Bandstoppfilter

Frequenzgang

Die Bandbreite ΔΩ=f0 - fu im Sperrbereich des Bandstoppfilters ist durch die Grenzfrequenzen f0 und fu festgelegt. Sie sind definiert als die Frequenzen, bei der die Amplitude um –3dB (~0.707) abgefallen ist. Bei der Parametrierung des Bandstoppfilters wird die Bandbreite durch die Angabe der Güte (filter[i].guete) festgelegt. Der Gütefaktor ist das Verhältnis aus charakteristischer Filterfrequenz durch die Bandbreite ΔΩ:

Bei größerer Güte wird daher der Frequenzbereich f0-fu kleiner. Zwischen der charakteristischen Frequenz des Bandstoppfilters und den Grenzfrequenzen f0 und fu besteht folgender Zusammenhang (geometrisches Mittel):

Bei Bandstoppfiltern hat der Filterprototyp nur einen geringen Einfluss auf das Filterverhalten.

Amplituden-Frequenzgang von Bandstoppfiltern (4. Ordnung, Güte = 1)
Abb.: Amplituden-Frequenzgang von Bandstoppfiltern (4. Ordnung, Güte = 1)
Amplitudengang von Bandstoppfiltern
Abb.: Amplitudengang von Bandstoppfiltern

Das Bild zeigt den Amplitudengang von Bandstoppfiltern in Abhängigkeit des vorgegebenen Gütefaktors (2. Ordnung, charakteristische Frequenz fg_f0 = 20 Hz)

Verhalten

Durch das starke Abschwächen der charakteristischen Frequenz neigen Bandsperrfilter generell zum Schwingen. An Satzübergängen kann dadurch auch ein Überschwingen der Achsen auftreten.

Je größer die Filterordnung oder je kleiner die Grenzfrequenz fg_f0 ist, desto größer kann das Überschwingen ausgeprägt sein. Im Allgemeinen ist dieser Fehler jedoch deutlich kleiner als der Konturfehler, der durch das Anregen einer Resonanzfrequenz entstehen kann. Dies ist jedoch für den konkreten Anwendungsfall zu überprüfen. Ansonsten ergibt der Einsatz eines Bandstoppfilters keinen Sinn.

Schwingverhalten von Bandstoppfiltern
Abb.: Schwingverhalten von Bandstoppfiltern

Das Bild zeigt das Schwingverhalten von Bandstoppfiltern in Abhängigkeit der Ordnung und charakteristischer Frequenz.

Hinweis

notice

Durch das Überschwingen der Bandstoppfilter können die Dynamiküberwachungen in der CNC ansprechen. In diesem Fall muss entweder die Achsdynamik reduziert werden oder eine (geringfügig!) höhere Überschreitung der Sollgeschwindigkeit zugelassen werden (s. P-AXIS-00440)

Beispiel

example

Achsfilter: Bandstopp 2. Ordnung mit charakteristischer Frequenz 20 Hz und Güte 4:

filter[0].enable

1

filter[0].order

2

filter[0].prototype

BUTTERWORTH

filter[0].type

BANDSTOP

filter[0].fg_f0

20

filter[0].guete

4

filter[0].share_percent

100

Beispiel

example

Zusatzschnittstelle: Bandstopp 3. Ordnung mit charakteristischer Frequenz 17Hz und Güte 1.8

Lr_param.add_interface.enable

1

lr_param.add_interface.filter[0].enable

1

lr_param.add_interface.filter[0].order

3

lr_param.add_interface.filter[0].prototype

BUTTERWORTH

lr_param.add_interface.filter[0].type

BANDSTOP

lr_param.add_interface.filter[0].fg_f0

17

lr_param.add_interface.filter[0].guete

1.8

lr_param.add_interface.filter[0].share_percent

100