2 Prüfstandskonzept
Der in Bild 1 dargestellte Prüfstand besteht aus der Last-maschine, einer Welle, Kupplungen und Sensorik sowie dem zu untersuchenden EPS-Motor und -Steuergerät . Für die Durchführung des Identifikationsprozesses wird über die Lastmaschine der Winkel des EPS-Motors geregelt. Die Regelung wird dabei prototypisch auf einem dSPACE Simulator implementiert. Aufgrund der Elastizität der Welle zwischen Lastmaschine und EPS-Motor treten im Prüfstand Eigenschwingungen im Bereich von 200 Hz auf, die durch die Regelung aktiv gedämpft werden müs-sen. Zudem soll die Regelgröße trotz Störeinflüssen den vorgegebenen Sollzeitverläufen in einem möglichst engen Toleranzband folgen.
Bild 1 Aufbau des Prüfstands
Weil die Parameter des EPS-Motors zu Beginn des Identi-fikationsprozesses nicht genau bekannt sind, muss die Regelung außerdem unempfindlich gegenüber Änderun-gen der Parameter des EPS-Motors sein. Um diese Ziele zu erreichen, kommt die in Bild 2 dargestellte beobach-terbasierte Zustandsregelung [2, 3] zum Einsatz.
Bild 2 Struktur der Prüfstandsregelung
Als Führungsgrößen werden der Winkel, die Winkelge-schwindigkeit und die Winkelbeschleunigung im Vektor über die Verstärkung aufgeschaltet. Mit einem Kalman-Filter für den Gesamtprüfstand werden die Zu-standsgrößen der Regelstrecke und Störgrößen geschätzt und über die Verstärkungen und aufgeschaltet. Durch die Störgrößenbeobachtung und aufschaltung arbeitet die Regelung weitestgehend unabhängig von den Parameterwerten für das kinetische Reibmoment und die viskose Reibung des EPS-Motors. Zudem verbessert ein nichtlineares Modell zur Kompensation der Momentenwelligkeit der Lastmaschine die Regelgüte. Die Regelung wurde so entworfen, dass sie für den typischen Wertebereich der Massenträgheitsmomente von EPS-Motoren genügend große Stabilitätsreserven aufweist.
3 Identifikationsprozess
Für die Durchführung des Identifikationsprozesses müssen geeignete Sollzeitverläufe für die Bewegung des EPS-Motors definiert und Experimente am Prüfstand durchgeführt werden. Bei allen durchgeführten Experimenten werden sowohl das antreibende Drehmoment TD des EPS-Motors, als auch die gemessenen Bewegungsgrößen im Vektor ymeas aufgezeichnet. Aus diesen Messdaten werden anschließend die Startparameter p0 ermittelt (s. Kapitel 3.1). Diese Werte dienen zur ersten Parametrierung eines Simulationsmodells des EPS-Motors. Darauf folgt die Optimierung des Modells mit dem in Bild 3 dargestellten iterativen Prozess. Dabei wird im ersten Schritt das Modell mit den Anfangswerten x0 für die Zustandsgrößen versehen und mit den vorliegenden Parame-terwerten für das aufgezeichnete Drehmoment TD die Systemantwort ysim berechnet.
Bild 3 Struktureller Ablauf des Identifikationsprozesses
Die Anfangswerte x0 werden dabei ebenfalls den Mess-daten entnommen. Im nächsten Schritt wird als Maß für die Abweichung zwischen den Systemantworten aus Simulation ysim und Messung ymeas der Wert des quadratischen Gütefunktionals
