,時(shí)間走勢分為Ξ個(gè)階段I、II和III。在第一 階段I中存在較高的接通電流和電動(dòng)馬達(dá)8從先前的靜止位置中的加速。緊隨其后的階段 II特征在于近似恒定的馬達(dá)電流和近似恒定的角速度,該角速度在通行制動(dòng)機(jī)構(gòu)1中的間 隙時(shí)產(chǎn)生。在該階段II中會(huì)通行在致緊過程之前存在的、驅(qū)動(dòng)主軸的間隙和在靠置到制動(dòng) 盤4之前的、制動(dòng)片3與制動(dòng)盤4的空氣間隙。在第Ξ階段III中產(chǎn)生作用到制動(dòng)盤4上 的合成的致緊力。所描述的和在圖2中展示的馬達(dá)電流和馬達(dá)角速度的走勢顯示的是,電 動(dòng)馬達(dá)8首先沒有負(fù)載并且從階段III起相對于力/負(fù)載致緊。有利地,在第一階段I中 獲取和評定馬達(dá)電流和馬達(dá)輸入電壓。但是也能夠設(shè)想的是,在下文中所描述的方法即便 在解除過程中、即在執(zhí)行器元件10從致緊部位到釋放部位的移位中、在解除過程的整個(gè)時(shí) 長期間也得到使用。
[0020] 在下文展示了用于執(zhí)行所述方法的物理基礎(chǔ)。在此,基于在圖3中所示出的電動(dòng) 馬達(dá)8的結(jié)構(gòu)圖。圖3還示出了電動(dòng)馬達(dá)8、電動(dòng)馬達(dá)8的合成的歐姆電阻R、馬達(dá)電感L W及馬達(dá)-傳動(dòng)裝置-單元的合成的慣性矩。W電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器的數(shù)學(xué)模型通過下 述的方程來表述:
在此,i表示馬達(dá)電流,ω表示馬達(dá)角速度,u表示馬達(dá)輸入電壓,Ml表示負(fù)載力矩,Μ F 表示摩擦力矩,Me表示馬達(dá)輸出端上的操控力矩(驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩),s表示執(zhí)行器元件10的行程, K表示馬達(dá)常數(shù),且丫表示將馬達(dá)角速度計(jì)算為驅(qū)動(dòng)主軸11的主軸速度的常數(shù)。
[0021] 在方程(3)中出現(xiàn)的、在馬達(dá)輸出端上的操控力矩M。在致緊過程中與作用到車輪 的制動(dòng)盤4上的垂直力成比例。借助于方程(2)到(4)能夠在車輪制動(dòng)機(jī)構(gòu)1的解除的情 況下、在馬達(dá)常數(shù)K的已知中求取出行程S (t)。
[0022] 從方程(1)到(3)得到了下述的微分方程,該微分方程反映了馬達(dá)電壓U (t)和負(fù) 載力矩(t)對馬達(dá)電流的影響:
通過方程(5)到拉普拉斯區(qū)域的變換,可W得到:
方程(5)和(6)形成了另外被展示的、用于確定馬達(dá)參數(shù)的不同的策略的基礎(chǔ)。
[0023] 對夾緊力的估計(jì)相關(guān)的與溫度有關(guān)的參數(shù)、即馬達(dá)常數(shù)K和合成的歐姆電阻R的 確定是在階段I中的致緊過程中進(jìn)行的。在該階段中對操控力矩適用:Mt=0。
[0024] 由此根據(jù)方程(3),負(fù)載力矩又包括摩擦力矩Mp。下文中展示了用于馬達(dá)參數(shù) 確定的兩個(gè)不同類型的方法。運(yùn)兩個(gè)方法被描述為類型A或者說類型B。
[0025] 在類型A中首先與掃描時(shí)間Τα等距地獲取了兩個(gè)測量信號、即馬達(dá)電流i (t)和 馬達(dá)輸出電壓U (t),從而獲得了時(shí)間離散的信號值U (η)和i (η)。由此可W形成下述的 遞歸的微分方程:
在所述遞歸的微分方程中實(shí)現(xiàn)的系數(shù)是相應(yīng)地取決于馬達(dá)參數(shù)的常數(shù)。因?yàn)樵陔A段I 中,W電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器7的摩擦力矩?fù)碛泻愣ǖ?、卻未知的值Μρ。,則從方程(7)得出 了:
微分方程:
其中出現(xiàn)的系數(shù)γ?到γ4能夠在引入了系統(tǒng)的電的或者說機(jī)械的W下時(shí)間常數(shù)
和系統(tǒng)傳遞特性的兩個(gè)極值之后
未知的參數(shù)的數(shù)目現(xiàn)在用r計(jì)算。在運(yùn)里所設(shè)及的類型中,r=4。未知的系數(shù)λ1到 λ 4為了更好理解下述的計(jì)算而總和為參數(shù)向量:
通過用于不同的離散時(shí)刻η的方程(9)的表述而產(chǎn)生了方程組,從中能夠確定參數(shù)向 量丫。用于確定參數(shù)的方法在下文中進(jìn)一步闡釋。對兩個(gè)馬達(dá)參數(shù)Κ和R的下述計(jì)算而 言,僅僅需要系數(shù)丫1和丫2。從W下得到馬達(dá)參數(shù):
在類型B中,由于忽視了出現(xiàn)在電樞繞組的電感上的壓降,便實(shí)現(xiàn)了馬達(dá)參數(shù)的簡化 的估計(jì)。在該假設(shè)中,從方程(5)和(6)中得到了 W下關(guān)系:
相應(yīng)屬于方程(9)的時(shí)間離散的系統(tǒng)微分方程是:
在此,Mp。又描述了在閉合過程的階段I中作為常數(shù)假設(shè)的摩擦力矩。未知的系數(shù)的數(shù) 目在運(yùn)里是r=3。對其它的計(jì)算而言,系數(shù)丫1到丫 3總和為r維的參數(shù)向量:
兩個(gè)馬達(dá)參數(shù)K和R的確定是在兩個(gè)下述的方程中進(jìn)行的:
對此,僅僅需要兩個(gè)系數(shù)丫 1和丫 2。
[0026] 與致緊過程不同的是,在解除過程中、即在執(zhí)行器元件10到釋放部位的移位中, 不存在階段,在該階段中前提是恒定的負(fù)載力矩噸。但是在運(yùn)里基本地也得到了用于計(jì)算 馬達(dá)參數(shù)、馬達(dá)常數(shù)和電阻的相同的過程。但是現(xiàn)在在類型A的估計(jì)方程(9)中,參數(shù)丫 4 是可變負(fù)載噸的函數(shù),并且因而能夠在各個(gè)掃描步中假設(shè)為不同的值。運(yùn)同樣適用于方程 (22)中的參數(shù)丫 3。
[0027] 首先從預(yù)先設(shè)定的、在狀態(tài)過程的階段I中的離散時(shí)刻N(yùn)起,之前在彼此接續(xù)的離 散的掃描時(shí)刻中測量的數(shù)據(jù)i (1)到i (N)或者說Au (2)到Au (N)可供使用。為了使 得始終包含在測量值中的干擾的影響盡可能小,則N優(yōu)選地選擇為顯著地大于包含了參數(shù) 向量丫的估計(jì)參數(shù)的數(shù)目。對參數(shù)向量丫的估計(jì)值在下文中用;^描述。
[0028] 在此,b描述電流向量并且S表征數(shù)據(jù)矩陣。對類型A而言,用于估計(jì)在方程(17) 中所展示的參數(shù)向量丫的運(yùn)兩個(gè)參量如下地定義:
對類型B而言,為了根據(jù)方程(26)估計(jì)參數(shù)向量丫,貝帷簡化的微分方程中,b和S具 有下述的結(jié)構(gòu):
用于參數(shù)估計(jì)的方程(29 )的求解要求更大的存儲(chǔ)器位置需求并且使得矩陣求逆成為 必要。后者在該估計(jì)方法的實(shí)時(shí)應(yīng)用中導(dǎo)致對所應(yīng)用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的能力的較高的要求。 所述方法還預(yù)先需要用于有待估計(jì)的參數(shù)向量的所有組分的常數(shù)值。因此,該策略優(yōu)選僅 僅執(zhí)行用于致緊過程。
[0029] 用于丫的參數(shù)確定的有利的實(shí)現(xiàn)方案通過遞歸的估計(jì)方法而得到。該過程也允 許了在參數(shù)向量的隨時(shí)間改變的組分中的應(yīng)用。因此,除了在致緊過程中的參數(shù)確定之外, 也能夠應(yīng)用在解除過程中的估計(jì)中。
[0030] 在該遞歸方法中,例如在各個(gè)離散的時(shí)刻η處,在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔中分別重 新執(zhí)行對參數(shù)向量丫的估計(jì)。該估計(jì)的結(jié)果是用|V(n)描述的。在該方法中,從前一個(gè)掃 描步的估計(jì)值;^ (η)和累加項(xiàng)中得到了用于參數(shù)向量的在時(shí)刻n+1處的估計(jì)值即|:(n+l), 該累加項(xiàng)作為q維的修正向量β (n+1)和估計(jì)誤差e (n+1)之間的乘積根據(jù)W下式子來 描述:
從最新的電流估計(jì)值和由到目前為止的測量數(shù)據(jù)所形成的對該電流測量的預(yù)測之間 的差值中利用W下式子計(jì)算出估計(jì)誤差:
在類型A中,數(shù)據(jù)向量在運(yùn)個(gè)用于根據(jù)方程(17)估計(jì)向量; (n+1)的關(guān)系中 擁有下述的結(jié)構(gòu):
在類型B中,為了根據(jù)方程(26)估計(jì)向量;;5^;(n+l),從下述得到了數(shù)據(jù)向量和如+ U :
在方程(34)中出現(xiàn)的r維的修正向量β (n+1)是用W下式子計(jì)算的:
其中P (η)表征對稱的r維協(xié)方差矩陣,該協(xié)方差矩陣是利用單位矩陣I遞歸地根據(jù) W下關(guān)系求取的:
為了初始化遞歸的方程(34)和(39),起始值I;和P (0)是必需的。如果用馬達(dá)參數(shù)R 和K的名義值表示兩個(gè)組分?ν;日)和;,便產(chǎn)生了起始值的有利的設(shè)計(jì)。運(yùn)在類型A中 借助于方程(13)和(14)或者說在類型B中利用方程(23)和(24)來進(jìn)行。借助于在方程 (38)中的對稱的r維的設(shè)計(jì)矩陣Q,在遞歸的算法內(nèi)影響參數(shù)估計(jì)? (n+1)的收斂特性。在 使用帶有對角元素屯1> 0. .. 0的對角矩陣中得到有利的實(shí)現(xiàn)方案。在此,能夠通過 各個(gè)對角元素 Qi道接影響參數(shù)向量1^: (η)的組分;(η)的收斂。有利地證實(shí)了對角元素 在測量數(shù)據(jù)的評定過程期間的適配。由于對角元素的較大的值,估計(jì)向量的所配設(shè)的組分 的收斂能夠得w改善。在帶有屬于估計(jì)組分的物理參量的較小的激勵(lì)或者說改變的時(shí)間間 隔期間,能夠利用一個(gè)值參數(shù)化所屬的對角元素。相反,在帶有;'?的所屬的組分的較高的激 勵(lì)或者說較大的改變的間隔期間,將對角元素匹配到較大的值上。在解除過程中的參數(shù)估 計(jì)中,由于可變的力矩M。,尤其參數(shù)向量丫中的組分丫 f是隨時(shí)間改變的。對該情況而言, 因此設(shè)計(jì)矩陣Q中的對角元素應(yīng)利用相對于該矩陣的其它對角元素的較大的值進(jìn)行參 數(shù)化。
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