用于控制/调节线路工程用机械的作业机组的旋转驱动器的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于控制/调节线路工程用机械(1)的作业机组(4)的旋转驱动器(13)的方法，其中，借助传感器(19)检测根据驱动器(13)的旋转得出的测量参量(X)，该测量参量具有近似周期性的曲线函数，其中，借助评估装置(21)确定曲线函数的频率(f)或周期时间(T)，并且其中，所述频率(f)或周期时间(T)与用于预设调节信号的额定值相比较，其特征在于，针对所述测量参量(X)形成时间离散的测量值(x

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制/调节线路工程用机械的作业机组的旋转驱动器的方法和设备


[0001]本专利技术涉及一种用于控制/调节线路工程用机械的作业机组的旋转驱动器的方法，其中，借助传感器检测根据驱动器的旋转得出的测量参量，该测量参量具有近似周期性的曲线函数，其中，借助评估装置确定曲线函数的频率或周期时间，并且其中，所述频率或周期时间与用于预设调节信号的额定值相比较。此外，本专利技术还涉及一种用于实施该方法的设备。

技术介绍

[0002]从Auer F.等人的公开文献：用于可持续的轨道改进的高技术捣固机组,EI
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铁路工程师，2015年11月，第18
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22页已知一种用于捣固机组的旋转驱动器的转速调节的方法。偏心轴被驱动以用于产生振动，振动通过进给驱动器被传输到捣固镐。
[0003]因此提供在捣固周期期间有针对性地改变振动频率的可能性。在捣固镐到碎石道床中的沉入过程期间预设更高的频率(42
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50Hz)。在捣固镐的挤压过程中，最佳的频率为35Hz。在提升状态下，设置更小的空转频率(大约28Hz)，在空转频率中机组运行最安静。
[0004]在具有转速调节的捣固机器中，相位稳定也是已知的。在此，在空转中，所有振动发生器的转速被同步，并且旋转驱动器的相应的相移被设置为，使得振动重叠被最小化。
[0005]旋转振动驱动器也可以用于线路工程用机械的其他的作业机组中。例如，WO 2008/009314 A1公开了所谓的轨道稳定器，其中，具有旋转不平衡的稳定机组处于振动中。在此，两个同步的稳定机组以可调节的振动频率运行。
[0006]此外，由Hauke R.等人的文献：道床清洗机械概览，EI
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轨道机械和设备，2016年5月，第30至35页已知具有不同的筛网设施的道床清洗机器。在此，同样使用具有可调节的振动频率的旋转驱动器。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于，改进上述类型的方法，从而可以利用快速的变化检测来精确地确定频率或周期时间。此外，本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种相应的用于实施改进的方法的设备。
[0008]根据本专利技术，这些技术问题通过独立权利要求1和11的特征来解决。本专利技术的有利的扩展方案由从属权利要求得到。
[0009]在此，针对所述测量参量形成时间离散的测量值的序列，并且借助计算单元实施这些测量值的自相关，以用于确定所述频率或周期时间。由此，与具有交零检测的传统方法相比，也可以在两个交零之间精确检测频率变化。利用检测的时间离散的测量值，在任何时间可以确定自相关函数的函数值。相应的函数计算的结果是关于时间轴的函数值。在时间轴上，在零与首先出现的最大值之间的时间段说明了测量参量的曲线函数的周期时间。因此，利用每个新检测的测量值可以立即实施频率的重新确定。
[0010]在本专利技术的扩展方案中，通过另外的传感器检测根据另外的驱动器的旋转得出的另外的测量参量，该另外的测量参量具有近似周期性的曲线函数，其中，针对另外的测量参量形成另外的时间离散的测量值的序列，并且其中，借助计算单元实施两个测量参量的测量值的交叉相关，以用于确定相移。通过可在任何时间实施的交叉相关可以立即识别预设的相移的偏差。因此确保多个旋转驱动器的精确同步(相位稳定)。
[0011]有利的是，为了形成时间离散的测量值而预设周期时间，其中，所述周期时间确定评估周期。以这种方式，利用每个重新检测的测量值实施对频率或周期时间和必要时相移的评估。该方法的精度在此随着周期时间的减小而升高。
[0012]另外的改进规定，利用每个新的测量值通过相同数量的测量值乘积的求和，迭代地计算出相关函数的函数值。由此，限制了计算耗费并且提供进一步的简化的可能性。
[0013]在此尤其有意义的是，针对函数值的当前的计算，从先前计算的测量值乘积的总和中减去具有最早的测量值的测量值乘积，并且加上具有当前的测量值的新的测量值乘积。以这种方式，只需要很少的计算运行，便可更新相关函数的函数值。由于对计算性能的低要求，可以利用廉价的和节约空间的计算单元几乎实时地实施计算。
[0014]另外的改进规定，在计算相关函数的函数值之前确定插入的测量值。通过附加的测量值在给定的后续值之间的插入，可以更精确地确定相关函数的最大值的位置。以这种方式，可以更精确地确定频率或周期时间。
[0015]在计算相关函数的函数值之前过滤测量值，由此进一步提高了频率确定的质量。例如，通过所谓的无限脉冲响应滤波器(四阶IIR带通滤波器)进行测量信号准备。在此，高通消除了信号的稳定分量，而低通减弱并且消除了信号中的高频干扰。IIR滤波器此外具有以下优点，即与其他的数字滤波器类型(例如FIR滤波器)不同，其具有明显更少的计算运行。该特性在此是有用的，因为对计算单元的计算性能的要求是有限的。
[0016]所述方法也以如下方式改进，即在确定相关函数的最大值之前，确定插入的函数值。有意义地，插入仅在极值周围的范围内被插入，以便能够更精确地确定极值的位置。由此，可以以更少的计算工作实现更高的精度。
[0017]在本专利技术的有利的实现方案中，所述传感器的敏感元件与利用驱动器驱动的偏心轴的距离被检测作为测量参量。由于在通过相关函数确定频率期间的误差容限，在此不需要精确安装传感器或校准过程。如果驱动器驱动由铁磁材料制成的偏心轴，那么可以使用电感式距离传感器，无需附加地调整旋转部件。
[0018]备选的实现方案规定，随驱动器转动的磁场的作用于传感器的场强被检测作为测量参量。在此，被驱动的轴被磁化，或补充有磁铁，以便产生旋转磁场。即使在安置磁铁的情况下，附加的空间需求也是很小的。通过轴附近的合适的传感器检测在轴旋转期间变化的场强。
[0019]根据本专利技术的用于实施所述方法之一的设备具有用于检测根据驱动器的旋转得出的测量参量的传感器，该测量参量具有近似周期性的曲线函数，所述设备还具有用于确定曲线函数的频率或周期时间的评估装置和用于可调节地控制所述驱动器的控制装置。在此，向计算单元提供测量参量的时间离散的测量值，其中，在所述计算单元中设置有算法，所述算法用于实施这些测量值的自相关，以确定所述频率或周期时间。由此，可以利用每个新检测的测量值立即实施精确的频率确定。
[0020]在改进的设备中布置有另外的传感器，用于检测根据另外的驱动器的旋转得出的另外的测量参量，其中，向所述计算单元提供另外的测量参量的时间离散的测量值，并且其中，在所述计算单元中设置有算法，用于实施两个测量参量的测量值的交叉相关，以用于确定相移。由此实现了用于相位稳定的简单的布置方式。
[0021]为了实现具有少量和紧凑的部件的设备而有意义的是，所述计算单元是微处理器。在此，使用优化的算法并有效实现信号处理路径，以便使计算性能适配于微处理器的特性连同有限的工作存储器。
[0022]有利地，具有通信接口的计算单元布置在第一结构组件中，其中，针对所述驱动器，自身的结构组件与所述第一结构组件耦连，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制/调节线路工程用机械(1)的作业机组(4)的旋转驱动器(13)的方法，其中，借助传感器(19)检测根据驱动器(13)的旋转得出的测量参量(X)，该测量参量具有近似周期性的曲线函数，其中，借助评估装置(21)确定曲线函数的频率(f)或周期时间(T)，并且其中，所述频率(f)或周期时间(T)与用于预设调节信号的额定值相比较，其特征在于，针对所述测量参量(X)形成时间离散的测量值(x
i
)的序列，并且借助计算单元(22)实施这些测量值(x
i
)的自相关，以用于确定所述频率(f)或周期时间(T)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过另外的传感器(19)检测根据另外的驱动器(13)的旋转得出的另外的测量参量(Y)，该另外的测量参量具有近似周期性的曲线函数，针对另外的测量参量(Y)形成另外的时间离散的测量值(y
i
)的序列，并且借助计算单元(22)实施两个测量参量(X、Y)的测量值(x
i
、y
i
)的交叉相关，以用于确定相移3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了形成时间离散的测量值(x
i
)而预设周期时间，并且所述周期时间确定评估周期。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，利用每个新的测量值(x
i
)通过相同数量的测量值乘积的求和，迭代地计算出相关函数的函数值(Ψ
i
)。5.根据权利要求4所述的方法，其中，针对函数值(Ψ
i
)的当前的计算，从先前计算的测量值乘积的总和中减去具有最早的测量值的测量值乘积，并且加上具有当前的测量值的新的测量值乘积。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在计算相关函数的函数值(Ψ
i
)之前确定插入的测量值。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在计算相关函数的函数值(Ψ
i
)之前过滤测量值(x
i
)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：M奎特纳，H达科斯伯格，R伯克，
申请(专利权)人：普拉塞陶依尔铁路出口股份有限公司，
类型：发明
国别省市：