen wenig Rechenzeit-intensiv und einfach parametrierbar.By the proposed method, an accurate, i. especially independent of the duration of the measurement, as well as stable and cost-effective determination of the rotational speed of a rotating shaft can be performed. In addition, due to the only two required variables, it is less time-intensive and easy to parameterize.
In einer Ausführung ist das Verfahren als Softwareprogramm implementiert.In one embodiment, the method is implemented as a software program.
Ferner wird ein Steuergerät bereitgestellt, das dazu eingerichtet ist, das beschriebene Verfahren zyklisch oder ereignisgesteuert auszuführen.Furthermore, a control device is provided, which is configured to execute the described method cyclically or event-controlled.
Es wird keine zusätzliche Hardware benötigt, da das Verfahren als Softwareprogramm in der Regel auf einem bereits vorhandenen Steuergerät ausgeführt werden kann. Somit kann auch eine Verbesserung oder Änderung der Berechnungsmethode einfach implementiert werden.There is no need for additional hardware, since the process can be performed as a software program usually on an existing controller. Thus, an improvement or change of the calculation method can be easily implemented.
Ferner wird eine Windkraftanlage bereitgestellt, aufweisend eine rotierende Welle, Beschleunigungssensoren und ein beschriebenes Steuergerät, wobei das Steuergerät von den Beschleunigungssensoren Messwerte der Normalbeschleunigung und der hierzu orthogonalen Tangentialbeschleunigung der Welle zur Verarbeitung erhält.Furthermore, a wind turbine is provided, comprising a rotating shaft, acceleration sensors and a described control unit, wherein the control unit receives from the acceleration sensors measured values of the normal acceleration and the orthogonal tangential acceleration of the shaft for processing.
Die detaillierte Umsetzung wird nachfolgend anhand zugehöriger Berechnungsvorschriften genauer beschrieben.The detailed implementation will be described in more detail below with reference to the associated calculation rules.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawing, the inventive details shows, and from the claims. The individual features can be realized individually for themselves or for several in any combination in a variant of the invention.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
-
1 zeigt ein Diagramm der Kräfte und zugehörigen Mess-Signale einer rotierenden Welle. -
2 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
-
1 shows a diagram of the forces and associated measurement signals of a rotating shaft. -
2 FIG. 3 shows a flowchart of the method according to an embodiment of the present invention.
Nachfolgend werden folgende Bezeichnungen und Abkürzungen verwendet:
- r: Abstand des Beschleunigungssensors von der Rotationsachse der Welle
- g: Erdbeschleunigung
- t: Zeitpunkt
- <p (t): Drehwinkel der Welle zum Zeitpunkt t
- φ̇ (t): Winkelgeschwindigkeit der Welle zum Zeitpunkt t
- φ̈ (t): Winkelbeschleunigung der Welle zum Zeitpunkt t
- an (t): Normalbeschleunigung (Zentripetalbeschleunigung) der Welle im Abstand r von der Rotationsachse zum Zeitpunkt t
- at (t): Tangentialbeschleunigung der Welle im Abstand r von der Rotationsachse zum Zeitpunkt t
- α̇n (t): Zeitliche Ableitung von an zum Zeitpunkt t
- α̂n (t): Schätzwert von an zum Zeitpunkt t (Zustandsvariable des Zustandsbeobachters)
-
- α̃n := α̂n-an: Beobachterfehler (Schätzfehler) der Normalbeschleunigung
-
-
-
-
α̃̃n -
- k1, k2 > 0: Beobachterverstärkungen
- r: Distance of the acceleration sensor from the axis of rotation of the shaft
- g: acceleration of gravity
- t: time
- <p (t): angle of rotation of the shaft at time t
- φ̇ (t): angular velocity of the wave at time t
- φ̈ (t): Angular acceleration of the shaft at time t
- a n (t): normal acceleration (centripetal acceleration) of the shaft at a distance r from the axis of rotation at time t
- a t (t): Tangential acceleration of the wave at a distance r from the axis of rotation at time t
- α ̇n (t): time derivative of a n at time t
- α n (t): estimated value of a n at time t (state variable of state observer)
-
- α n : = α n -a n : observer error (estimation error) of the normal acceleration
-
-
-
-
α n -
- k 1 , k 2 > 0: observer gains
Wie in
Wird die zweite Gleichung in (1a) noch einmal nach der Zeit abgeleitet, so erhält man zusätzlich:
Wird nun die erste Gleichung in (1a) in den Klammerterm in (1b) eingesetzt, so resultiert:
Dies vereinfacht sich für geringe Winkelbeschleunigungen φ̈ (t) ≈ 0 zu:
Mit diesem Hintergrundwissen werden erfindungsgemäß nachfolgende Schritte ausgeführt, um eine indirekte Bestimmung der Drehgeschwindigkeit der rotierenden Welle zu erhalten.With this background knowledge, the following steps are carried out according to the invention in order to obtain an indirect determination of the rotational speed of the rotating shaft.
Die Umsetzung wird dabei in zwei Teilschritten ausgeführt, wie in
Im zweiten Schritt S2 erfolgt eine Aktualisierung des Beobachterzustands
Hierbei ist α̃̃n := α̂n - an der Beobachterfehler (Schätzfehler) der Normalbeschleunigung. Für diese Aktualisierung sind dem Fachmann zahlreiche Verfahren zur näherungsweisen numerischen Lösung von Anfangswertproblemen geläufig. Über die Wahl der Beobachterverstärkungen k1; k2 > 0 kann die Tiefpasswirkung des Verfahrens eingestellt werden. Dies ist dem Fachmann ebenfalls geläufig.Here, α n : = α n - a n is the observer error (estimation error) of the normal acceleration. Numerous methods for approximate numerical solution of initial value problems are familiar to the person skilled in the art for this update. About the choice of observer gains k1; k2> 0, the low-pass effect of the method can be set. This is also familiar to the person skilled in the art.
Die beschriebenen zwei Schritte S1 und S2 können auf dem elektrischen Steuergerät, welches zur Bestimmung der Bewegungsgrößen dient, zyklisch oder ereignisgesteuert ausgeführt werden. Dabei erhält das Steuergerät die zu verarbeitenden Messgrößen für Schritt S1 bevorzugt von entsprechenden Sensoren. In Schritt S2 erfolgt dann die Verarbeitung der erhaltenen Messgrößen im Steuergerät entsprechend dem vorgeschlagenen Verfahren. Das Verfahren kann als Softwareprogramm auf einem Steuergerät ausgeführt werden, wobei das Steuergerät hierzu die nötigen Eingangssignale erhält und die Berechnungen durchführt.The described two steps S1 and S2 can be performed cyclically or event-controlled on the electrical control unit, which is used to determine the movement variables. In this case, the control unit receives the measured variables to be processed for step S1, preferably from corresponding sensors. In step S2, the processing of the measured quantities obtained in the control unit then takes place according to the proposed method. The method can be executed as a software program on a control unit, wherein the control unit receives the necessary input signals and carries out the calculations for this purpose.
Nachfolgend erfolgt eine Darstellung einer Stabilitätsanalyse des Beobachters, welche zeigt, dass das vorgeschlagene Verfahren stabil ist. Gemäß den obigen Gleichungen (2) und (3) weist der Beobachterfehler
Die zeitliche Ableitung der bezüglich des Beobachterfehlers positiv definiten Funktion
Das beschriebene Verfahren kann für stationäre Getriebe angewendet werden, insbesondere für Windkraftanlagen. Es kann auch für Getriebe in mobilen Anwendungen angewendet werden, bei denen die Beschleunigung des Getriebegehäuses - bezogen auf das Inertialsystem - im Vergleich zu den üblicherweise auftretenden gemessenen Normal- und Tangentialbeschleunigungen gering ist.The described method can be used for stationary transmissions, in particular for wind turbines. It can also be used for transmissions in mobile applications in which the acceleration of the transmission housing - in relation to the inertial system - in comparison to the normally occurring measured normal and tangential accelerations is low.
Bei allen anderen Getriebeanwendungen, also insbesondere bei Getriebeanwendungen, bei denen die Beschleunigungen des Getriebegehäuses im Vergleich zu den gemessenen Normal- und Tangentialbeschleunigungen nicht mehr vernachlässigbar ist, können die Beschleunigungen des Getriebegehäuses mit zusätzlichen Beschleunigungssensoren gemessen und aus den gemessenen Normal- und Tangentialbeschleunigungen herausgerechnet werden.In all other transmission applications, ie in particular in transmission applications in which the accelerations of the transmission housing in comparison to the measured normal and tangential accelerations is no longer negligible, the accelerations of the transmission housing can be measured with additional acceleration sensors and excluded from the measured normal and tangential accelerations.
Die Vorteile des beschriebenen Verfahrens sind, dass die zur Erfassung der Messwerte zur indirekten Bestimmung der Drehgeschwindigkeit benötigten Beschleunigungssensoren sowohl kostengünstig als auch robust, vor allem unempfindlich gegenüber Schmutz sind. Außerdem sind große Lagetoleranzen für die Position der Beschleunigungssensoren möglich, insbesondere in Kombination mit einer einfach durchzuführenden Kalibrierung. Außerdem werden der Winkel, die Drehgeschwindigkeit und -beschleunigung der Welle simultan ermittelt, und die Geschwindigkeitsauflösung ist im Gegensatz zu Verfahren, die auf einer Fourier-Transformation der Messsignale beruhen, unabhängig von der Messdauer. Des Weiteren ist im Gegensatz zu PLL-basierten Verfahren keine Rückführung vergangener Schätzwerte erforderlich, wodurch das Verfahren nicht instabil werden kann. Im Vergleich zu bekannten Verfahren zur indirekten Rekonstruktion ist das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich Rechenzeit-effizienter, da nur wenige elementare algebraische Rechenoperationen benötigt werden und keine trigonometrischen Funktionen ausgewertet werden müssen. Außerdem besitzt das Verfahren nur zwei Parameter und ist daher in der Praxis einfach parametrierbar. The advantages of the method described are that the acceleration sensors required to acquire the measured values for the indirect determination of the rotational speed are both cost-effective and robust, above all insensitive to dirt. In addition, large positional tolerances for the position of the acceleration sensors are possible, in particular in combination with an easily performed calibration. In addition, the angle, the rotational speed and acceleration of the shaft are determined simultaneously, and the speed resolution is independent of the measurement duration, in contrast to methods based on a Fourier transformation of the measurement signals. Furthermore, in contrast to PLL-based methods, no feedback of past estimates is required, which means that the method can not become unstable. Compared to known methods for indirect reconstruction, the inventive method is much more computationally efficient, since only a few elementary algebraic arithmetic operations are needed and no trigonometric functions must be evaluated. In addition, the method has only two parameters and is therefore easy to parameterize in practice.
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US6940940B2 (en) | 2002-10-30 | 2005-09-06 | Stemco Delaware Lp | Electronic hubodometer |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6940940B2 (en) | 2002-10-30 | 2005-09-06 | Stemco Delaware Lp | Electronic hubodometer |
DE102007030268A1 (en) | 2007-06-28 | 2009-01-02 | Lti Reenergy Gmbh | Dynamic parameters e.g. rotor angle, determination device for e.g. water power plant, has measuring sensor connected with processing unit to exchange data, where unit determines rotational speed of rotor shaft from measuring component |
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Legal Events
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