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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Die folgende Beschreibung betrifft ein System zur Umgebungskontrolle und Lebenserhaltung (Environmental Control and Life Support System - ECLSS) und insbesondere ein eingebettetes ECLSS, wofür ein kompakter Formfaktor verwendet wird.
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In bestimmten Fahrzeugen wie bspw. Raumfahrzeugen ist ein ECLSS zum Aufrechterhalten einer Umgebung zuständig, in der der Mensch überleben kann. Dafür beinhaltet ein bordinternes ECLSS im Falle eines bemannten Satelliten zum Beispiel mehrere Motoren, Aktoren, Pumpen, Ventile, Heizvorrichtungen und andere bedienbare Ausstattungen, die zusammenwirkend verschiedene Umgebungsbedingungen in dem Raum, in dem sich Menschen aufhalten, steuern. Jeder Bestandteil der Ausstattung kann unabhängig gesteuert und bedient werden.
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Da Forderungen reduzierter Ausstattungsgrößen und Anforderungen der Leistungsverringerung im Laufe der Zeit an Bedeutung gewinnen, wird es notwendig, die unabhängigen Steuerungen der ECLSS-Ausstattung über eine einzige Bedienvorrichtung zu handhaben. Kürzlich wurde eine Peripheral-Component-Interconnect(PCI)-Vorrichtung als eine solche Vorrichtung vorgeschlagen; typischerweise beinhaltet sie eine Rückplatte, eine Leistungsversorgungseinrichtung und ein Platinengehäuse. Das Platinengehäuse ist zum mechanischen Bündeln ausgestaltet und weist ein Gestell mit mehreren Aufnahmen, um Karten dort hinein zu stecken, auf. Zum Steuern jeweiliger Teile der ECLSS-Ausstattung können unterschiedliche Karten in die Aufnahmen eingesetzt werden. Die Rückplatte sendet Kommunikations- und Leistungssignale zwischen Karten hin und her, die in den Aufnahmen eingesteckt sind.
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Bei den gegenwärtig verfügbaren PCI-Vorrichtungen sind die Karten nicht im laufenden Betrieb austauschbar. Wenn festgestellt wird, dass eine Karte nicht funktionstüchtig ist, kann nicht einfach eine andere Karte in die Aufnahme gesteckt werden, in der die nicht funktionstüchtige Karte eingesteckt war, um deren Platz einzunehmen.
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KURZBESCHREIBUNG
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Gemäß einem Aspekt der Offenbarung ist eine Peripheral-Component-Interconnect(PCI)-Vorrichtung zur Verwendung in einem System zur Umgebungskontrolle und Lebenserhaltung (ECLSS) vorgesehen. Die PCI-Vorrichtung beinhaltet eine Steuerkarte, Steckplätze, von denen jeder für die Steuerkarte aufnahmefähig und mit einem Teil der ECLSS-Ausstattung gekoppelt ist, und eine Rückplatte, die dazu ausgelegt ist, der Steuerkarte in einem beliebigen der Steckplätze jeweils über Kommunikations- und Leistungssignale Datenübertragungen bzw. Leistung bereitzustellen. Wenn die Steuerkarte in einem der Steckplätze aufgenommen ist, gleicht die Steuerkarte mehrere Leistungspegel an, führt Kommutierungslogik aus und führt eines oder mehrere von aktiver Stromregelung und aktiver Strommodulation aus, was in Entsprechung mit dem einen von den Steckplätzen und dem Teil der ECLSS-Ausstattung, das damit gekoppelt ist, erfolgt.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen beinhaltet die PCI-Vorrichtung weiterhin eine Hoch- und Niederspannungsversorgungsquelle, eine Stellgliedrückkopplungseinheit und eine Aufnahmeidentifizierungseinheit.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen beinhaltet die PCI-Vorrichtung weiterhin Stelleinrichtungen, die jeweils mit einem entsprechenden Steckplatz gekoppelt sind, wobei jede der Stelleinrichtungen dazu ausgelegt ist, ein Rückkopplungssignal an die Stellgliedrückkopplungseinheit auszugeben, und jeder der Steckplätze eine Leistungsbrückeneinheit, eine Stromfühleinheit und eine Stromerfassungseinheit, umfassend eine Sollwerteinheit, beinhaltet.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerkarte die automatische Kommutierung betreffende Verzeichnisse, eine Spannungserfassungseinheit, die mit jeder von der Hoch- und Niederspannungsversorgungsquelle in Kommunikationsverbindung steht, eine Geschwindigkeitssteuerungseinheit, die mit der Stellgliedrückkopplungseinheit in Kommunikationsverbindung steht, und eine Stromfühleinheit, die mit den die automatische Kommutierung betreffenden Verzeichnissen, der Spannungserfassungseinheit und der Geschwindigkeitssteuerungseinheit gekoppelt ist und mit der Leistungsbrücke und den Stromerfassungseinheiten jedes der Steckplätze in wechselseitiger Kommunikationsverbindung steht.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerkarte eine Zuweisungstabelle und eine Startsteuerungseinheit, die eine Heizvorrichtungssteuerungseinheit, eine Aktorlosbrecheinheit und eine Ventilbetätigungseinheit umfasst, wobei die Startsteuerungseinheit mit der Zuweisungstabelle gekoppelt ist und mit der Sollwerteinheit jedes der Steckplätze in Kommunikationsverbindung steht.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerkarte eine Aufnahmeerkennungseinheit, die mit der Aufnahmeidentifizierungseinheit in Kommunikationsverbindung steht.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerkarte eine Einheit zur seriellen Datenübertragung.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerkarte die automatische Kommutierung betreffende Verzeichnisse, eine Spannungserfassungseinheit, die mit jeder von der Hoch- und Niederspannungsversorgungsquelle in Kommunikationsverbindung steht, eine Geschwindigkeitssteuerungseinheit, die mit der Stellgliedrückkopplungseinheit in Kommunikationsverbindung steht, eine Stromfühleinheit, die mit den die automatische Kommutierung betreffenden Verzeichnissen, der Spannungserfassungseinheit und der Geschwindigkeitssteuerungseinheit gekoppelt ist und mit der Leistungsbrücke und den Stromerfassungseinheiten jedes der Steckplätze in wechselseitiger Kommunikationsverbindung steht, eine Zuweisungstabelle, eine Startsteuerungseinheit, die eine Heizvorrichtungssteuerungseinheit, eine Aktorlosbrecheinheit und eine Ventilbetätigungseinheit umfasst, wobei die Startsteuerungseinheit mit der Zuweisungstabelle gekoppelt ist und mit der Sollwerteinheit jedes der Steckplätze in Kommunikationsverbindung steht, eine Aufnahmeerkennungseinheit, die mit der Aufnahmeidentifizierungseinheit in Kommunikationsverbindung steht, und eine Einheit zur seriellen Datenübertragung.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung ist eine Peripheral-Component-Interconnect(PCI)-Vorrichtung zur Verwendung in einem System zur Umgebungskontrolle und Lebenserhaltung (ECLSS) vorgesehen. Die PCI-Vorrichtung beinhaltet eine Hoch- und Niederspannungsversorgungsquelle, eine Stellgliedrückkopplungseinheit, eine Aufnahmeidentifizierungseinheit, eine Steuerkarte, Steckplätze, von denen jeder für die Steuerkarte aufnahmefähig ist, mit einem Teil der ECLSS gekoppelt ist und eine Leistungsbrückeneinheit, eine Stromfühleinheit und eine Stromerfassungseinheit, umfassend eine Sollwerteinheit, umfasst, Stelleinrichtungen, die jeweils mit einem entsprechenden Steckplatz gekoppelt sind, wobei jede der Stelleinrichtungen dazu ausgelegt ist, ein Rückkopplungssignal an die Stellgliedrückkopplungseinheit auszugeben, und eine Rückplatte, die dazu ausgelegt ist, der Steuerkarte in einem beliebigen der Steckplätze jeweils über Kommunikations- und Leistungssignale Datenübertragungen bzw. Leistung bereitzustellen. Wenn die Steuerkarte in einem der Steckplätze aufgenommen ist, gleicht die Steuerkarte mehrere Leistungspegel an, führt Kommutierungslogik aus und führt eines oder mehrere von aktiver Stromregelung und aktiver Strommodulation aus, was in Entsprechung mit dem einen von den Steckplätzen und dem Teil der ECLSS-Ausstattung, das damit gekoppelt ist, erfolgt.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerkarte die automatische Kommutierung betreffende Verzeichnisse, eine Spannungserfassungseinheit, die mit jeder von der Hoch- und Niederspannungsversorgungsquelle in Kommunikationsverbindung steht, eine Geschwindigkeitssteuerungseinheit, die mit der Stellgliedrückkopplungseinheit in Kommunikationsverbindung steht, und eine Stromfühleinheit, die mit den die automatische Kommutierung betreffenden Verzeichnissen, der Spannungserfassungseinheit und der Geschwindigkeitssteuerungseinheit gekoppelt ist und mit der Leistungsbrücke und den Stromerfassungseinheiten jedes der Steckplätze in wechselseitiger Kommunikationsverbindung steht.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerkarte eine Zuweisungstabelle und eine Startsteuerungseinheit, die eine Heizvorrichtungssteuerungseinheit, eine Aktorlosbrecheinheit und eine Ventilbetätigungseinheit beinhaltet, wobei die Startsteuerungseinheit mit der Zuweisungstabelle gekoppelt ist und mit der Sollwerteinheit jedes der Steckplätze in Kommunikationsverbindung steht.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerkarte eine Aufnahmeerkennungseinheit, die mit der Aufnahmeidentifizierungseinheit in Kommunikationsverbindung steht.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerkarte eine Einheit zur seriellen Datenübertragung.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung ist eine Steuerkarte einer Peripheral-Component-Interconnect(PCI)-Vorrichtung zur Verwendung in einem System zur Umgebungskontrolle und Lebenserhaltung (ECLSS) vorgesehen. Die Steuerkarte ist in einem Steckplatz, der mit einem Teil der ECLSS-Ausstattung gekoppelt ist, aufnehmbar, sodass die Steuerkarte für Kommunikations- und Leistungssignale aufnahmefähig ist. Wenn die Steuerkarte in dem Steckplatz aufgenommen ist, gleicht die Steuerkarte mehrere Leistungspegel an, führt Kommutierungslogik aus und führt eines oder mehrere von aktiver Stromregelung und aktiver Strommodulation aus, was in Entsprechung mit dem Steckplatz und dem Teil der ECLSS-Ausstattung, das damit gekoppelt ist, erfolgt.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen beinhaltet die PCI-Vorrichtung eine Hoch- und Niederspannungsversorgungsquelle, eine Stellgliedrückkopplungseinheit und eine Aufnahmeidentifizierungseinheit.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen ist der Steckplatz als einer von mehreren Steckplätzen vorgesehen, und die PCI-Vorrichtung beinhaltet weiterhin Stelleinrichtungen, die jeweils mit einem entsprechenden Steckplatz gekoppelt sind, wobei jede der Stelleinrichtungen dazu ausgelegt ist, ein Rückkopplungssignal an die Stellgliedrückkopplungseinheit auszugeben, und jeder der Steckplätze eine Leistungsbrückeneinheit, eine Stromfühleinheit und eine Stromerfassungseinheit, umfassend eine Sollwerteinheit, beinhaltet.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerkarte die automatische Kommutierung betreffende Verzeichnisse, eine Spannungserfassungseinheit, die mit jeder von der Hoch- und Niederspannungsversorgungsquelle in Kommunikationsverbindung steht, eine Geschwindigkeitssteuerungseinheit, die mit der Stellgliedrückkopplungseinheit in Kommunikationsverbindung steht, und eine Stromfühleinheit, die mit den die automatische Kommutierung betreffenden Verzeichnissen, der Spannungserfassungseinheit und der Geschwindigkeitssteuerungseinheit gekoppelt ist und mit der Leistungsbrücke und den Stromerfassungseinheiten jedes der Steckplätze in wechselseitiger Kommunikationsverbindung steht.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerkarte eine Zuweisungstabelle und eine Startsteuerungseinheit, die eine Heizvorrichtungssteuerungseinheit, eine Aktorlosbrecheinheit und eine Ventilbetätigungseinheit beinhaltet, wobei die Startsteuerungseinheit mit der Zuweisungstabelle gekoppelt ist und mit der Sollwerteinheit jedes der Steckplätze in Kommunikationsverbindung steht.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerkarte eine Aufnahmeerkennungseinheit, die mit der Aufnahmeidentifizierungseinheit in Kommunikationsverbindung steht.
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Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerkarte eine Einheit zur seriellen Datenübertragung.
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Diese und andere Vorteile und Merkmale erschließen sich besser aus der folgenden Beschreibung unter Hinzunahme der Zeichnungen.
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Figurenliste
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Der als die Offenbarung angesehene Gegenstand wird insbesondere in den Ansprüchen im abschließenden Teil der Patentschrift aufgezeigt und im Einzelnen beansprucht. Die vorstehenden und andere Merkmale und Vorteile der Offenbarung erschließen sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Hinzunahme der Zeichnungen, in denen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer PCI-Vorrichtung gemäß Ausführungsformen ist;
- 2 ein Blockschaltbild von Betriebskomponenten der PCI-Vorrichtung von 1 ist; und
- 3 ein Regelschema ist, das den Betrieb bestimmter Betriebskomponenten von 2 darstellt.
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Diese und andere Vorteile und Merkmale erschließen sich besser aus der folgenden Beschreibung unter Hinzunahme der Zeichnungen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Wie nachstehend beschrieben, ist eine PCI-Vorrichtung mit einer auf einem Field Programmable Gate Array (FPGA) beruhenden, konfigurierbaren und skalierbaren Stellgliedsteuerkarte für die Umlaufbahn (nachfolgend als „Steuerkarte“ bezeichnet) vorgesehen. Zur Steuerung von Motoren und Aktoren, Ventilen, Heizvorrichtungen und diversen anderen Teilen der ECLSS-Ausstattung ist die Steuerkarte in der Lage, innerhalb der PCI-Vorrichtung bei laufendem Betrieb ausgetauscht zu werden. Die Steuerkarte gleicht verschiedene Leistungspegel mit einer einheitlichen Architektur und Ausgestaltung der Karte an, die innerhalb der PCI-Vorrichtung im laufenden Betrieb ausgetauscht werden kann, um eine Fehlereingrenzung und -behebung zu ermöglichen. Die Steuerkarte ermöglicht eine Erkennung der automatischen Kommutierungslogik für verschiedene Motoren und ist innerhalb eines jeden Motors in einem damit verbundenen ECLSS kompatibel. Die Steuerkarte ermöglicht zudem eine auf FPGA beruhende aktive Stromregelung/-modulation. Die auf FPGA beruhende aktive Stromregelung/-modulation ermöglicht eine Geschwindigkeitssteuerung mit unabhängiger Stromregelung, eine Startsteuerung mit anpassbaren Startprofilen, um Anwendungen mit hohem Anlaufdrehmoment zu unterstützen und dabei auch die maximal erreichbare Leistung bei Vorliegen von Zuständen des stationären Betriebs und Fehlerzuständen zu reduzieren, Aktorlosbrech/- stillstandsfähigkeiten, die hohe Losbrechmomente ermöglichen, und dabei auch die mechanische Beanspruchung bei Vollbremsungen reduzieren, und benutzerdefinierte Lastmomentprofile ermöglichen, Ventilbetätigungsfähigkeiten, die einen hohen Ansteuerstrom ermöglichen und dabei auch Fehlerstrom bei Halten reduzieren, und Heizvorrichtungssteuerungsfähigkeiten, die eine konstante Leistungsregelung für Leistungsschnittstellen mit breiten Speisespannungsbereichen ermöglichen. Zusätzlich dazu, dass sie in der Lage ist, Stellglieder anzusteuern, kann die Steuerkarte auch Daten und Informationen von Widerstandstemperaturfühlern (RTD), Drucksensoren, verschiedenen Gassensoren und Leitfähigkeitssensoren auslesen. Die Steuerkarte kann zudem Fähigkeiten der seriellen Datenübertragung ermöglichen.
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Eine PCI-Vorrichtung 101, auf 1 und 2 Bezug nehmend, ist zur Verwendung in einem System zur Umgebungskontrolle und Lebenserhaltung (ECLSS) vorgesehen. Die PCI-Vorrichtung 101 beinhaltet eine Steuerkarte 110, Steckplätze 140, von denen jeder für die Steuerkarte 110 aufnahmefähig und mit einem Teil der ECLSS-Ausstattung gekoppelt ist, und eine Rückplatte 160. Die Rückplatte 160 ist dazu ausgelegt, der Steuerkarte 110 jeweils über Kommunikations- und Leistungssignale Datenübertragungen bzw. Leistung bereitzustellen, wobei die Steuerkarte 110 in einem beliebigen der Steckplätze 140 aufgenommen wird.
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Die Steuerkarte 110 ist, wenn die Steuerkarte 110 in einem der Steckplätze 140 aufgenommen ist, dazu ausgelegt, verschiedene Leistungspegel mit einer einheitlichen Architektur und Ausgestaltung der Karte anzugleichen, Kommutierungslogik auszuführen und eines oder mehrere von aktiver Stromregelung und aktiver Strommodulation auszuführen, was in Entsprechung mit dem einen von den Steckplätzen 140, in dem die Steuerkarte 110 aufgenommen ist, und dem Teil der ECLSS-Ausstattung, das mit dem einen der Steckplätze 140, in dem die Steuerkarte 110 aufgenommen ist, gekoppelt ist, erfolgt.
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Die PCI-Vorrichtung 101 beinhaltet weiterhin eine Hochspannungsversorgungsquelle 171 und eine Niederspannungsversorgungsquelle 172, eine Stellgliedrückkopplungseinheit 173, eine Aufnahmeidentifizierungseinheit 174 und Stelleinrichtungen 175. Die Stelleinrichtungen 175 sind jeweils mit einem entsprechenden Steckplatz 140 und somit mit einem entsprechenden Teil der ECLSS-Ausstattung gekoppelt. Jede der Stelleinrichtungen 175 ist dazu ausgelegt, ein Rückkopplungssignal an die Stellgliedrückkopplungseinheit 173 auszugeben. Jeder der Steckplätze 140 weist eine oder mehrere von einer Hoch-, Mittel- und Niederleistungsbrückeneinheit 141, einer Stromfühleinheit 142 und einer Stromerfassungseinheit 143, die eine Sollwerteinheit 144 beinhaltet, auf.
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Die Steuerkarte 110 beinhaltet die automatische Kommutierung betreffende Verzeichnisse 111, eine Spannungserfassungseinheit 112, die mit jeder von der Hochspannungsversorgungsquelle 171 und der Niederspannungsversorgungsquelle 172 in Kommunikationsverbindung steht, eine Geschwindigkeitssteuerungseinheit 113, die mit der Stellgliedrückkopplungseinheit 173 in Kommunikationsverbindung steht, und eine Stromfühleinheit 114, die mit den die automatische Kommutierung betreffenden Verzeichnissen 111, der Spannungserfassungseinheit 112 und der Geschwindigkeitssteuerungseinheit 113 gekoppelt ist. Die Stromfühleinheit 114 steht mit der Leistungsbrückeneinheit 141 und der Stromerfassungseinheit 143 jedes der Steckplätze 140 in wechselseitiger Kommunikationsverbindung.
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Die Steuerkarte 110 beinhaltet zudem eine Zuweisungstabelle 115 und eine Startsteuerungseinheit 116. Die Startsteuerungseinheit 116 beinhaltet eine Heizvorrichtungssteuerungseinheit 117, eine Aktorlosbrecheinheit 118 und eine Ventilbetätigungseinheit 119. Die Startsteuerungseinheit 116 ist mit der Zuweisungstabelle 115 gekoppelt und steht mit der Sollwerteinheit 144 jedes der Steckplätze 140 in Kommunikationsverbindung.
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Die Steuerkarte 110 beinhaltet zudem eine Aufnahmeerkennungseinheit 120, die mit der Aufnahmeidentifizierungseinheit 174 und einer Einheit 121 zur seriellen Datenübertragung in Kommunikationsverbindung steht.
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Indem die PCI-Vorrichtung 101 wie vorstehend beschrieben bereitgestellt wird, kann die Steuerkarte 110 als Austausch bei laufendem Betrieb in einen Steckplatz 140 gesteckt werden (d. h., wenn festgestellt wird, dass ein entsprechendes Teil der ECLSS-Ausstattung eine Fehlfunktion aufweist oder nicht funktionstüchtig ist; als Möglichkeit, einen Fehler einzugrenzen oder die Auswirkung eines Fehlers zu beheben). Im vorliegenden Zusammenhang ist mit Austausch bei laufendem Betrieb das Einsetzen der Steuerkarte 110 in den Steckplatz 140 ohne Ausschalten der PCI-Vorrichtung 101 als Ganzes gemeint. Der Steckplatz 140 kann mit einem jeden von Motoren und Aktoren, Ventilen, Heizvorrichtungen und verschiedenen anderen Teilen der ECLSS-Ausstattung, welche mithilfe der Steuerkarte 110 betrieben werden, gekoppelt werden, was anhand der entsprechenden Stelleinrichtung 175 erfolgt.
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Infolge des Einsetzens in den Steckplatz 140 sendet die Aufnahmeidentifizierungseinheit 174 ein Identifikationssignal an die Aufnahmeerkennungseinheit 120, um die Steuerkarte 110 darauf hinzuweisen, dass die Steuerkarte 110 in den Steckplatz 140 eingesetzt worden ist. In diesem Moment ermöglicht die Einheit 121 zur seriellen Datenübertragung Datenübertragungen mit zusätzlichen Vorrichtungen, die mit der Steuerkarte 110 gekoppelt sein können, sodass die zusätzlichen Vorrichtungen, die Steuerkarte 110 und die PCI-Vorrichtungen 101 seriell verbunden werden. Außerdem greift die Startsteuerungseinheit 116 in diesem Moment auf die Zuweisungstabelle 115 zu und bestimmt anhand von Daten aus dem Identifikationssignal, mit welcher Art von ECLSS-Ausstattung der Steckplatz 140 gekoppelt wird.
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Falls es sich bei der Art der ECLSS-Ausstattung um einen Motor oder Aktor handelt, legt die Startsteuerungseinheit 116 von sich aus oder mithilfe von Eingaben von der Aktorlosbrecheinheit 118 Betriebssollwerte für den Motor oder den Aktor fest. Die Sollwerte werden daraufhin an die Sollwerteinheit 144 ausgegeben. Dies versetzt die Startsteuerungseinheit 116 in die Lage, ein anpassbares oder agiles Startprofil auf der Grundlage aktiver Rückkopplungsschleifensignale zu erstellen, um eine Anwendung mit hohem Anlaufdrehmoment für den Motor zu unterstützen und dabei auch die maximal aufgebrachte Leistung bei Vorliegen von Zuständen des stationären Betriebs und Fehlerzuständen zu reduzieren sowie die Berechnung eines hohen Losbrechmoments für den Aktor zu ermöglichen und dabei auch die mechanische Beanspruchung bei einer Vollbremsung für den Aktor zu reduzieren und die Erstellung eines benutzerdefinierten Lastmomentprofils für den Aktor zu ermöglichen.
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Falls es sich bei der Art der ECLSS-Ausstattung um ein Ventil handelt, legt die Startsteuerungseinheit 116 selbst oder mithilfe von Eingaben von der Ventilbetätigungseinheit 119 Betriebssollwerte für das Ventil fest. Die Sollwerte werden daraufhin an die Sollwerteinheit 144 ausgegeben. Dies versetzt die Startsteuerungseinheit 116 in die Lage, den optimalen Ansteuerstrom für das Ventil zu bestimmen und anzuwenden und reduziert dabei auch Fehlerstrom bei Haltevorfällen.
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Falls es sich bei der Art der ECLSS-Ausstattung um eine Heizvorrichtung handelt, legt die Startsteuerungseinheit 116 von sich aus oder mithilfe von Eingaben von der Heizvorrichtungssteuerungseinheit 117 Betriebssollwerte für die Heizvorrichtung fest. Die Sollwerte werden daraufhin an die Sollwerteinheit 144 ausgegeben. Dies versetzt die Startsteuerungseinheit 116 in die Lage, eine konstante Leistungsregelung für Leistungsschnittstellen der Heizvorrichtung mit breiten Speisespannungsbereichen bereitzustellen.
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Während darauffolgender Betriebsschritte empfangen die Spannungserkennungseinheit 112 Hoch- und Niederspannungseinspeisungen von den Hoch- und Niederspannungsversorgungsquellen 171 und 172, die Geschwindigkeitssteuerungseinheit 113 ein Stellgliedrückkopplungssignal von der Stellgliedrückkopplungseinheit 173 und die Stromfühleinheit 114 ein erfasstes Stromrückkopplungssignal von der Stromerfassungseinheit 143 jedes der Steckplätze 140. Die Stromfühleinheit 114 gibt daher ein Strom-/Drehmomentregelsignal an die Leistungsbrückeneinheit 141 jedes der Steckplätze 140 gemäß Übersetzungen der Hoch- und Niederspannungseinspeisungen, dem Stellgliedrückkopplungssignal und dem erfassten Stromrückkopplungssignal, wie anhand der die automatische Kommutierung betreffenden Verzeichnisse 111 definiert, aus. Das ausgegebene Strom-/Drehmomentregelsignal stimmt mit einer Ausgabe der automatischen Kommutierungslogik überein. Daraufhin weist die Leistungsbrückeneinheit 141 die entsprechende Stelleinrichtung 175 zum Betrieb an (d. h., die die automatische Kommutierung betreffenden Verzeichnisse 111 fördern die Bestimmung einer konkreten Zündfolge von Motorphasen auf der Grundlage von Sensorrückkopplungen) und sendet ein Stromsignal an die Stromerfassungseinheit 143 mithilfe der Stromfühleinheit 142.
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An dieser Stelle wird unter Bezugnahme auf 3 ein Verfahren zum Generieren des Strom-/Drehmomentregelsignals, das an die Stelleinrichtung 175 jedes Steckplatzes 140 ausgegeben wird, beschrieben. Wie in 3 gezeigt, werden ein Bezugsspannungssignal und ein FPGA-Tastgradregelsignal empfangen und bei einem Schaltelement 301 kombiniert. Eine resultierende Ausgabe des Schaltelements 301 wird mit einem variablen Hochgeschwindigkeits-Tastgradregelsignal kombiniert und einem Filterelement 302 und anschließend einem Sollwertelement 303 bereitgestellt, das Sollwerte festlegt, die an die Sollwerteinheiten 144 ausgegeben werden sollen. Eine Ausgabe des Sollwertelements 303 wird mit einem Signal bezüglich der diskreten Strompegelregelung oder einem Signal bezüglich der kontinuierlichen Strompegelregelung kombiniert und einer Vergleichseinrichtung 304 als eine von zwei Eingaben bereitgestellt, wobei es sich bei der anderen Eingabe um ein von der Stelleinrichtung 175 abgeleitetes Stromfühlsignal handelt.
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Eine Ausgabe der Vergleichseinrichtung 304 wird einer FPGA-Schaltsteuereinheit 305 und dann einer Brückenschaltung 306 der Leistungsbrückeneinheiten 141 zusammen mit einer Leistungseinspeisung 307 bereitgestellt. Eine Ausgabe der Brückenschaltung 306 wird der Stelleinrichtung 175 als das Strom-/Drehmomentregelsignal bereitgestellt.
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Technische Effekte und Nutzen der in dieser Schrift beschriebenen Merkmale bestehen in der Bereitstellung eines zentralisierten Systems zum Betreiben von ECLSS-Ausstattungen, das für eine Besatzung zugreifbar ist und das Möglichkeiten für Ersatzfunktionen eröffnet, um Fehler einzugrenzen oder zu beheben.
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Im Detail ist die Offenbarung zwar in Verbindung nur mit einer begrenzten Anzahl an Ausführungsformen bereitgestellt, doch sollte ohne Weiteres erkannt werden, dass die Offenbarung nicht auf solche offenbarte Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr kann die Offenbarung derart abgewandelt werden, dass sie eine beliebige Anzahl an Variationen, Änderungen und Substitutionen oder äquivalente Anordnungen einschließt, die vorstehend nicht beschrieben wurden, aber dem Wesen und Umfang der Offenbarung entsprechen. Des Weiteren sind zwar verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung beschrieben worden, doch versteht es sich, dass das bzw. die Ausführungsbeispiel(e) nur manche der beschriebenen beispielhaften Aspekte beinhalten kann bzw. können. Dementsprechend ist die Offenbarung nicht als durch die vorstehende Beschreibung begrenzt anzusehen, sondern wird ausschließlich durch den Umfang der beigefügten Ansprüche begrenzt.
