Beschreibung

Die Filteralgorithmen, die in der Steuerung implementiert sind, zeichnen sich durch hohe Trennschärfe bei niedriger Ordnung des Filters aus. Über den Achsparameterdatensatz lassen sich achsspezifisch die Eigenschaften der verwendeten Filter festlegen. Das Verhalten eines Filters wird im Wesentlichen durch die Art des Filterprototypen P-AXIS-00153, den Filtertyp P-AXIS-00204, seine Ordnung P-AXIS-00140 und charakteristische Frequenz P-AXIS-00067 bestimmt. Für bestimmte Filtertypen ist zusätzlich die Güte P-AXIS-00080 ein bestimmendes Merkmal.

Bei einem Standardfilter (Ausnahme HSC-Filter) können für jede Achse bis zu 3 Filter definiert werden, die dann hintereinandergeschaltet sind.

Filtertypen

Filter lassen sich nach ihrem charakteristischen Übertragungsverhalten und damit Einsatzzweck klassifizieren. Als Filtertypen können für die Steuerung die Filtertypen mit folgenden Eigenschaften angewendet werden:

Die nachfolgend aufgeführten Filtertypen sind Standardfilter.

• Tiefpassfilter
  Alle Frequenzen unterhalb einer bestimmten Grenzfrequenz werden durch den Filter übertragen. Ab dieser Grenzfrequenz werden höhere Frequenzen abgeschwächt oder gar nicht mehr übertragen. Die hohen Frequenzen werden herausgefiltert.
• Hochpassfilter
  Die niederen Frequenzen eines Signales werden abgeschwächt oder gar nicht übertragen. Erst ab einer Grenzfrequenz werden die Frequenzen unverändert übertragen.
• Bandstopfilter
  Aus dem zu übertragenden Frequenzspektrum wird ein Frequenzbereich herausgefiltert. Alle übrigen Frequenzen werden nahezu ungedämpft übertragen. Die charakteristische Frequenz wird Mittenfrequenz genannt.
• Bandpassfilter
  Alle Frequenzen bis auf das gewünschte Frequenzband werden durch den Filter herausgefiltert. Alle übrigen Frequenzen werden gedämpft.
• Allpassfilter
  Diese Filter haben eine konstante Verstärkung, Erzeugen aber eine frequenzabhängige Phasenverschiebung. Sie werden zur Phasenkorrektur eingesetzt und um Signale zu verzögern.
• PT1-Filter
  Bei dem PT1-Filter handelt es sich um ein Verzögerungsglied erster Ordnung, das ein ähnliches Übertragungsverhalten wie ein Tiefpassfilter mit Ordnung 1 besitzt. Frequenzen unterhalb der Grenzfrequenz
  fg = 1 / (2 * Pi * P-AXIS-00357) werden durch den Filter übertragen. Frequenzen größer als die Grenzfrequenz werden mit 20dB/Dekade abgeschwächt.
• PT2-Flter
  Bei dem PT2-Filter handelt es sich um ein Verzögerungsglied zweiter Ordnung, dessen Übertragungsfunktion zwei hintereinandergeschalten Verzögerungsgliedern erster Ordnung entspricht. Das Übertragungsverhalten ähnelt einem Tiefpassfilter mit Ordnung 2. Frequenzen bis zur Filtergrenzfrequenz fg = 1 / (2 * Pi * P-AXIS-00357) werden durch den Filter übertragen, während darüberliegende Freqenzen mit 40dB/Dekade abgeschwächt werden.

Nachfolgende Filtertypen sind nur in Verbindung mit dem Prototyp HSC zu verwenden.

• HSC-Sinc
  Bei dem HSC-Sinc-Filter handelt es sich um einen akausalen Zeitbereichsfilter mit sin(x)/x förmigen Profil. Die Wirkung im Frequenzbereich ist die eines Tiefpasses.
• HSC-Mittelwert
  Bei dem HSC-Mittelwertfilter handelt es sich um einen akausalen Zeitbereichsmittelwertfilter. Die Wirkung im Frequenzbereich ist die eines Tiefpasses.
• HSC-Gauss
  Bei dem HSC-Gaussfilter handelt es sich um einen akausalen Zeitbereichsfilter mit gaussglockenförmigem Profil. Die Wirkung im Frequenzbereich ist die eines Tiefpasses.

Filterprototypen

Es können 5 unterschiedliche Prototypen von Filtern eingestellt werden. Sie unterscheiden sich wesentlich durch ihr Verhalten beim Übertragen von Frequenzen und ihrer Reaktion auf eine sprungförmige Anregung (Sprungantwort des Filters).

Es handelt sich um

• einen Filter mit kritischer Dämpfung
• Bessel-Filter
• Butterworth-Filter
• Chebychev-Filter
• HSC