MXPA05002567A - Filtro de muesca espacial adaptable. - Google Patents

Abstract

Se describe un filtro de muesca espacial que se adapta de acuerdo con los cambios a una velocidad angular de un componente giratorio dentro de un sistema de manufactura. En un sistema de manufactura, el ruido puede aparecer en senales de retroalimentacion debido a caracteristicas fisicas distribuidas espacialmente en el sistema, tales como imperfecciones en los componentes o detectores. Este ruido se puede concentrar en una banda de frecuencia que cambia conforme cambia la velocidad angular de los componentes del sistema giratorio. La invencion proporciona tecnicas para filtrar este ruido con uno o mas filtros de muesca y para adaptar la frecuencia central del filtro de muesca como una funcion de la velocidad angular. La frecuencia central del filtro de muesca realiza un seguimiento del ruido cuando cambia la frecuencia del ruido.

Description

FILTRO DE MUESCA ESPACIAL ADAPTABLE CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con sistemas de control de circuito cerrado, tales como sistemas para controlar procesos de manufactura. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas de manufactura de alimentación continua, tales como los sistemas de manufactura utilizados para producir papel, película, cinta y similares, con frecuencia incluyen uno o más rodillos impulsados por motor. Estos sistemas con frecuencia incluyen controladores electrónicos que emiten señales de control que se acoplan a motores e impulsan a los motores a velocidades predeterminadas. Un controlador típico con frecuencia monitorea la velocidad del motor, el rodillo o ambos, con un circuito de retroalimentación y ajusta la señal de control para compensar por cualquier error detectado en una velocidad angular . Las señales de retroalimentación, además de transportar información acerca del desempeño de los componentes del sistema, también pueden incluir ruido. En general, el ruido es información inútil, y no se relaciona con el desempeño verdadero de los componentes del sistema. R f i fi??n<3 SUMARIO DE LA INVENCIÓN En general, la invención se relaciona con el control de un filtro de muesca como una función de una velocidad angular de uno o más componentes de un sistema. Por ejemplo, una frecuencia central de un filtro de muesca se puede controlar dinámicamente como una velocidad angular de un motor dentro de los cambios de ambiente de manufactura. El filtro de muesca puede atenuar el ruido que ocupa una banda de frecuencia en una señal de retroalimentación. En un sistema de retroalimentación, tal como un sistema en un ambiente de manufactura o un sistema que controla con precisión la velocidad de uno o más componentes, los detectores monitorean el funcionamiento de los componentes del sistema. Los detectores generan una o más señales de retroalimentación que reflejan el funcionamiento de los componentes y un controlador controla el funcionamiento del sistema en respuesta a las señales de retroalimentación. En un sistema ejemplar discutido en lo siguiente, un controlador controla la velocidad angular de un motor, que a su vez impulsa a otro componente tal como un rodillo. Los detectores monitorean las velocidades angulares del motor, el rodillo o de ambos y generan señales de retroalimentación que reflejan las velocidades angulares. Una señal de retroalimentación incluye datos que reflejan el desempeño del componente, tales como la velocidad angular de un componente monitoreado. Una señal de retroalimentación también puede incluir datos falsos que no reflejen el desempeño del componente. Algunos datos falsos o ruido se relacionan con las geometrías de los componentes en el sistema. En otras palabras, ciertas alteraciones de ruido se relacionan con características físicas del sistema y no indican alteraciones reales en el desempeño del componente. Las características físicas del sistema que generan las alteraciones de ruido están distribuidas espacialmente en vez de temporalmente. Aunque las características físicas se pueden desplazar con respecto al tiempo, las características físicas no se mueven espacialmente en relación a otros componentes en el sistema. El ruido puede ser causado, por ejemplo, por imperfecciones físicas que están distribuidas espacialmente sobre una flecha de motor monitoreada por un detector. Conforme el motor da vueltas, también lo hace la flecha con las imperfecciones. Las imperfecciones pueden alterar la señal de retroalimentación generada por el detector que detecta la posición de velocidad rotacional de la flecha y de esta manera introducen ruido dentro de la señal de retroalimentación. El detector detecta imperfecciones físicas de la flecha e interpreta las imperfecciones como variaciones en la posición o la velocidad angular de la flecha. Como un resultado, la señal de retroalimentación incluye ruido que indica variaciones en la posición o velocidad angular de la flecha, cuando de hecho puede que no existan variaciones en la posición o la velocidad angular de la flecha. Este ruido no refleja con precisión la posición verdadera o la velocidad angular de la flecha. Otras características físicas en el sistema pueden contribuir al ruido en la señal de retroalimentación también. Las características físicas del detector, por ejemplo, pueden contribuir al ruido periódico que indica variaciones en la posición o velocidad angular cuando en realidad puede que no estén presentes dichas variaciones. El ruido causado por características físicas distribuidas espacialmente en el sistema es periódico y se manifiesta a si mismo en una banda de frecuencia en la señal de retroalimentación. La frecuencia del ruido es una función de la distribución espacial de las características y la velocidad angular de los componentes giratorios. Conforme cambia la velocidad angular de un motor, por ejemplo, la velocidad angular de una flecha también cambia, y los detectores encuentran las imperfecciones físicas en la flecha más frecuentemente. En consecuencia, la frecuencia del ruido causado por las imperfecciones cambia también. En particular, la frecuencia central de la banda de frecuencia de ruido cambia con la velocidad angular de los componentes giratorios. Además, la frecuencia central de la banda de frecuencia de ruido puede cambiar linealmente conforme cambia la velocidad angular. Un controlador gobierna la velocidad angular de uno o más de estos componentes. El ruido puede interferir con el funcionamiento del controlador. En particular, el ruido puede provocar que el controlador corrija las condiciones tales como variación en la velocidad angular que en realidad no se están produciendo. En consecuencia, la invención proporciona un filtro de muesca (filtro de respuesta en hendidura) que atenúa el ruido creado por características físicas distribuidas espacialmente. El filtro de muesca, el cual puede ser un filtro digital implementado por un procesador digital incluye una frecuencia central adaptable. Conforme cambia la velocidad angular de un componente giratorio del sistema, la frecuencia del ruido creado por las características físicas distribuidas espacialmente cambia linealmente con la velocidad angular. En consecuencia, la frecuencia central del filtro de muesca cambia linealmente con la velocidad angular también. De esta manera, la frecuencia central del filtro de muesca realiza un seguimiento del ruido cuando cambia la frecuencia del ruido y continúa rechazando el ruido. En algunas circunstancias, una señal puede incluir al ruido en dos o más bandas de frecuencia. Se pueden controlar dos o más filtros de muesca con frecuencias centrales diferentes para rechazar las diferentes frecuencias de ruido. Cada una de las frecuencias centrales de filtro de muesca es adaptable a cambios en la velocidad angular. En una modalidad, la invención se relaciona con un método que comprende recibir una señal de velocidad que representa una velocidad angular y atenuar una banda de frecuencia de una señal de retroalimentación como una función de la velocidad angular. La velocidad angular puede ser, por ejemplo, una velocidad angular objetivo incluida en una señal de referencia. La señal de velocidad puede representar la velocidad angular al representar la velocidad angular misma o una cantidad que es una función de la velocidad angular, tal como la posición rotacional o la aceleración angular. En otra modalidad, la invención se relaciona con un sistema que incluye un motor operable para impulsar un componente giratorio en respuesta a una señal de control de motor y un detector para generar una señal de retroalimentación que representa una medición del componente giratorio. El sistema incluye además un filtro que recibe la señal de retroalimentación y que atenúa una banda de frecuencia de la señal de retroalimentación como una función de una velocidad angular. La velocidad angular puede ser la velocidad angular objetivo. El sistema también incluye un controlador para generar la señal de control de motor como una función de la señal de retroalimentación filtrada.

En una modalidad adicional, la invención presenta un método que comprende hacer girar un componente a una velocidad angular, cambiar la velocidad angular e identificar en una señal de retroalimentación en respuesta a la rotación de por lo menos una frecuencia de una señal periódica que cambia linealmente con el cambio en la velocidad angular. La señal periódica identificada puede codificar información útil o ruido inútil, y el método también puede incluir técnicas para diferenciar información útil del ruido. Un filtro de muesca se puede seleccionar para suprimir la señal periódica y el método también incluye cambiar la frecuencia central del filtro de muesca linealmente con un cambio en la velocidad angular . En otra modalidad, la invención se relaciona con un método que comprende identificar en una señal por lo menos una banda de frecuencia de ruido generado por una o más características físicas distribuidas espacialmente sobre por lo menos un componente giratorio que tiene una velocidad angular y calcular una frecuencia central para un filtro de muesca como una función de la velocidad angular. En una modalidad adicional, la invención presenta un aparato que comprende una unidad de preprocesamiento que recibe y muestrea una señal de retroalimentación y un procesador que recibe una señal de referencia que indica una velocidad angular objetivo y que filtra la señal de retroalimentación muestreada con un filtro de muesca. Una frecuencia central del filtro de muesca es una función de la velocidad angular objetivo. El aparato también incluye un impulsor de corriente impulsado por el procesador como una función de la velocidad angular objetivo y la señal de retroalimentación filtrada. En una modalidad adicional, la invención se relaciona con un método para establecer una frecuencia de muestreado. El método incluye identificar una frecuencia fundamental como una función de una velocidad angular, identificar una armónica de la frecuencia fundamental y establecer una frecuencia de muestreo para el muestreado de una señal de retroalimentación como una función de la frecuencia fundamental y la armónica. Esta técnica se puede utilizar para sintonizar un filtro de muesca. En una modalidad agregada, la invención se relaciona con un dispositivo que comprende un detector para generar una señal que representa una medición de un componente giratorio y un filtro que atenúa una banda de frecuencia de la señal como una función de una velocidad angular. El dispositivo se puede implementar como un detector autocontenido, por ejemplo, que genera una señal como una función de una medición de un componente giratorio y filtra la señal como una función de la velocidad angular del componente giratorio.

La invención puede presentar muchas ventajas. El filtro de muesca adaptable es adecuado para rechazar el ruido debido a características físicas en el sistema, y es especialmente útil para rechazar algunas clases de ruido que se deben a alteraciones espaciales y que no reflejan el desempeño real de los componentes del sistema. Conforme la frecuencia central del ruido cambia con la velocidad angular, la banda de frecuencia rechazada por el filtro de muesca cambia también con la velocidad angular. La muesca continúa realizando un seguimiento y suprime el ruido. Además, el ruido es rechazado sin considerar la fase del ruido. Con el filtro de muesca adaptable, el controlador puede elaborarse con una capacidad de alta respuesta a las señales de retroalimentación . Debido a que el ruido creado por las características físicas distribuidas espacialmente se atenúa por el filtro de muesca, el controlador no responderá al ruido. En consecuencia, el control puede responder rápidamente a señales que reflejen el desempeño del componente real, con menos riesgo de responder a señales que no reflejen en desempeño del componente real. La muesca adaptable también puede ser más rápida y más eficaz que muchas otras técnicas de rechazo de ruido. Los detalles de una o más modalidades de la invención se establecen en los dibujos anexos y en la descripción siguiente. Otras características, objetivos y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la descripción y dibujos, y a partir de las reivindicaciones. DESCRIPCIÓN BREVE DE LAS FIGURAS La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema ejemplar en el cual un controlador impulsa un rodillo . La figura 2 es un diagrama de flujo que proporciona una vista general del funcionamiento de un filtro de muesca adaptable . La figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de retroalimentación con filtros de muesca en serie . La figura 4 es una gráfica que ilustra una señal de retroalimentación de ejemplo dentro del dominio de frecuencia, que incluye el ruido en dos bandas de frecuencia. La figura 5 es una gráfica que ilustra la señal de retroalimentación de ejemplo de la figura 4 posterior al filtrado por filtros de muesca. La figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra una modalidad ejemplo del controlador con detalle adicional. La figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra técnicas para identificar fuentes de ruido. La figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra una técnica para seleccionar parámetros para muestreo de una señal de retroalimentación.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema 10 ejemplar en el cual un controlador 12 controla la velocidad angular de un componente giratorio tal como un rodillo 14. El sistema 10 puede ser utilizado en una diversidad de aplicaciones, que incluyen un ambiente de manufactura de suministro continuo para elaborar papel, película, cinta y similar. El rodillo 14 puede ser, por ejemplo, un rodillo de manejo de rodillo de precisión dentro de un ambiente de manufactura. El controlador 12 transmite señales 16 de control de motor al motor 18, el cual impulsa al rodillo 14. Las señales 16 de control de motor pueden ser una o más señales de corriente generadas por un impulsor de corriente (no mostrado en la figura 1) bajo el control del controlador 12. El motor 18 impulsa una flecha 20 en respuesta a las señales 16 de control de motor. La flecha 20 se acopla mecánicamente a una caja 22 de engranaje por medio de un acoplador 24. La caja 22 de engranaje a su vez impulsa una flecha 26, la cual se acopla mecánicamente al rodillo 14 por medio de un acoplador 28. La caja 22 de engranaje puede comprender varios engranajes para proporcionar una proporción de engranaje adecuada al rodillo 14 impulsor. La caja 22 de engranaje es un subsistema ejemplar para transmisión de energía y no se limita a engranajes sino que puede incluir componentes tales como bandas impulsoras.

El controlador 12 recibe la señal 30 de velocidad de motor indicativa de la velocidad angular de la flecha 20. La señal 30 de velocidad de motor puede ser suministrada por un detector 32 que genera una señal como una función de la velocidad angular de la flecha 20 acoplada al motor 18. Además, el controlador recibe desde el detector 34 una señal 36 de velocidad de rodillo que es una función de la velocidad angular de la flecha 38 acoplada al rodillo 14. Los detectores 32 y 34 pueden comprender, por ejemplo, codificadores de seno montados a la flecha 20 del motor 18 y a la flecha 38 del rodillo 14, respectivamente. Los detectores 32 y 34 pueden suministrar señales 30, 36 de velocidad del motor y del rodillo, codificadas por posición, al controlador 12. La invención no se limita a detectores codificadores de seno, ni la invención se limita a sistemas que incluya a detectores que detectan posición rotacional . La invención se puede implementar con detectores que miden cualquier cantidad o cantidades que puedan representar una velocidad angular. Por ejemplo, una velocidad angular puede derivarse de la posición rotacional por diferenciación y se puede derivar de aceleración angular por integración. La invención también abarca detectores que detectan otras cantidades que pueden representar una velocidad angular, tales como un detector de presión que mide una diferencial de presión.

Las señales 30, 36 de retroalimentación pueden incluir señales periódicas causadas por características físicas del sistema 10. Las características físicas que provocan que las señales periódicas puedan incluir imperfecciones físicas que están distribuidas espacialmente , en vez de temporalmente, en el sistema 10. Las señales periódicas pueden ser causadas, por ejemplo, por imperfecciones físicas de los componentes del sistema tales como el motor 18 o la flecha 20. Algunas de las señales periódicas pueden ser útiles. POr ejemplo, una imperfección física en el motor 18 puede generar ciertas variaciones en la velocidad angular del motor 18. Las variaciones pueden ser detectadas por el detector 32 y pueden ser suministradas como retroalimentación a la señal 30 de velocidad del motor. Otras señales periódicas causadas por imperfecciones físicas de los componentes del sistema, no obstante, pueden ser ruido inútil. Las imperfecciones distribuidas espacialmente sobre la flecha 20, por ejemplo, pueden alterar la capacidad del detector 32 para generar una señal 30 de velocidad de motor que refleje con precisión la velocidad angular de la flecha 20. El detector 32 puede interpretar las imperfecciones en la flecha 20 como variaciones en la velocidad de rotación de la flecha 20, en vez de variaciones en la estructura física de la flecha 20.

Como un resultado, la señal 30 de velocidad de motor puede incluir una señal periódica inútil que indica que la velocidad angular de la flecha 20 varía en el tiempo, cuando de hecho la velocidad angular de la flecha 20 es constante. Esta señal periódica inútil puede perjudicar el funcionamiento del sistema 10, debido a que el controlador 12 puede compensar por cambios en la velocidad angular en base en la señal 30 de velocidad del motor y por lo tanto puede compensar por cambios en la velocidad angular que en realidad no se están produciendo. El ruido causado por las características físicas distribuidas espacialmente en el sistema es periódico, en oposición al ruido a periódico tal como el ruido blanco. Como un resultado, el ruido de preocupación tiende a concentrar energía en una banda de frecuencia estrecha en la señal de retroalimentación . El ruido en una banda de frecuencia estrecha con frecuencia es característico de detectores tales como codificadores ópticos, detectores magnéticos y tacómetros que generan señales indicativas de la posición de las flechas. . La frecuencia del ruido es una función de la distribución espacial de las características y la velocidad angular de los componentes giratorios. Conforme cambia la velocidad angular de la flecha 20, por ejemplo, el detector 32 encuentra las imperfecciones físicas en la flecha 20 con mayor frecuencia y también cambia la frecuencia del ruido provocado por las imperfecciones. La frecuencia central de la banda de frecuencia de ruido puede cambiar linealmente conforme cambia la velocidad angular. El controlador 12 controla la velocidad angular del motor 18 y de esta manera controla la velocidad angular de otros componentes giratorios impulsados por el motor 18, tales como el rodillo 14 de la flecha 20. El controlador 12 recibe una señal 40 de referencia que proporciona una referencia objetivo para impulsar el motor 18 o el rodillo 14. Una unidad de control de proceso u otro dispositivo (no mostrado) , por ejemplo, puede proporcionar una señal 40 de referencia de acuerdo con un modelo de manufactura. La señal 40 de referencia puede comprender una señal de referencia de velocidad de motor, una señal de referencia de velocidad de rodillo, una señal de referencia de momento de torsión de motor y una señal de referencia de posición del motor, o similar. En base en la señal 36 de velocidad de rodillo, la señal 40 de referencia, la señal 30 de velocidad de motor o combinaciones de las mismas, el controlador 12 controla el motor 18 para regular las velocidades angulares del motor 18 así como los componentes impulsados por el motor 18. En un ambiente de manufactura típico, con frecuencia es deseable mantener la velocidad angular del rodillo 14 en un valor constante. Desafortunadamente, como se describe en lo anterior, las características físicas del sistema 10 introducen señales periódicas dentro de las señales de retroalimentación 30, 36. Algunas de las señales periódicas pueden ser señales con significado que indican en realidad el desempeño del componente, y algunas de las señales periódicas pueden ser ruido inútil . El ruido puede interferir con el mantenimiento de una velocidad angular constante del rodillo 14. El detector 34 monitorea la rotación de la flecha 36, por ejemplo, puede detectar una o más imperfecciones en la flecha 36 y puede ajustar la señal 36 de velocidad del rodillo como un resultado. Incluso cuando la flecha 38 está girando a una velocidad angular constante, las imperfecciones en la flecha 38 detectadas por el detector 14 pueden provocar que la señal 36 de velocidad de rodillo indique una velocidad angular que varía con el tiempo. La frecuencia del ruido puede variar dentro del ancho de banda de las señales con significado utilizadas en el sistema 10 y pueden ser mal interpretadas para una señal con significado. El ruido puede alterar el funcionamiento del controlador 12, el cual genera señales 16 de control de motor como una función de una o más señales de retroalimentación. Como un resultado, el controlador 12 puede ajustar las señales 16 de control de motor para corregir un problema que no existe. No es deseable que el controlador 12 genere señales 16 de control de motor como una función del ruido. El ruido generado por imperfecciones en los detectores 32 y 34, por ejemplo, no refleja el desempeño real de los componentes, tal como la velocidad angular verdadera de las flechas 20 y 38. Debido a que el ruido no es indicativo del desempeño real, no es eficiente que el controlador 12 genere señales 16 de control de motor para compensar el ruido. La compensación del ruido puede también perjudicar el funcionamiento del sistema 10, debido a que el controlador 12 puede impulsar al motor 18 de manera más lenta o más rápida para compensar variaciones de velocidad no existentes. La compensación de variaciones de velocidad no existentes puede introducir variaciones de velocidad indeseables en donde no existían antes. El ruido puede ser causado por una diversidad de fuentes diferentes. En consecuencia, pueden estar presentes en el sistema 10 varias bandas de frecuencia de ruido. Las bandas de frecuencia de ruido para señales de retroalimentación generadas por los detectores 32 y 34, por ejemplo, pueden ser distintas. El paso de las señales de retroalimentación desde los detectores 32, 34 a través de los filtros de muesca 42, 44, elimina una porción sustancial del ruido. Los filtros de muesca 42, 44 están configurados como se describe en lo siguiente, como filtros de detención de banda que rechazan la banda de frecuencia que presenta el ruido. En consecuencia, la señal 30 de velocidad de motor pasa a través de un filtro de muesca 42, y la señal de velocidad de rodillo pasa a través de un filtro de muesca 44, y los filtros de muesca 42 y 44 rechazan el ruido en bandas de frecuencia particulares. Los filtros de muesca 42 y 44 se pueden implementar como filtros digitales, como se describirá con detalle en lo siguiente. Aunque, como se muestra y como se incluye en el controlador 12, los filtros 42 y 44 de muesca se pueden implementar por uno o más procesadores digitales separados del controlador 12. El controlador 12 utiliza las señales de retroalimentación filtradas para regular las señales 16 de control de motor, que a su vez impulsan al motor 18. Las señales de retroalimentación filtradas reflejan con mayor veracidad el desempeño real de los componentes en el sistema 10. Un filtro de muesca define una gama de frecuencias que van a ser rechazadas caracterizado porque el intervalo 60 alrededor de una recuencia central . La invención incluye técnicas para adaptar uno o más filtros de muesca como una función de una velocidad angular. En particular, la frecuencia central es atenuada por el filtro 42 de muesca y se puede adaptar como una función de una velocidad angular representada por la señal de referencia 40, o como una función de la velocidad angular medida real del motor 18 o la flecha 20. De manera similar, la frecuencia central de filtro 44 de muesca se puede adaptar como una función de la señal 40 de referencia o la velocidad angular medida real del rodillo 14 o la flecha 38. La frecuencia central del filtro 44 de muesca se puede adaptar como una función de la velocidad angular de otro componente giratorio también. Cuando los filtros 42, 44 de muesca suprimen el ruido periódico, el controlador 12 puede volverse muy sensible a las señales 30, 36 de retroalimentación . Debido a que los filtros 42 y 44 han eliminado el ruido, el controlador 12 puede responder rápidamente a señales que reflejen el desempeño real del componente, con menos riesgo de responder a señales que no reflejen el desempeño del componente real. Por ejemplo, el controlador 12 puede responder rápidamente a señales con significado que indiquen verdaderamente variaciones en la velocidad angular y que ignore el ruido que indique falsamente variaciones en la velocidad angular. La transformada de Laplace para los filtros 42 y 44 se puede representar como: X(s) 51 + 2??„3 + ??2 en la cual s es la variable de frecuencia compleja de Laplace, ?? es la frecuencia central de filtros de muesca (es decir, la frecuencia que va a ser atenuada) en radianes por segundo y ? es la proporción de amortiguamiento. La proporción de amortiguamiento ? determina la anchura de la muesca. En general, una ? grande resulta en una muesca de anchura amplia/poca profundidad, y una ? pequeña resulta en una banda de frecuencia estrecha con alta atenuación en dicha banda. Además, la frecuencia central de la banda que se va a atenuar, ??, se puede expresar como: en la cual el número de ciclos por unidad de tiempo está proporcionado en revoluciones por minuto (rpm). El valor de rpm típicamente es conocido o bien es una cantidad objetivo, que representa la velocidad angular base de un componente giratorio que debe mostrar cuando el sistema 10 alcanza un estado estable. Se puede especificar rpm, por ejemplo, con la señal 40 de referencia. También rpm puede ser una velocidad angular medida. El factor de 2p/60 convierte las unidades de ?? a radianes por segundo. La variable n representa un factor escalar que relaciona linealmente la frecuencia central del ruido respecto a la velocidad angular. El factor escalar n puede ser cualquier valor positivo. En algunas circunstancias, n puede ser el número de alteraciones detectadas por un detector . durante una rotación de un componente giratorio. Si existe una alteración única por rotación, por ejemplo, entonces n = 1. En un codificador de seno de 1, 024 líneas, puede haber alteraciones de 1,024 veces por rotación debido a carencia de uniformidad en el procedimiento de manufactura del codificador y en dicho caso, n = 1,024. El factor escalar n es un número entero con respecto al componente giratorio que genera el ruido, pero no necesita ser un número entero con respecto a otros componentes giratorios en el sistema. ecuación (2) se relaciona con la frecuencia que va a ser atenuada con una velocidad angular conocida u objetivo. Si la velocidad angular conocida u objetivo se expresa en unidades tales como ciclos por segundo o radianes por minuto, se pueden utilizar diferentes factores de conversión para asegurar que las unidades de ?? serán radianes por segundo. Para implementar los filtros de muesca 42 y 44 en un dominio digital, la función de transferencia se puede convertir del dominio s al dominio z. Esto se puede llevar a cabo mediante la utilización de una transformación bilineal que mapea s con un operador z de retraso digital, como sigue: en donde T representa el tiempo de muestreado. Con este mapeado, la ecuación se puede utilizar para expresar s . Cierta distorsión a frecuencia de mapeo en las ecuaciones (3) y (4) puede resultar de la distorsión y muestreo lento. Para mejorar la precisión del mapeado, se debe realizar la siguiente operación: en la cual ?3 es la frecuencia central de filtro de muesca en el dominio analógico y coD es la frecuencia central de filtro de muesca en el dominio digital. Cuando la velocidad de muestreado es suficientemente alta en relación a la frecuencia central de filtro de muesca, no obstante, puede ser innecesaria la operación que se muestra en la ecuación (5) dado que se produce peca distorsión entre los dominios analógico y digital. Suponiendo que la velocidad de muestreo es suficientemente elevada, la función de transferencia ahora se puede expresar como: para implementar la función de transferencia que se muestra en la ecuación 6, los términos se pueden distribuir como : en la cual la frecuencia de centro de filtro de muesca se representa de manera compacta como ??. Al rearreglar términos y convertir a dominio de tiempo, se obtiene la siguiente ecuación de diferencia finita: la cual se puede implementar en un procesador digital tal como una computadora. El controlador 12 puede ser una modalidad de tal procesador digital. En la ecuación 8, la frecuencia de centro de filtro de muesca se representa de manera compacta como con, pero se puede expresar en términos de una velocidad angular conocida u objetivo al sustituir la expresión que se encuentra en la ecuación (2) . Como se muestra en la ecuación (2), la frecuencia central de ruido se relaciona linealmente con la velocidad angular de un componente giratorio. En consecuencia, un cambio en la velocidad angular del componente giratorio provoca un cambio lineal en la frecuencia central de ruido. En otras palabras, conforme la velocidad angular aumenta o disminuye, las frecuencias del ruido se desplazan hacia arriba o hacia abajo del espectro de frecuencia. La frecuencia de ruido se puede mapear a una frecuencia de centro de filtro de muesca utilizando la ecuación (2) . En particular, se puede encontrar n por investigación, como se describirá en lo siguiente. Además, el valor de rpm, es decir, la velocidad angular de base en revoluciones por unidad de tiempo, es una cantidad conocida u objetivo. En consecuencia, mediante la ecuación (2), es posible predecir las bandas de frecuencia del ruido cuando el sistema alcanza un estado estable. Además, de acuerdo con la ecuación (2) el escalado de la velocidad angular de base en rpm, hacia arriba o hacia abajo en un grado conocido escalará la frecuencia de muesca ?? hacia arriba o hacia abajo en el mismo grado. Cuando se conoce ??, se puede implementar un filtro de muesca digital, como se muestra en la ecuación (8) . De esta manera, el filtro de muesca se adapta a cambios en la velocidad angular y rechaza las frecuencias de ruido como una función de la velocidad angular. La figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento de un procesador digital, tal como un controlador 12, que implementa un filtro de muesca adaptable. El procesador digital recibe una señal que representa una velocidad angular de un componente giratorio, tal como un motor 18 o rodillo 14 (50) . La señal puede ser una señal de referencia 40 que representa una base o una velocidad angular objetivo, por ejemplo, o una señal de retroalimentación que representa una velocidad angular medida. La señal puede representar una velocidad angular al representar cualquier cantidad que es una función de una velocidad angular, tal como una posición rotacional. En dicho caso, el procesador digital puede derivar una velocidad angular, por ejemplo, al tomar la derivada de la posición rotacional. El procesador atenúa o rechaza una banda de frecuencia como una función de la velocidad angular (52) . El procesador puede implementar un filtro de muesca digital como se describe en lo anterior, controlando la frecuencia central como una función de la velocidad angular. La frecuencia central de filtro de muesca también es una función del factor n escalar y de la proporción amortiguadora ?, la cual se puede determinar por investigación y se puede seleccionar por un diseñador de sistemas. Cuando el procesador recibe una señal que indica un cambio en la velocidad angular (54), el procesador atenúa o suprime una banda de frecuencia nueva como una función de la velocidad angular nueva (56) . El cambio y la velocidad angular puede ser causado por un cambio en la señal 40 de referencia, por ejemplo, o puede ser un cambio medido en la velocidad angular de un componente de sistema. De manera más específica, la frecuencia central de ruido generada por las alteraciones espaciales con frecuencia cambia linealmente con la velocidad angular. El procesador controla la frecuencia central del filtro de muesca para seguir el cambio en la frecuencia central del ruido y de esta manera controlar adaptablemente el filtro de muesca para suprimir el ruido. En particular, el procesador puede calcular un valor nuevo de ??, de acuerdo con la ecuación (2) (los factores n y ? pueden permanecer sin cambio), y puede sustituir el valor nuevo por ?? en la ecuación (8) . De esta manera, el procesador digital rechaza el ruido en una banda de frecuencia como una función de la velocidad angular y continúa rechazando el ruido incluso cuando cambia la banda de frecuencia. De esta manera, el procesador puede muestrear continuamente una o más señales de velocidad que representan velocidades angulares de uno o más componentes giratorios y puede controlar adaptablemente uno o más filtros de muesca en base en las señales . La figura 3 es un diagrama de bloques que muestra un modelo 60 de un sistema de retroal imentación con filtros 62 y 64 de muesa . El modelo 60 del sistema de retroalimentación recibe una señal 66 de referencia. La señal 66 de referencia se suministra a un controlador 68 y el controlador 68 impulsa el sistema 70 de manufactura como una función de la señal 66 de referencia. La salida 72 del sistema 70 de manufactura es una función de la velocidad angular, tal como la posición rotacional, velocidad angular o aceleración angular. El detector 74 detecta la salida 72. El detector 74 genera una señal 76 de retroalimentacion que es filtrada por los filtros 62 y 64 de muesca y que es suministrada al controlador 68. En el modelo 60 de sistema de retroalimentacion, la señal 78 de retroalimentacion filtrada se resta 80 de la señal 66 de referencia. El modelo 60 de sistema de retroalimentacion puede servir como un modelo para muchos sistemas que utilizan control de velocidad, tal como por ejemplo el sistema 10 que se muestra en la figura 1. El modelo 60 de sistema de retroalimentacion no necesita relacionarse elemento por elemento con el sistema 10. Por ejemplo, el sistema 70 de manufactura puede corresponder a un motor 18, una flecha 20, un rodillo 14, una flecha 38 o cualquier combinación de los mismos, u otros componentes del sistema 10. El controlador 12 en el sistema 10 de ejemplo puede reali2ar las funciones del controlador 68 y el elemento 80 de sustracción en el modelo 60 del sistema de retroalimentacion. En el modelo 60 del sistema de retroalimentacion se han identificado dos bandas de frecuencia que presentan ruido. El ruido en estas bandas de frecuencia pueden no ser indicativo del desempeño real de los componentes detectados y, si no se filtra, puede perjudicar el funcionamiento del controlador 68. El ruido en estas bandas de frecuencia puede surgir de fuentes diferentes. Las fuentes pueden provocar números diferentes de alteraciones por ciclo. En otras palabras, una primera fuente de ruido puede resultar de características que provocan ni alteraciones por ciclo, y una segunda fuente de ruido puede resultar de características que provocan n2 alteraciones por ciclo. Mediante la ecuación (2) por lo tanto, la primera fuente de ruido genera un ruido a una frecuencia central ?? y la segunda fuente de ruido genera ruido en una frecuencia central ?2. La figura 4 es una gráfica que ilustra una señal 76 de retroalimentación no filtrada ejemplar de la figura 3 en el dominio de frecuencia. La señal 76 de retroalimentación no filtrada incluye una señal de banda amplia con una primera señal 90 de ruido cerca de una frecuencia Oí y una segunda señal 92 de ruido cerca de una frecuencia ?2. El controlador 68 habitualmente utiliza la señal de banda amplia para controlar al sistema 70 de manufactura. Las señales de ruido 90 y 92 pueden alterar el funcionamiento del controlador 68, no obstante, pueden provocar que el controlador 68 compense errores en el desempeño de componentes que en realidad no existen.

La figura 5 es una gráfica que ilustra la señal 78 de retroalimentación filtrada de la figura 3 en el dominio de frecuencia. Los filtros de muesca 62 y 64 han eliminado el ruido que tiene frecuencias centrales de ?? y ?2, respectivamente, y se ha permitido que pase señales de otras bandas de frecuencia. En consecuencia, la señal 78 de retroalimentación filtrada incluye una primera banda 94 de frecuencia atenuada cerca de la frecuencia ?? y una segunda banda 96 de frecuencia atenuada cerca de la frecuencia ?2. Las señales de ruido 90 y 92 se han filtrado de la señal de banda amplia. La señal 76 de retroalimentación no filtrada en la figura 4 y la señal 78 de retroalimentación filtrada en la figura 5 incluyen una tercera señal 100 en una banda de frecuencia estrecha cerca de la frecuencia ?3. La tercera señal 100 representa una señal con significado que refleja el verdadero desempeño de un componente de sistema. Al igual que las señales de ruido 92 y 94, la tercera señal 100 puede ocupar una banda de frecuencia estrecha. En algunos casos, la frecuencia central de la tercera señal 100 puede variar linealmente con la velocidad angular de un componente giratorio, como las señales de ruido 92 y 94. La tercera señal 100 puede representar, por ejemplo, una imperfección con un motor que provoca una variación real en la velocidad angular del motor una o más veces por rotación. Como se muestra en la figura 5, los filtros 62 y 64 de muesca no han atenuado la señal de banda amplia cerca de ?2. Los filtros de muesca 62 y 64 se pueden realizar utilizando técnicas descritas en lo anterior. En particular, se pueden determinar las frecuencias centrales que se van a rechazar por aplicación de la ecuación (2), y se puede implementar un filtro de muesca digital para cada frecuencia central como se muestra en la ecuación (8) . Cada filtro de muesca se adapta a cambios en la velocidad angular y rechaza las frecuencias de ruido como una función de la velocidad angular. Dado que las frecuencias centrales ?? y ?2 cambian con la velocidad angular, las frecuencias centrales de los filtros de muesca 62 y 64 también cambian con la velocidad angular, siguiendo y suprimiendo las señales de ruido 90 y 92. La configuración en serie de los filtros de muesca 62 y 64 que se muestran en la figura 3 es ejemplar. Se puede utilizar cualquier cantidad de filtros, y los filtros no necesitan distribuirse como se muestra. En el caso de señales de retroalimentación independientes tales como las que se muestran en la figura 1, por ejemplo, uno o más filtros de muesca pueden filtrar cada señal de retroalimentación. Además, los filtros de muesca se pueden implementar con parámetros diferentes tales como valores diferentes de ?. La figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra una modalidad de ejemplo de un controlador tal como el controlador 12 en la figura 1. El controlador 12 incluye un impulsor 100 de corriente para transmitir señales 16 de control de motor en base en la señal 40 de referencia y una señal de retroalimentación tal como la señal 36 de velocidad de rodillo desde el detector 34. En la siguiente discusión se supone que la señal 36 de velocidad de rodillo codifica la posición rotacional del rodillo 14. Una unidad 102 de preprocesamiento acondiciona y amplifica la señal 36 de velocidad de rodillo y convierte la señal de retroalimentación de señales analógicas a valores digitales. En otras palabras, la unidad 102 de preprocesamiento muestrea la señal 36 de velocidad de rodillo para procesamiento digital. La unidad 102 de preprocesamiento también puede aplicar un filtro analógico antes del muestreado. Un filtro analógico tal como un filtro de paso de banda puede rechazar, por ejemplo, el ruido fuera del ancho de banda de señales con significado y puede ayudar a evitar la distorsión durante el muestreado. Para los propósitos de la discusión que sigue, se supone que el filtro analógico no detendrá ruido en algunas bandas de frecuencia dentro del ancho de banda de las señales con significado. Posterior a la conversión de la señal de retroalimentación a una señal digital, la señal digital se hace pasar a un procesador 106 digital para procesamiento. El procesador 106 puede comprender un microprocesador incrustado, un microprocesador convencional, un procesador de señal digital (DSP, por sus siglas en inglés) , elementos físicos de programación (hardware) computacional dedicado y similar . El procesamiento digital incluye filtrar digitalmente la señal de retroalimentación con un filtro 108 de muesca digital utilizando las técnicas descritas en lo anterior. El procesador 106 también genera una cuenta de pulso de alta resolución, tal como 3,600,000 pulsos por revolución, en base en los pulsos de línea de la señal 36 de velocidad de rodillo. En base en la cuenta de pulsos, el procesador 106 calcula una velocidad angular actual del rodillo 14 y genera un conjunto de elementos 110 de datos que relacionan el error de velocidad del rodillo 14 con la posición angular del rodillo 14. El procesador 106 puede restar, por ejemplo, la velocidad angular de la señal 40 de referencia para determinar un error de velocidad angular. Las bandas de ruido eliminadas por filtrado 108 digital no alteran la creación de los elementos 110 de datos. El procesador 106 puede almacenar el conjunto de elementos 110 de datos dentro de un medio de almacenamiento, tal como una memoria de acceso aleatorio no volátil (NVRAM, por sus siglas en inglés) , una memoria instantánea o similar. El medio de almacenamiento puede ser interno o externo al procesador. El procesador 106 también puede incluir otra memoria tal como una memoria de acceso aleatorio volátil, con el propósito de implementar el proceso de filtrado de la ecuación (8) . El procesador 106 genera una señal 112 en base en los elementos 110 de datos para representar el error de velocidad como una función de la posición angular del rodillo 14. La señal 112 impulsa al impulsor 100 de corriente. Cuando cambia la velocidad angular del rodi lio 14, por ejemplo en respuesta a un cambio en la señal 40 de referencia, el procesador 106 reconfigura el filtro 108 de muesca digital para rechazar una nueva frecuencia central como una función de la velocidad angular nueva, como se describe en lo anterior. De esta manera, el filtro 108 de muesca digital rechaza el ruido incluso si la frecuencia central del ruido cambia con la velocidad angular. Aunque no se muestra en la figura 6, el controlador 12 también puede recibir y filtrar digitalmente otras señales de retroalimentación tal como la señal 30 de velocidad de motor desde el detector 32 y puede impulsar al impulsor 100 de corriente como una función de otras señales de retroalimentación. La configuración del controlador 12 también puede variar de otras maneras. El controlador 12 puede incluir, por ejemplo, circuitos de control que refinan adicionalmente la señal 112 impulsora. La modalidad que se muestra en la figura 6 es ejemplar. Las funciones que se muestran en la figura 6 no necesitan ser realizadas por el controlador 12. En una modalidad alternativa, el procesamiento y filtrado de señal se puede llevar a cabo por un procesador en un detector. En otras palabras, un detector puede generar una señal como una función de una medición de un componente giratorio y también puede filtrar la señal como una función de la velocidad angular del componente giratorio. El detector puede incluir un procesador digital que selecciona uno o más filtros de muesca para suprimir las bandas de frecuencia ruidosa y evitar que estas bandas pasen al controlador. El detector puede utilizar velocidades angulares medidas del componente giratorio para seleccionar y ajustar los filtros de muesca. La figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra técnicas de ejemplo para identificar fuentes de ruido y seleccionar un filtro de muesca digital espacial adaptable. En general, las características físicas distribuidas espacialmente que contribuyen a señales en bandas de frecuencia se pueden manifestar a si mismas después de que se construye el sistema. Estas fuentes de señales periódicas pueden variar y es difícil de identificar con precisión. Se puede identificar una señal considerando que se originan desde características físicas distribuidas espacialmente si la frecuencia de la señal cambia linealmente con un cambio en la velocidad angular. Una técnica para identificar características físicas distribuidas espacialmente que contribuyen a señales periódicas incluye hacer girar un componente del sistema, tal como un motor, un rodillo o una flecha, a una velocidad angular (120) y observar las señales (122) de retroalimentación . Las señales de retroalimentación pueden incluir bandas de frecuencia con datos útiles, similares a la tercera señal 98 en las figuras 4 y 5, y también pueden incluir bandas de frecuencia con ruido inútil. En algunos casos, las bandas de frecuencia con datos útiles se pueden identificar fácilmente. En otros casos, las bandas de frecuencia con datos útiles se pueden distinguir de las bandas de frecuencia ruidosas al ajustar la ganancia de un controlador tal como el controlador 68 en la figura 3. Una señal con significado y una señal con ruido responden de manera diferente a los cambios en la ganancia. Típicamente, un incremento en la ganancia del controlador vuelve al controlador muy sensible a las señales que reflejan el desempeño del componente real, de manera que las señales que reflejan el desempeño del componente real pueden ser disminuidas por un incremento en la ganancia. No obstante, un incremento en la ganancia puede obtener un efecto opuesto sobre las señales de ruido, y dichas señales de ruido pueden incrementarse en magnitud conforme el controlador intenta corregir un problema que no existe. De esta manera, las frecuencias de ruido causadas por características físicas distribuidas espacialmente se pueden identificar (124) por un operador del sistema. El ruido también se puede identificar automáticamente, por ejemplo al realizar las transformadas rápidas de Fourier (FFT) sobre las señales de retroal imentación y al observar de que manera los componentes de frecuencia cambian en respuesta a cambios en la velocidad angular y la ganancia. Cuando se identifica el ruido debido a características físicas distribuidas espacialmente, se puede calcular el factor escalar n para cada banda de frecuencia que contiene ruido causado por características físicas distribuidas espacialmente. Una vez que se conoce n, se puede implementar un filtro tal como el filtro de muesca digital descrito en la ecuación (8) por especificación de n (126) . El filtro de muesca puede ser ajustado con precisión (128) al operar el sistema a velocidades angulares diferentes y al observar si se suprime y en que medida, se suprime el ruido. El filtro de muesca puede además ser ajustado con precisión cuando se conoce la amplitud y fase en la señal de retroalimentación . Desafortunadamente, los datos de amplitud y de fase están distorsionados por el procedimiento de muestreado. La invención proporciona técnicas para muestreado de la señal de retroalimentación para obtener datos de amplitud y de fase sin distorsión. Se puede muestrear una señal de retroalimentación x(n) en un intervalo de muestreado, con N muestras tomadas a una velocidad de muestreado de fs muestras por segundo. La secuencia de n muestras se puede representar en una transformada discreta de Fourier (DFT, por sus siglas en inglés) , como: »* x(*) = ?£>fT(*) e " (9) en donde 2p/? es una frecuencia fundamental, k es un número entero que representa la armónica o el componente de frecuencia y DFT (k) es el coeficiente de la secuencia en la armónica k ésima. DFT(k) para cualquier valor de k se encuentra por la ecuación: DFT(k) = ?x(n) e » (10) lo que proporciona un valor complejo que tiene una magnitud y una fase. Cuando la unidad 102 de preprocesamiento muestrea la señal de retroalimentación para procesamiento, la unidad 102 de preprocesamiento muestrea el ruido. Si la frecuencia del ruido no es un múltiplo entero de la frecuencia fundamental 2p/?, entonces el coeficiente DFT (k) para la armónica más cercana a la frecuencia del ruido no representará una amplitud verdadera y una fase del ruido. En vez de esto, los dos coeficientes DFT(k) más cercanos a la frecuencia del ruido incluirán una amplitud y fase, y estos coeficientes DFT (k) presentarán una representación distorsionada de la amplitud y fase del ruido. figura 8 muestra una técnica para establecer los parámetros de muestreado para obtener amplitud y datos de fase sin distorsión. El procesador 106 selecciona una frecuencia de muestreado fs (o en unidades de radianes, cos) como un múltiplo entero de una frecuencia fundamental. La frecuencia fundamental es una frecuencia de procedimiento conocida, fP (o en unidades de radianes, ??) . En particular, el procesador 106 identifica una frecuencia (130) fundamental. La frecuencia fundamental es una velocidad angular tal como la velocidad angular de base en la ecuación (2). La frecuencia de ruido debido a alteraciones causadas por características físicas distribuidas puede presentarse a una frecuencia en la cual gira un componente giratorio, o a una armónica superior. La armónica del ruido se puede identificar como se describe en lo anterior (132). La frecuencia de muestreo utilizada por la unidad 102 de preprocesamiento después se puede establecer por el procesador 106 como una función de la frecuencia fundamental y de la armónica de interés (134) como sigue: o, en unidades de radianes, El número de muestras en el intervalo, N, también se puede cambiar. No obstante, para una operación eficiente de un DFT, puede ser ventajoso limitar Na valores particulares. La unidad 102 de preprocesamiento puede muestrear señales de retroalimentación a la frecuencia (136) de muestreo. La selección de la frecuencia de muestreo como una función de la velocidad angular puede resultar en distorsión de amplitud y datos de fase para señales que no son múltiplos de la fundamental. Debido a que el objetivo es obtener una amplitud precisa y datos de fase para señales de ruido, no obstante, la distorsión de otras señales pueden no ser importante. La armónica k se puede seleccionar para proporcionar valores precisos de la magnitud y fase de coeficientes de la armónica k ésima y de algunas otras armónicas también. Por ejemplo, al seleccionar la frecuencia de muestreo fs para obtener la magnitud precisa y datos de fase para la novena armónica puede obtener magnitud precisa y datos de fase para la tercera armónica también. En el caso de que existan dos frecuencias de ruido de interés y la armónica de una no es una armónica de la otra, entonces se puede seleccionar una armónica que es por lo menos un múltiplo común de las dos armónicas de interés, o las técnicas que se muestran en la figura 8 se pueden repetir para cada armónica por separado. Con la frecuencia de muestreado establecida como se describe en lo anterior, la operación DFT que se muestra en la ecuación (10) proporciona un coeficiente que representa la magnitud y fase del ruido con precisión. Cuando existe una señal de ruido en una armónica única de algunas señales de ruido a algunas armónicas, la realización de una operación DFT para dichas armónicas puede ser computacionalmente más eficiente que realizar una FFT . Cuando existen varias señales de ruido a diversas armónicas, no obstante, una FFT puede ser más eficiente. En cualquier caso, los coeficientes que representan la magnitud y la fase del ruido se pueden utilizar para ajusfar con precisión el filtro de muesca digital para suprimir el ruido. Por ejemplo, se puede seleccionar la proporción de amortiguamiento ? para generar una muesca estrecha para filtrado mejorado. La invención puede representar numerosas ventajas. El filtro de muesca adaptable es adecuado para rechazar ruido debido a características físicas en el sistema, y es especialmente útil para rechazar ciertas clases de ruido debido a alteraciones espaciales que no son indicativas del desempeño de los componentes. Dado que la frecuencia central del ruido cambia con la velocidad angular, la banda de frecuencia rechazada por un filtro de muesca cambia también con la velocidad angular. La muesca continúa rechazando el ruido. Además, el ruido es rechazado sin considerar la fase del ruido. Con el filtro de muesca adaptable, el controlador puede volverse muy sensible a las señales de retroalimentación . Debido a que el ruido creado por características físicas distribuidas espacialmente es atenuado por el filtro de muesca, el controlador no responderá al ruido. En consecuencia, el controlador puede implementar una ganancia alta para responder rápidamente a señales que reflejen el desempeño real, con menos riesgo de responder a señales de ruido. La muesca adaptable también puede ser más rápida y más eficiente que muchas otras técnicas para el rechazo de ruido, tal como la realización repetida de una FFT sobre una o más señales de retroal imentación para identificar componentes de frecuencia no deseados. El filtro de muesca descrito en lo anterior es más rápido y menos intenso computacionalmente que la realización de operaciones FFT. Se han descrito diversas modalidades de la invención. No obstante, se pueden realizar diversas modificaciones sin apartarse del alcance de la invención. Por ejemplo, se han identificado en un sistema ejemplar varios componentes giratorios que tienen velocidades angulares tal como el sistema 10 que se muestra en la figura 1. Los componentes giratorios pueden incluir un rodillo 14, un rodillo 14 y flechas 20, 26 y 38. Otros componentes en un sistema también pueden rotar, y el controlador 12 se puede adaptar a la frecuencia central atenuada por un filtro de muesca como una función de la velocidad angular de otro componente giratorio.

Además, la proporción amortiguadora ?, la cual determina la anchura y atenuación de la muesca no necesita ser constante. En modalidades que incluyen filtros de muescas múltiples, ? puede diferir de un filtro a otro. Además, la ? de un filtro único se puede ajustar para proporcionar buena atenuación de ruido. Además, la función de transferencia que se muestra en la ecuación (1) es la función de transferencia para un filtro de muesca de segundo orden, pero la invención no se limita a filtros de segundo orden. También se pueden utilizar funciones de transferencia diferentes para los filtros de muesca. La invención puede estar constituida como un medio que almacena una o más instrucciones para provocar que un procesador digital implemente las técnicas descritas en lo anterior. Tal medio de almacenamiento puede incluir, por ejemplo, NVRAM, memoria instantánea o un medio de almacenamiento magnético u óptico. El medio de almacenamiento puede ser interno o externo al procesador digital. Estas y otras modalidades están dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (34)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un método, caracterizado porque comprende : recibir una señal de retroal iment ación que representa una velocidad angular de un componente giratorio; seleccionar una frecuencia de muestreo como una función de una frecuencia fundamental asociada con el com onente giratorio; muestrear la señal de retroal imentación de acuerdo con la frecuencia de muestreado seleccionada para generar una señal de re troal imentación muestreada ; establecer una frecuencia central de un filtro de muesca digital como una función de la velocidad angular del componente giratorio; aplicar el filtro de muesca digital para atenuar la banda de frecuencia de la señal de retroal imentación muestreada; y transmitir una señal de control para controlar el componente giratorio en base en la señal de retroalimentacion atenuada.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la selección de la frecuencia de muestreo comprende seleccionar una frecuencia de muestreo que sea un número entero múltiplo de la frecuencia fundamental del componente giratorio .

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además ajustar dinámicamente la frecuencia central del filtro de muesca digital como una función de un cambio de la velocidad angular.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el establecimiento de una frecuencia de muestreo comprende : seleccionar una armónica de la frecuencia fundamental; y establecer la frecuencia de muestreo para muestreo de la señal de retroalimentacion como una función de la armónica seleccionada de la frecuencia fundamental .

5. El método de conformidad con la reivindicación 1, carac erizado porque comprende además : seleccionar una armónica de la frecuencia fundamental ; calcular una magnitud y una fase de la señal de retroal imentación en la armónica seleccionada; Y 5 ajustar dinámicamente un parámetro del filtro de muesca digital como una función de la magnitud calculada y la fase de la armónica seleccionada.

6. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el ajuste 10 dinámico de un parámetro comprende ajustar dinámicamente una proporción de amortiguamiento del filtro de muesca digital como una función de la magnitud calculada y una fase de la armónica se 1 e c c i onada . 15

7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además : identificar en la señal de re t roal imentac ión por lo menos una frecuencia de una señal periódica 20 que cambia linealmente con un cambio en la velocidad angular del componente giratorio; calcular un factor escalar como una función de la velocidad angular y la frecuencia de la señal periódica; y 25 ajustar el filtro de muesca digital de 'iwii jj-kg acuerdo con el factor escalar calculado.

8. El método de conformidad con la rei indicación 7, caracterizado porque el ajuste de la frecuencia central comprende seleccionar la frecuencia central para que sea aproximadamente igual a la frecuencia de la señal periódica.

9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además cambiar la frecuencia central del filtro de muesca linealmente con un cambio en la velocidad angular del componente giratorio.

10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el establecimiento de una frecuencia central comprende: identificar en la señal de retroal imentación por lo menos una banda de frecuencia del ruido generado por una o más de las características físicas distribuidas e spac i a lment e del componente giratorio; y calcular la frecuencia central para el filtro de muesca digital como una función de la banda de ruido de la frecuencia identificada.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque comprende además calcular un factor escalar que relaciona la banda de frecuencia identificada con la velocidad angular .

12. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque comprende además atenuar la banda de frecuencia del ruido con el filtro de muesca digital.

13. Un sistema, caracterizado porque comprende : un motor operable para impulsar un componente giratorio en respuesta a una señal de control de motor ; un detector para generar una señal de re t roa 1 iment ac i ón que representa una medición del componente giratorio; una unidad de preprocesami ent o que selecciona una frecuencia de muestreo como una función de una frecuencia fundamental asociada con el componente giratorio y que muestre a la señal de retroal imentación para transmitir una señal de retroal imentación muestreada; y un procesador para recibir la señal de retroal imentación muestreada y aplicar un filtro de muesca digital para atenuar una banda de frecuencia de la señal de re t roa 1 iment ac i ón como una función de la velocidad angular para producir una señal de retroalimentacion filtrada.

14. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la unidad de preprocesamiento muestrea el sistema de retroalimentacion a una frecuencia de muestreo que es un número entero múltiple de la frecuencia fundamental del componente giratorio.

15. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la unidad de preprocesamiento muestrea al sistema de retroalimentacion a una frecuencia de muestreo que es una función de una armónica seleccionada de la frecuencia fundamental.

16. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el procesador ajusta dinámicamente una frecuencia central del filtro de muesca digital como una función de un cambio en la velocidad angular .

17. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el procesador ajusta dinámicamente el filtro de muesca digital como una función de una magnitud y una fase de la señal de retroalimentacion para una armónica de la frecuencia fundamental.

18. El sistema de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el procesador ajusta dinámicamente una proporción de amortiguamiento del filtro de muesca digital como una función de la magnitud y fase de la armónica seleccionada.

19. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el procesador: identifica en la señal de retroalimentación por lo menos una frecuencia de una señal periódica que cambia linealmente con un cambio en la velocidad angular del componente giratorio; calcular un factor escalar como una función de la velocidad angular y la frecuencia de la señal periódica; y ajusta el filtro de muesca digital de acuerdo con el factor escalar calculado para establecer la frecuencia central que comprende seleccionar la frecuencia central que va a ser aproximadamente igual a la frecuencia de la señal periódica .

20. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la medición comprende una posición o una velocidad angular del componente giratorio .

21. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque comprende además un controlador para generar la señal de control de motor como una función de la señal de retroalimentación filtrada.

22. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque comprende además un rodillo acoplado al motor.

23. El sistema de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el detector se monta en una flecha del rodillo.

24. El sistema de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el detector se monta en una flecha del motor.

25. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el detector transmite una señal de velocidad codificada por posición.

26. Un medio legible en computadora caracterizado porque comprende instrucciones para provocar que un procesador programable : reciba una señal de retroal imentación que representa una velocidad angular de un componente giratorio; seleccione una armónica de una frecuencia fundamental asociada con el componente giratorio; calcule una magnitud y una fase de la señal de retroalimentación en la armónica seleccionada; establezca dinámicamente un parámetro de un filtro de muesca digital como una función de la magnitud y fase calculadas de la armónica seleccionada; aplique el filtro de muesca digital para atenuar una banda de frecuencia de la señal de retroalimentación; y transmita una señal de control para controlar el componente giratorio en base en la señal de retroalimentación atenuada .

27. El medio legible en computadora de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque las instrucciones provocan que el procesador programable ajuste dinámicamente una proporción amortiguadora del filtro de muesca digital como una función de la magnitud calculada y la fase de la armónica seleccionada.

28. El medio legible en computadora como se describe en la reivindicación 26, caracterizado porque las instrucciones provocan que el procesador programable establezca una frecuencia central del filtro de muesca digital como una función de la velocidad angular del componente giratorio.

29. El medio legible en computadora como se describe en la reivindicación 26, caracterizado porque las instrucciones provocan que el procesador programable seleccione una frecuencia de muestreo que sea un número entero múltiple de la frecuencia fundamental del componente giratorio .

30. El medio legible en computadora de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque las instrucciones provocan que el procesador programable ajuste dinámicamente la frecuencia central del filtro de muesca digital como una función de un cambio de la velocidad angular.

31. El medio legible en computadora de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque las instrucciones provocan que el procesador programabl e : identifique en la señal de retroal imentación por lo menos una frecuencia de una señal periódica que cambia linealmente con un cambio en la velocidad angular del componente giratorio; calcular un factor escalar como una función de la velocidad angular y la frecuencia de la señal periódica; y ajuste el filtro de muesca digital de acuerdo con el factor escalar calculado.

32. El medio legible en computadora de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque las instrucciones provocan que el procesador programable seleccione la frecuencia central para que sea aproximadamente igual a la frecuencia de la señal per iódi ca .

33. El medio legible en computadora de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque las instrucciones provocan que el procesador programable cambie la frecuencia central del filtro de muesca linealmente con un cambio en la velocidad angular del componente giratorio.

34. El medio legible en computadora de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque las instrucciones provocan que el procesador programable: identifique en la señal de retroalimentacion por lo menos una banda de frecuencia de ruido generado por una o más de las características físicas distribuidas espacialmente del componente giratorio; y calcule la frecuencia central para el filtro de muesca digital como una función de la banda de ruido de la frecuencia identificada.