DE1523460C3

DE1523460C3 - Regelungsverfahren und Regeleinrichtung, um den Wert eines Betriebskennwertes einer Anlage extremal zu machen

Info

Publication number: DE1523460C3
Application number: DE1523460A
Authority: DE
Inventors: Roland Dr. Troinex Rouxel; Claude Grand-Lancy Sourisse
Original assignee: Battelle Development Corp
Current assignee: Battelle Development Corp
Priority date: 1965-08-17
Filing date: 1966-08-16
Publication date: 1974-05-02
Also published as: GB1155571A; BE685127A; ES317061A1; US3510635A; DE1523460A1; FR1504556A; DE1523460B2; NL6611490A; CH449747A; ES330326A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimal-Wertregelung, bei welchem wenigstens eine Stellgröße einer Anlage in Abhängigkeit von einem Führungssignal nach einem Suchzyklus zur Bestimmung des Optimalwertes der Stellgröße gesteuert wird, der einem Extremwert einer Betriebskenngröße der Anlage entspricht, wobei der Wert des Führungssignals eine lineare Funktion wenigstens einer der drei Grö- ßen, nämlich des Istwertes der Kenngröße, seines "*"" ersten Differentialquotienten und seines zweiten Differentialquotienten nach der Zeit darstellt.

Die bekannten Optimierungsmethoden bestehen im allgemeinen in einer Variierung einer oder mehrerer Stellgrößen, dergestalt, daß ein Betriebskennwert eines Prozesses, der entweder direkt gemessen oder, von anderen gemessenen Parametern ausgehend, berechnet werden kann, maximal oder minimal gemacht wird.

Um zu ermöglichen, daß eine solche Prozeßoptimierung ausgeführt werden kann, ist es also erforderlich, einen Betriebskennwert sowie die Stellgröße so zu wählen, daß dieser Kennwert durch ein Extremum geht, wenn man die Stellgröße verändert.

Die Betriebseigenschaften einer Anlage werden durch Kurven, sogenannte statische Charakteristiken, dargestellt, deren Abszissen eine Stellgröße und deren Ordinaten den Betriebskennwert darstellen. Jede dieser Charakteristiken oder Kennlinien stellt somit den Betrieb der Anlage als Funktion einer regelbaren Größe dar, wenn man alle anderen Parameter des Prozesses konstant hält, die den Betriebskennwert beeinflussen können. Die Optimierung hat zum Ziel, einen Betriebskennwert durch Einwirkung auf die Stellgröße auf seinem Extremalwcrt zu halten, ungeachtet der Veränderungen der anderen Parameter, deren Wirkung dahin geht, die statische Kennlinie der betreffenden Anlage zu verschieben.

Unter den verschiedenen Mitteln zur Erreichung .dieses Zieles besitzen die sogenannten Optimierungsmethoden »ohne mathematisches Modell«, an die die Erfindung anknüpft, den Vorteil, daß die Kenntnis der statischen Kennlinien des betreffenden Prozeses nicht erforderlich ist. Diese Verfahren bestehen darin, der Stellgröße nach einem gegebenen Gesetz, dessen Eigenschaft von dem gewählten Optimicrungsverfahren abhängt, aufeinanderfolgende Störungen aufzudrücken und die Wirkung jeder Störung auf den ßetriebskennwert zu bestimmen, und zwar um die folgende Störung in der Weise zu steuern, daß der Betriebskennv/ert sich in Richtung seines Optimalwertes entwickelt und auf diesem Wert gehalten wird. Willkürliche Änderungen der anderen obenerwähnten Eingangsparameter, sogenannter ungeregelter Variabler, des Prozesses bewirken, daß der Prozeß seine Charakteristik ändert, was die Auslösung eines Suchzyklus zur Auffindung des dieser neuen Charakteristik entsprechenden Optimismus erforderlich macht. Um die Suche nach dem Optimum ausführen zu können, verfügt man über drei Hauptklassen von Optimierungsverfahren, nämlich:

1. Die sogenannten »statischen« Optimierungsverfahren, bei denen man die Stellgröße über aufeinanderfolgende Stufen verändert und Zeitintervalle vorsieht, die zwei aufeinanderfolgende Stufen trennen und die lang genug sind, um dem System zu ermöglichen, einen neuen stabilen Betriebszustand zu erreichen. Man wertet nach jeder Stufe die Richtung und die Amplitude der entsprechenden Veränderung des zu optimierenden Betriebskennwertes aus und leitet die Richtung daraus und gegebenenfalls die Amplitude der folgenden, der Stellgröße aufzudrückenden Änderung ab. Ist einmal das Extremum des Kennwertes erreicht, wird das System in diesem Zustand gehalten, bis die. statische Kennlinie in-

~ folge neuer Veränderungen der anderen Parameter des Systems geändert wird. Diestf statischen Verfahren benötigen alle eine= verhältnismäßig lange Zeit, um den optimalen Betriebsbereich zu erreichen. Darüber hinaus kann die ■Deutung der Wirkung auf den Betriebskennwert auf Grund der der Stellgröße aufgedrückten Störung durch das Auftreten unbekannter Störungen verfälscht werden und zu einer Instabilität des Regelvorgangs führen.

2. Die sogenannten Verfahren »durch kontinuierliche periodische Störung«, bei denen die Stellgröße durch ein Signal gesteuert wird, das aus der. Summe zweier Signale besteht, nämlich eines periodischen Störsignals mit schwacher Amplitude einerseits und eines auf das Optimum gerichteten »Gleitsignals« andererseits. Dieses letztere Signal erhält man durch Bestimmung des Zeitintegrals des Produktes aus dem Betriebskennwert und dem periodischen Störsignal. Diese Verfahren eignen sich besonders zum Aufsuchen eines Optimums bei Anwesenheit von der Messung des Betriebskennwertes überlagerten Rauschsignalen. Sie führen jedoch zu einer langen Optimum-Suchzeit, was die Wirksamkeit dieser Verfahren bei Anwesenheit von erheblichen Störeinflüssen beschränkt.

3. Die sogenannten »dynamischen« Verfahren, bei denen man der Stellgröße eine kontinuierliche fortschreitende und verhältnismäßig schnelle Veränderung aufdrückt und bei denen Umschaltungen der Änderungsrichtung dieser Stellgröße nach einem vorbestimmten Gesetz als Funktion der entsprechenden Veränderungen des Betriebskennwertes oder seiner Differentialquotienten (Ableitungen) nach der Zeit erfolgen. Obwohl diese Verfahren eine rasche Bestimmung des Optimums gestatten, nimmt ihre Wirksamkeit in Anwesenheit von Rauschsignalen, die dem Betriebskennwert überlagert sind, sehr schnell ab.

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Aufgabe der Erfindung ist es, einerseits in ein und in denen sich explosible Gemische ansammeln, zu demselben Regelungsverfahren die Vorteile der verhindern. Um die Betriebssicherheit dieser öfen zu Schnelligkeit des. dynamischen Verfahrens und — gewährleisten, ist man bis heute gezwungen gewesen, bei Vorhandensein von Rauschen — der Wirksam- die Luftzufuhr erheblich über die stöchiometrische keit des sogenannten Verfahrens durch kontinuierli- 5 Menge hinaus zu erhöhen, d. h. den Ofen in Bereiche periodische Störung zu kombinieren und ande- chen arbeiten zu lassen, die von den optimalen Bererseits die Optimierung von Prozessen zu ermögli- reichen sehr entfernt sind.

chen, die Einschränkungen unterworfen sind, d. h. Dank der schnellen Annäherungsphase an das

bei denen bestimmte Betriebsbereiche, gegebenenfalls Optimum mit einer nachfolgenden langsamen An-

einschließlich des Optimum selber, auszuschließen io näherungsphase, so wie sie in dem erfindungsgemä-

sind. ßen Verfahren vorgesehen sind, ist es möglich ge-

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs angegebe- worden, zum Optimum auf gleichzeitig schnelle und

nen Regelungsverfahren dadurch gelöst, daß das genaue Weise zu gelangen.

Führungssignal laufend mit mehreren Bezugssignalen Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind verglichen wird, daß der Suchzyklus ausgelöst wird 15 in den Zeichnungen dargestellt und werden im foleinerseits in vorbestimmten Zeitintervallen und an- genden näher erläutert. Es zeigt
dererseits, sobald die Amplitude dieses Signals ent- F i g. 1 ein Funktionsschema einer ersten Vorrichweder einen vorbestimmten ersten, positiven Grenz- tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verwert oder einen vorbestimmten zweiten, negativen fahrens,

Grenzwert erreicht, daß der Suchzyklus aus zwei 20 F ig. 2 eine Ausführungsform des in F i g. 1 daraufeinanderfolgenden Phasen besteht, wobei die gestellten Meß- und Rechenkreises CMC,
Stellgröße in einer ersten dynamischen Suchphase F i g. 3 eine Ausführungsform des Auslösekreises nach einem vorbestimmten Schaltgesetz fortschrei- CD, so wie er in F i g. 1 dargestellt ist,
tend geändert wird und in einer zweiten Suchphase Fig. 4 eine A-usführungsform der in Fig. 1 dargedurch kontinuierliche periodische Störung als Funk- 25 stellten logischen Schaltung CL, .
tion eines ersten periodischen Signals und eines wei- F ig. 5, 6 und 7 jeweils eine Ausführungsform des· teren Signals gesteuert wird, das dem Zeitintegral-ides in F i g. 1 dargestellten periodischen Störkreise.s"CP, Produktes aus dem Führungssignal und ein«ii zwei- des Auswahlkreises CS und des Steuerkreise's-CC,
ten periodischen Signal mit derselben Frequenz wie F i g. 8 als Beispiel den zeitlicher?· Verlauf des das erste proportional ist, und schließlich dadurch, 30 Führungssignals s_y während der Suche nach einem daß die zweite Suchphase jeweils eingeschaltet wird, Minimum,

wenn die Amplitude des Führungssignals bei An- F i g. 9 ein Funktionsschema einer zweiten Vornäherung der Kenngröße an-ihren Extremwert einen richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen dritten Grenzwert unterschreitet, wobei diese zweite Verfahrens,

Phase bzw. der Suchzyklus jeweils unterbrochen 35 Fig. 10 eine Ausführungsform des kombinierten

wird, wenn die aperiodische Komponente dieses Auswahl-, Stör- und Steuerkreises CSPC nach Fig. 9,

Führungssignals einen vierten Grenzwert erreicht. Fig. 11 eine Ausführungsform der logischen

Die Erfindung bezieht sich gleichfalls auf eine Schaltungen CL₁ und CL₂ nach F i g. 9,
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemä- Fig. 12 ein erläuterndes Schaubild, das sich auf ßen Verfahrens. Diese Vorrichtung zeichnet sich 40 die periodischen Störsignale bezieht,
dadurch aus, daß sie eine Meß- und Rechenvorrich- Fig. 1 zeigt ein Funktionsschema einer Vorrichtung aufweist, die kontinuierlich das Führuhgssignal tung zur Optimierung des Betriebes einer Anlage/1, ermittelt; einen Auslösekreis mit fünf bistabilen Kipp- d. h. zur Erreichung des Extremalwertes eines Begliedern, von denen jedes das Führungssignal sowie triebskennwertes Y dieser Anlage, durch Einwirkung das eine der Bezugssignale empfängt; einen Logik- 45 eines Regelgliedes (Stellglieds) auf eine Eingangskreis oder eine logische Schaltung, in die die jewei- variable X dieser Anlage. Die Vorrichtung weist die ligen Auslösesignale übertragen werden, welche je- folgenden Elemente auf:
weils durch ein Kippglied erzeugt werden, sobald das _{a) einen Meß}_ _{und Ree}henkre1s CMC,
Führungssignal den Wert des ihm zugeordneten Be- _{b) ejnen} Auslösekreis CD,
zugssignals erreicht, wobei die logische Schaltung zur 50 _c\ _emen Loeikkreis CL
Steuerung eines Auswahlkreises dient, der einen _{d) einen peri}odischen Störkreis CP,
Kreis zur Steuerung der Stellgröße nach einem vor- _{e) einen} Auswahlkreis CS und
bestimmten Wählgesetz einerseits mit wenigstens f) einen Steuerkreis CC für das Regelglied i?.
einer vorbestimmten konstanten Spannungsquelle

und andererseits mit einem peripdischen Störkreis 55 Die Vorrichtung CMC dient dazu, mehrere Ausverbindet, welcher ein periodisches Störsignal erzeugt gangsvariable der Anlage A zu messen, von diesen und das Produkt aus diesem Signal und dem Füh- ausgehend den Wert des Betriebskennwertes Y und rungssignal bestimmt. dessen erste und zweite Abteilung zu berechnen so-

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet zum wie ein Führungssignal s_y zu erzeugen, welches eine ersten Mal den Vorteil einer sehr raschen Annähe- 60 lineare Funktion dieser berechneten Werte ist. Das rung an den Punkt einer optimalen Regelung und ge- Signal s_y wird kontinuierlich in die Kreise CD und stattet dennoch dessen präzise Wiederauffindung. CP eingegeben. Der Auslösekreis CD, der zur Steue-Bekanntlich spielt letzte Bedingung eine wichtige rung der verschiedenen Suchschritte zur Auffindung Rolle bei zahlreichen Prozessen, vor allem bei sol- des Optimums dient, empfängt zur selben Zeit wie chen Prozessen, bei denen Explosionsgefahr besteht. 65 das Signal s_y fünf Bezugssignale d_r δ₂, ö_s, So ist es z. B. bei Industrieöfen unbedingt erforder- (5₄ ( = — <5_;!) und Λ,, deren konstante Werte Auslöselich, daß man Betriebsbereiche vermeidet, in denen schwellen der verschiedenen Suchzyklusphasen entes an Luft mangelt, um die Bildung von Hohlräumen, sprechen, und überträgt fünf Signales_bi, s,,.,, s_bv s_hi

und s_b ₅ in den Logikkreis CL. Dieser empfängt zur selben Zeit Betriebssignale/_m und s_t sowie ein Unterbrechungssignal s_a,. die einerseits von einer Hand-Steuereinrichtung (Signale s_m und s_a) und andererseits von einer Uhr (Signal s_t) kommen. Der Logikkreis erzeugt drei Signale s_h S₁ und s_k, die in den Auswahlkreis CS übertragen werden.

Der periodische Störkreis CP empfängt die Signale^ und s_c und überträgt zwei Signale s_pl und s_p ₂ in den Auswahlkreis CS. Dieser überträgt zwei Signale s_e und S₁ in den- Steuerkreis CC, der das Steuersignal s_r für das Regelglied R erzeugt.

Fig. 2 stellt eine Ausführungsform des Meß- und Rechenkreises CMC nach F i g. 1 dar. Dieser Kreis weist im vorliegenden Falle drei Meßvorrichtungen AM₁, AM₂ und AM₃ auf, welche Signale s_ml, s_m2 und s_ms erzeugen, die den jeweiligen Werten der Ausgangsvariablen entsprechen, von denen der Betriebskennwert Y, den man optimieren will, abhängt. Ein Analogrechner CA ermittelt aus den Signalen s_mv s_m% und s_m3 den Istwert des Kennwertes Yund erzeugt "ein diesem Wert entsprechendes Signal s_y. Die Differenziervorrichtungen D' und D" ermitteln die erste bzw. zweite Abteilung des Kennwertes Y nach der Zeit und erzeugen die Signale s_Y, und Sy„. Die drei Signale s_Y, s_Y,, und s_Y„ werden in ein Summationsglied S₁ übertragen, welches ein Führungssignal s_y bestimmt, das eine algebraisch-lineare Kombination dieser drei Signale darstellt (i_y = <x-s_Y + β Sy, +γ-Sy₁₁).

F i g. 3 stellt den Auslösekreis CD dar, der fünf bistabile Kippglieder BB₁, BB₂, BB₃, BB_i und BB₅ aufweist, die jeweils einerseits das Führungssignal s_y und andererseits eines der Bezugssignale <5, bis (U₅ empfangen. Jedes der Kippglieder BB₁ bis BB₅ ändert jedesmal, wenn das Signal s_y durchläuft, seinen Zustand in der einen oder der anderen Richtung, und zwar um den Wert des ihm zugeordneten Bezugssignals δ. Diese fünf Kippglieder erzeugen jeweils Binärsignale J₀₁, s_b2, s_b3, s_bi und J₆₅, die in den Logikkreis CL übertragen werden. Die Kippglieder sind in der Weise angeordnet, daß ihr Ausgangssignal den Wert Null hat, wenn die Amplitude ihres Eingangssignals unter der ihres entsprechenden Bezugssignals liegt. Wie aus dieser Figur ersichtlich, durchläuft das Signal s_y Filter F₂ und F₅, ehe es in die Kippglieder BB, bzw. BB₅ gelangt.

Der in F i g. 5 dargestellte Störkreis CP weist einen Multiplikator M und einen Generator GP auf, der ein kontinuierliches periodisches Störsignal s_p _t erzeugt. Der Multiplikator M empfängt die Signale s„ _t und s_v und erzeugt ein dem Produkt dieser beiden Signale proportionales Signal s_py. Der Kreis CP weist außerdem einen Vergleicher C auf,, der ein der Differenz zwischen dem Signal s_py und einem Bezugssignal s_c entsprechendes Signal s_p ₂ erzeugt. Die Übertragung der Signale s_p _x und s_p ., in den Steuerkreis CC (Fig. 7) wird durch den Äuswahlkreis CS (F i g. 6) gesteuert.

Der in F i g. 4 dargestellte Logikkreis CL weist fünf primäre Hilfsrelais B₁, B₂, B₃, B₄ und B₅ auf, die erregt werden, wenn sie Signale s_bl bis s_b5 des Wertes 1 erhalten, um die ihnen zugeordneten Kontakte O₁ bis b_s zu schließen und umgekehrt. Der Kreis CL weist ferner drei Zwischenrelais U, V, W und drei primäre Relais /, /, K auf. Diese Relais, U, V, W und /, /, K, steuern jeweils Kontakte u, v, w bzw. i, j, k. Die jeweilige Erregung der Relais /, / und K erzeugt Signale s_h S/ und s_k, die in den Auswahlkreis CS übertragen werden.

Der in Fig. 6 dargestellte Auswahlkreis weist drei sekundäre Relais /', /', K! auf, die, sobald sie die Signale s_h S₁ oder s_k des Wertes 1 empfangen, zur selben Zeit wie die Relais /, /, K des Logikkreises CL erregt werden und die jeweils die Stellung der Wählschalter Cs₁ und cs₂, cs₃ und Ci₄ sowie Ci₅ steuern. Diese Schalter verbinden den Steuerkreis CC einerseits entweder mit der positiven Spannungsquelle V₀ oder mit der negativen Spannungsquelle V_n und andererseits mit dem Störkreis CP.

Der in F i g. 7 dargestellte Steuerkreis CC weist einen Integrator AI auf, der je nach der Stellung der Schalter cs₂, Ci₄ und cs_s mit dem Vergleicher C oder mit der positiven Stromquelle V_n oder mit der negativen Spannungsquelle V_n verbunden sein kann. Das Signal s_h das im Integrator AI über die Zeit integriert wird, ist somit entweder das Signal s_{p 2} oder eine der

»ο Spannungen V₁, und V_n. Der Steuerkreis CC weist ferner ein Summationsglied S₂ auf, welches die Signale s_p ₁ und das Integral des Signals s, addiert und ein Signal s_r erzeugt, das das Regelglied R steuert.

F i g. 8 stellt andeutungsweise den zeitlichen Veras lauf des Führungssignals s_y bei einem Minimum-Suchschrittzyklus dar. Es wird hier angenommen,

- daß der Zyklus beginnt, wenn'i„ = O₄.

""""■" Die oben beschriebene und in den Fig. 1 bis .7 dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt: ,Während des Betriebes der Anlage A erzeugt der-;Rreis CMC kontinuierlich das Führungssignal s_y. Der Suchschrittzyklus zur Auffindung des Optimalwertes der Stellgröße X wird einerseits entweder durch das Hand-Signal s_m, das den Kontakt M schließt, oder das den Kontakt T schließende Uhrsignal s, und andererseits jedesmal, wenn der Wert des Signals s_y die positive Schwelle δ_Ά oder die negative Schwelle ö_i erreicht, ausgelöst und erregt dadurch das Relais B₃ oder B₄, um den entsprechenden Kontakt b₃ oder

b₄ zu schließen. Die Bezugssignale δ₃ und <5₄, die dem ersten Grenzwert des die Einschaltung eines Suchschrittzyklus bewirkenden Führungssignals s_y entsprechen, haben im wesentlichen denselben Wert, besitzen jedoch entgegengesetzte Vorzeichen. Ihr Wert wird so gewählt, daß er die maximale Amplitude der unkontrollierten »Rausch«-Signale des Führungssignals übersteigt. Da die Kontakte ü und A des Kreises CL (F i g. 4) sich in Ruhestellung befinden, wird das primäre Relais / durch das Schließen des Kontaktes b₃ und b_a erregt, wobei das Halten dieses Relais durch den Kontakt I₁ gewährleistet ist. Die Erregung des Relais / und das Schließen des Kontaktes i₂, das daraus resultiert, führen zur Erregung des Relais /. Der Kontakt w des Auswahlkreises X (F i g. 6) wird zur gleichen Zeit erregt wie die Relais / unil / und betätigen die Schalter cs._z und- cs₃ derart, daß der Eingang des Integrators AI mit der positiven Spannungsquelle V₁, verbunden wird, wobei das Relais K' nicht erregt wird. Auf diese Weise nimmt das Ausgangssignal des Integrators in einer vorbestimmten Richtung in konstanter Weise zu, und das Summationsglied S₂ überträgt ein Signal s_n welches diesem Signal entspricht im Hinblick auf die Tatsache, daß der Kreis CP durch das Schließen der Kontakte Ci₃

und Ci₄ unterbrochen wird und dadurch die Störsignale s_pl und Sp₂ nicht in das Summationsglied S₂ überträgt. Die so erhaltene fortschreitende Veränderung der Stellgröße mittels des Stellgliedes/? resul-

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tiert in einer fortschreitenden Veränderung des Suchphase (III bis X, F i g. 8) durch kontinuierliche Kennwertes Y und somit des Signals s_y (vgl. F i g. 8, periodische Störung führt zu dem Ergebnis, daß die Stufe I-II), bis der Wert dieses Signals den Wert des Größe X sich zu einem Optimalwert hin entwickelt, Bezugssignals O₁ erreicht, wodurch das Kippglied BB₁ der dem Extremalwert der Kenngröße Y entspricht, betätigt und ein Signal s_b j des Wertes 1 erzeugt wird, 5 Infolgedessen verringert sich die Amplitude des Fühwelches das Relais B₁ erregt und den Kontakt O₁ rungssignals s_y, und sobald die aperiodische Komposchließt. Auf diese Weise wird das Relais K bei ge- nente dieses Signals (die durch das Filter F₃ erhalten schlossenen Kontakten w, L, und / durch das Schlie- wird) den schwachen Wert des Signals <5₅ erreicht, ßen des Kontaktes b_x erregt und bleibt dank dem sendet das Kippglied BB₅ ein Signal s_b5 aus, welches Kontakt k_t in Haltestellung. Die Relais /', /' und K' io das Hilfsrelais B₅ erregt und infolgedessen den Konsind jetzt alle erregt, was die Schalter es.,, cs₄ und takt b_s schließt, um das Relais U über die geschlos- cs₅ in eine Stellung bringt, in welcher der Eingang senen Kontakte v₂, / und i₂ zu erregen. Nach Erredes Integrators mit der negativen konstanten Span- gung des Relais U erfolgt die öffnung des Kontaknungsquelle V_n verbunden ist. Auf diese Weise führt tes ü, wodurch das Relais I stromlos und infolgedesder Durchgang des Signals s_y durch die Schwelle O₁ 15 sen der Kontakt i₂ geöffnet wird, um die anderen Re- und dadurch die Erregung des dritten primären Re- lais /, K, U, V und W stromlos zu machen. Auf lais K zu einer Richtungsumkehr der fortschreitenden diese Weise gelangen die Schalter CJ₁ bis cs_i in ihre Veränderung der GrößeX (vgl. Stufe II-III, Fig. 8). in Fig. 6 dargestellte Ruhestellung, wodurch die Folglich nimmt das Signal s_y nach einer durch die Variation der Größe X unterbrochen und der Such-Hemmung des Prozesses bedingten Verzugszeit ab ao zyklus beendet wird. Der Wert des konstanten Si- und überschreitet dann die Schwelle <5₃. Dies läßt das gnals s_c bestimmt die Abweichung zwischen der effek-Signal s_b3 von 1 nach 0 übergehen und macht das tiven Ruhestellung der Stellgröße und der dem ExRelais B₃ stromlos. Da das Relais K erregt ist, wird tremalpunkt entsprechenden Stellung. Dieser Abdas Relais V über die Kontakte /₂, S₃ und k₂ erregt weichung ist in den Fällen vorgesehen, in denen die und bleibt dank dem Kontakt V₁ in Haltestellung. 25 Einschränkungen des in Frage stehenden Prozesses Das Signal s_y nimmt weiter ab, durchläuft den Wert eine statische Arbeitsweise am Extremalpunkt yer-NuIl und erreicht den Wert des Bezugssjgnals-^, bieten. Die Vorrichtung wird auf diese Weise -m die dessen Vorzeichen dem des Signals S₁ entgegengesetzt Beharrungsphase gebracht, in welcher-d-ίέ Sfellgröße und dessen Amplitude wesentlich geringer ist als die X konstant gehalten wird, bis von-neuem ein Suchdes letzteren Signals. Sobald das Signal s_y den Wert 30 zyklus ausgelöst wird.

des Signals <5₂ erreicht, empfängt das Relais B₂ ein Es kann schließlich vorkommen, daß eine erheb-

Signal 1, wird erregt und schließt den Kontakt b.,, liehe Störung während der dynamischen Suchohase

was das Relais W über die geschlossenen Kontakte eintritt und die statische Kennlinie derart verschiebt,

V₃ und /₂ erregt. Das Relais W bleibt dank dem Kon- daß das Signal s_y, nachdem es die Schwelle <5, er-

takt w in Haltestellung. Das Relais K bleibt durch 35 reicht hat, zwar abnimmt, aber nicht die Schwelle δ₂

die Kontakte /,, b₂, Ic₁ und / erregt und das Relais / mit entgegengesetztem Vorzeichen erreicht. In die-

durch die Kontakte /, und b₂. Die fortschreitende sem Fall kann die zweite Suchphase (durch konti-

Veränderung der Stellgröße X nimmt auf diesem Wege nuierliche periodische Störung) nicht eingeschaltet

ihren Fortgang, so daß das Signal s_y eine extremale werden, und die Stellgröße X entwickelt sich weiter

Amplitude erreicht und erneut abnimmt, bis sein 40 in derselben Richtung. Daraus ergibt sich ein Anstieg

Wert ein zweites Mal durch den Wert des Bezugssi- von s_y, der schließlich einen vorbestimmten Wert

gnals δ₂ läuft (bei Punkt III in F i g. 8). Daraus folgt, mit demselben Vorzeichen wie O₁ erreicht, im vor-

daß das Signal ^₂ 0 wird, das Relais B₁ stromlos liegenden Fall die Schwelle δ₃. Dadurch wird eine

wird, der Kontakt b₂ sich öffnet und die Relais / Erregung des Relais B₃ bewirkt. Da der in den Erre-

und K stromlos werden. An diesem Punkt ist die 45 gungsstromkreis des Relais U geschaltete Kontakt V₂

erste dynamische Suchphase beendet, und der Ein- ebenso wie der Kontakt Z₂ geschlossen ist, erfolgt die

gang des Steuerkreises CC ist mit dem periodischen Erregung des Relais U und seine selbsttätige Speisung

Störkreis CP verbunden, d. h., daß alle Signale s_{p t} durch den Kontakt u sowie infolgedessen die Strom-

und s_l>2 jeweils über die Schalter cs₃, Cs₁ und cs₄, es., losmachung des Relais / auf Grund der öffnung des

in den Eingang des Summationsgliedes S., und des 50 Kontaktes ü. Der Kontakt /₂ öffnet sich dann eben-

Integrators AI laufen. falls, was die Stromlosmachung der Relais /, / und

Man gelangt so von der dynamischen. Arbeits- /', K und K' sowie U, V und W nach sich zieht. Da

weise zur Suchmethode durch überlagerte periodi- das Relais B₃ stets erregt und der Kontakt ü erneut

sehe Störungen. Das im Generator GP erzeugte Si- geschlossen* ist, wird das Relais / von neuem durch

gnaljpj ist tatsächlich ein periodisches Signal mit 55 den Kontakt 6., erregt, und es beginnt eine neue dy-

schwacher Amplitude, das im Summationsglied S., namische Suchphase. Wenn andererseits eine wesent-

dem Ausgangssignal des Integrators AI überlagert liehe Störung in der Anlage während der zweiten

wird, wobei die Summe dieser Signale das Signal s_r Suchphase auftritt, d. h. während der Arbeitsweise

zur Steuerung der Stellgröße X darstellt. Die periodi- durch überlagerte periodische Störungen (bei der das

sehen Veränderungen des Wertes des Signals s_r und 6° Relais J nicht erregt und V erregt ist), sendet das

der Größe X, die sich daraus ergeben, finden sich im Kippglied BB₃ oder BB₄ ein Signal aus, welches das

Betriebskennwert Y und dadurch in dem Führungs- Relais ß₄ oder B₃ erregt, wodurch der Kontakt b₃

signals s_y wieder. oder b₄ geschlossen wird. Daraus ergibt sich die Er-

Wie oben bereits erwähnt, wird das Produkt aus regung des Relais U über die Kontakte L₂, b₃ oder b₄,

dem Störsignal s_p _χ und dem Signal s_y in dem Ver- 65 ] und V₂ sowie die öffnung 77, wodurch das Relais I

gleicher C zu dem Signal s_c von vorbestimmtem Wert stromlos und der Kontakt /₂ geöffnet wird, um die

addiert, um das Signal s_p., zu ergeben, das an den Relais/, K, U, V und W stromlos zumachen. Auf

Eingang des Integrators Λ/ gelegt wird. Diese zweite diese Weise schließt sich der Kontakt μ wieder, und

da der Kontakt b₃ oder &₄ infolge der unkontrollierten Störung geschlossen wird, werden die Relais / und / erneuert, und ein Suchzyklus beginnt auf die oben beschriebene Weise von vorn.

Diese beiden letzten Arbeitsweisen, nämlich die Unterbrechung des Suchzyklus und seine Wiedereinschaltung bei der »dynamischen« Phase einerseits und bei der Suchphase durch periodische Störung andererseits, ermöglichen es, die Sicherheit der zu optimierenden Anlage in dem Falle zu gewährleisten, wo ihr eine Einschränkung vorgegeben ist, welche bekanntlich den Betrieb in bestimmten Kennlinienbereichen verbieten.

F i g. 9 stellt ein Funktionsschema einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Zweckmäßigerweise wird darauf hingewiesen, daß in F i g. 9 und 1 für die beiden Ausführungsformen gemeinsamen Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet wurden.

Fig. 9 zeigt die Anlage A, deren Betrieb durch Einwirkung auf das Regelglied R optimiert werden soll, welches den Wert der Stellgröße als Funktion eines Signals s_r aufgibt. Dieses Signal wird durch das Optimiergerät erzeugt, das die folgenden Elementarkreise aufweist:

a) Meß- und Rechenkreis CMC, ^

b) Auslösekreis CD,

c) Hauptlogikkreis CL₁,

d) Hilfslogikkreis CL₂ und

e) kombinierter Auswahl-, Stör- und Steuerkreis CSPC.

Der Kreis CMC dient dazu, in derselben Weise wie oben beschrieben ein Signal s_y zu bestimmen, das proportional einer algebraisch-linearen Kombination von drei Signalen s_y, s_Y,, s_Y„ ist, die aus dem Istwert des Betriebskennwertes Y erhalten werden, dessen Extremum man erhalten will. So stellt der Block CMC in F i g. 9 einen dem in F i g. 2 dargestellten analogen Kreis dar.

Desgleichen empfängt der in F i g. 9 dargestellte Auslösekreis CD das Signal s_y des Kreises CMC sowie die fünf Bezugssignale δ_ν δ₂, <5₃, <3₄, (5₅ und erzeugt die fünf Auslösesignale s_b ,, s_b2, s_b3, s_bi und j_h5, die in den Hauptlogikkreis CL_x eingegeben werden. Dieser erzeugt, wie der in F i g. 1 dargestellte Kreis CL, drei Wählsignale s_h S₁ und s_k, die in den Auswahl-, Stör- und Steuerkreis CSPC übertragen werden. Dieser empfängt gleichfalls das Führungssignal Sy und erzeugt das Steuersignal s_r des Regelgliedes R.

Der Hilfslogikkreis CL₂ empfängt zwei Logiksignale s_L3 und s_Li des Hauptlogikkreises CL^ und erzeugt zwei Logiksignale s_L , und s_{L 2}, die in den Kreis CL₁ übertragen werden.

Der in Fi g. 9 dargestellte Kreis CD erfüllt eine Funktion, die mit dem gleichbedeutenden Kreis der Vorrichtung nach F i g. 1 identisch ist und der infolgedessen hinsichtlich seiner in Fig. 3 dargestellten und oben beschriebenen Ausführungsform unverändert bleibt.

Wie aus Fig. 11 ersichtlich, ist der Hauptlogikkreis CL₁ mit dem in F i g. £ dargestellten Kreis CL identisch, abgesehen von dem Unterschied, daß die Leitungen L₁ bis L₄- an die Verbindungsleitungen der Relaiserregungskreise in der in dieser Figur dargestellten Weise angeschlossen sind. Außerdem ist ein Kontakt/.,, der normalerweise geschlossen ist und'der sich bei Erregung des Relais / öffnet, in die Leitung L₄ eingeschaltet. ■ .

Der in Fig. 11 dargestellte Logikkreis CL₂ dient dazu, die Optimum-Suchphase durch kontinuierliche periodische Störung zu steuern. Er besteht aus einem Generator GP, der ein periodisches Signal s_p von rechteckiger Form erzeugt, das die periodische

ίο Erregung des Relais O bewirkt, wenn es über die vom Haupt- oder Primärlogikkreis CL₁ kommende Leitung L₄ ein Einschaltsignal s_Li erhält.

Die Erregung des Relais O bewirkt einerseits das Öffnen des Kontaktes ö und andererseits das Schließen des Kontaktes o. Das periodische Signal s_p wird gleichzeitig in einen Frequenzteiler DF eingegeben, der ein Signal s_Ll; erzeugt, dessen Periode doppelt so groß (und dessen Frequenz folglich halb so groß) wie die des Signals s„ ist. Die Leitung L₁ überträgt dieses Signal s_{L 1} in den Erregungskreis des Relais K des primären Logikkreises CL₁ (s. Fig. 11). Der Hilfs- oder Sekundärlogikkreis CL₂ weist außerdem ein Relais Z auf, welches erregt wird, wenn die Leitung L₃ unter Spannung steht (s_Lz — 1) und das Relais O eras regt ist. Das Relais Z steuert das Schließen eines Kontaktes Z₂, während das Halten des Relais durch

— den Kontakt Z₁ gewährleistet ist. " --

Der in Fig. 10 dargestellte Auswahl-, Sjx>r_v und Steuerkreis CSPC weist, wie im vorhergehenden Fall, drei Sekundärrelais/', Γ und K' auf,"Öle erregt werden, wenn sie jeweils die Signale s_h Sj und s_k des Primärlogikkreises CL₁ empfangen, und die entsprechend die Wählkontakte cs_e, Cs₁, cs_s, cs₉ und cs₁₀ sowie CJ_n steuern.

Außerdem weist dieser Kreis zwei Spannungsquellen V₁ und V₂ von unterschiedlichem Wert auf, die wahlweise, in Abhängigkeit von der Stellung des Schalters Ci₁₀, mit dem Eingang eines Verstärker-Summationsgliedes AS verbunden sind. Dieser empfängt gleichzeitig das Führungssignal s_y, wenn der Kontakt cs₈ geschlossen und das Relais J' nicht erregt ist, und erzeugt ein Verstärkungssignal s„_s, das in ein Umschaltglied AD übertragen wird. Die beiden Signales +s_as und — s_as werden jeweils an eine der Klemmen des Kontaktes Ci₁₁ übertragen, der eines dieser Signale an den Eingang eines Verstärker-Integrators AI weiterleitet, wenn der Kontakt cs₇ auf Grund der Erregung des Relais /' .geschlossen ist. In diesem letzten Fall empfängt der Integrator AI gleichzeitig ein Bezugssignal s_c über die Kontakte es« und cs_a, wobei das Relais /' erregt und das Relais J' stromlos ist. Der Integrator AI ermittelt ein Steuersignal S_n welches das Regelglied R betätigt, so daß der Optimum-Suchzyklus ausgeführt wird.

In der folgenden Beschreibung der Arbeitsweise der in den Fig. 9 bis 11 dargestellten Vorrichtung wurde es für überflüssig erachtet, die Beschreibung der Arbeitsweise der Kreise CMC und CD zu Wiederholen, die mit der Arbeitsweise der oben erläuterten und in den F i g. 2 bzw. 3 dargestellten analogen Kreise identisch ist.

Wie im vorhergehenden Fall ist die Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform (F i g. 9 bis 11) in der Beharrungspause im Ruhezustand, d. h. in derjenigen Phase, in welcher das Steuersignal s_r konstant '. ist und die Stellgröße ebenfalls konstant bleibt.

Ebenso wird die dynamische Suchühase entweder durch das Hand-Signal s_m bzw. das Uhrsignal s_t oder

durch das von dem Auslösekreis CD kommende Signal s_b$ bzw. s_bl eingeschaltet. Während der zwei Phasen des Suchzyklus ist das Primärrelais / und infolgedessen das Relais/' erregt, wodurch die Kontakte cs_e und Cs₁ geschlossen werden und die Verbindung des Integrators Al entweder mit der einen oder mit der anderen der Spannungsquellen V₁ und V₂ gewährleistet ist. Während der dynamischen Suchphase ist das Relais /, und folglich das Relais /', erregt und beätigt die Kontakte cs₈, cs_a und cs₁₀, so daß das Verstärker-Summationsglied AS über den Kontakt cs₁₀ mit der Spannungsquelle V₂ verbunden ist und die Kontakte cs_a und cs₉ sich öffnen, um während der ganzen dynamischen Phase den Einlauf des Signals s_y in das Summationsglied AS und des Signalss_c in den Integrator^/ zu verhindern. Solange wie die Schwelle S₁ von dem Signal s_y nicht überschritten worden ist, bleibt das Relais K stromlos, da der Kontakt b₁ offen ist. Daraus folgt, daß der Schalter Ci₁₁ in der in Fig. 10 gezeigten Stellung bleibt.

Bis die Schwelle O₁ erreicht ist, empfängt so der Integrator AI die Spannung V₂. An der Schwelle ^₁ schließt sich der Kontakt b_v das Relais K wird erregt, und infolgedessen wird auch das Relais K' erregt und verändert die Stellung des Schalters Ci₁₁, um die Spannung — F₂ an den Integrator AI zu legen. Da die Kontakte /₂ und k₂ geschlossen sind, wird 3as Relais V erregt, wenn die Amplitude des Signals s_y unter den Grenzwert S₃ sinkt. Wenn die Schwelle O₂ zum ersten Mal überschritten wird, schließt sich der Kontakt b₂, wodurch das Relais W erregt wird, da die Kontakte i₂ und v₃ geschlossen sind. Das Relais W bleibt dank dem Kontakt w in Haltestellung, das Relais / bleibt über die Kontakte /₂ und b₂ erregt, während das Relais K über die Kontakte i₂, b.„ Zc₁ und erregt bleibt.

Wenn die Schwelle O₂ durch das Signal s_y zum zweiten Mal überschritten wird, endet die dynamische Suchphase, das Signal s_b2 wird erneut Null, das Relais B₂ wird stromlos, und die Relais J und K werden durch das öffnen des Kontaktes b₂ stromlos. Daraus folgt, daß der Kontakt cs₈ sich schließt und das Signal s_y in den Eingang des Summationsgliedes AS überträgt, daß der Kontakt Ci₉ das Bezugssignal s_c in den Integrator AI überträgt und der Schalter cs₁₀ die Spannungsquelle V₁ mit dem Eingang des Summationsgliedes AS verbindet.

Die Stromlosmachung des Relais / schließt den Kontakt J₂ (s. Fig. 11), wodurch das Speisesignals_u des Sekundärlogikkreises CL₂ erzeugt wird, der die Suchphase durch kontinuierliche periodische Störung steuert. Das Signal s_Li gewährleistet, daß der Kreis CL₂, vor allem der Generator GP und der Frequenzteiler DF unter Spannung gesetzt werden. Das rechteckige periodische Signal s_{L v} das-vom FrequenzteiteilerDF ausgeht, bewirkt so die periodische Erregung des Relais K und folglich des Relais K', das die periodische Umschaltung des Schalters cs_lt bewirkt. Dadurch werden abwechselnd die Spannungen + (V_t+s_y) und — (V₁+s_y) an den Eingang des Integrators gelegt.

In dem oben beschriebenen Auswahl-, Stör- und Steuerkreis CSPC dient die durch das Relais K! gesteuerte Gesamtschaltung des Verstärker-Summationsgliedes AS, des Verstärker-Umschaltgliedes A D und des Schalters Cs₁₁ bei der zweiten Suchphase gleichzeitig zur Erzeugung eines ersten periodischen Signals in Rechteckform und zur Bestimmung eines zweiten Signals, das dem Produkt aus dem Führungssignals s_y und dem ersten Signal in Rechteckform proportional ist. Die Summe dieser beiden Signale, die zum Signal s_c hinzugefügt wird, wird in dem Integrator AI integriert, um das Signal s_r zur Steuerung der Stellgröße X zu erzeugen.

Wie oben bereits angedeutet, hat das von dem Generator GP erzeugte und in den Frequenzteiler DF

ίο übertragene rechteckige Signals_p (vgl. Fig. 11 und 12) eine Frequenz, die doppelt so groß ist wie die des von dem Frequenzteiler ausgesandten Signals s_Ll. Dieses Signal S₁, bewirkt gleichzeitig die periodische Erregung des Relais O. Dieses steuert die Betätigung der Kontakt ο und ο in entgegengesetzten Richtungen.

Wenn man die beiden synchronisierten Signale s_{L t} und s_p betrachtet, deren Verlauf in F i g. 12 als Funktion der Zeit t dargestellt ist, kann man feststellen,

so daß jedesmal, wenn s„ von 0 nach 1 übergeht, s_{L t} von 1 nach 0 übergeht, oder umgekehrt. Wenn dagegen s_p von 1 nach 0 übergeht, ändert s_{L 1} seinen Zustand nicht. Auf diese Weise gestattet der Übergang des Signals ß_p von 1 nach 0 die Markierung der Mitte des Zeitintervalls, das zwei aufeinanderfolgende Umschaltungen der Variationsrichtung der. GrOBeJf trennt, und zwar im Hinblick auf eine Un-" terbrechung des Suchzyklus auf halbem^Wego zwischen zwei aufeinanderfolgenden Umschaltungen.

Die Suchphase durch kontinuierliche periodische Störung endet auf folgende Weise. Wenn das Signal s_y den Wert des Bezugssignals <5₅ erreicht, erfolgt die Erregung des Relais B₅ durch das Signal s_bs und infolgedessen das Schließen des Kontaktes B₅ wo-

durch (Signal s_L ₃) die Erregung des Relais Z des Kreises CL₂ ermöglicht wird (Fig. 11). Diese Erregung des Relais Z erfolgt entweder unmittelbar, wenn der Kontakt ο geschlossen ist, wobei das Relais O sich im erregten Zustand befindet, oder im Augenblick, in dem dieses erregt wird. Außerdem schließt sich der Kontakt o, wenn das Relais O stromlos wird, wobei der Kontakt Z₂ geschlossen bleibt, da das Relais Z durch den Kontakt Z₁ in erregtem Zustand gehalten wird. Daraus ergibt sich, daß das Relais U über die positive Leitung des Kreises CL₂ und über die Leitung L₂ unter Spannung gesetzt wird. Die so erhaltene Erregung des Relais U bewirkt die Unterbrechung der Suche nach dem Optimum durch das öffnen des Kontaktes w, wodurch das Relais / stromlos, der Kontakt /₂ geöffnet wird und alle Relais der Kreise CL₁ und CL₂ stromlos werden. Auf diese Weise wird der Integrator abgeschaltet, und man gelangt in die Beharrungsphase, in welcher das Steuersignal Null ist und die Stellgröße durch die oben beschriebene Vorrichtung nicht verändert wird.

Man wird feststellen, daß wie bei der ersten Ausführungsform der Vorrichtung (F i g. 1 bis 7) diese zweite Vorrichtung eine Unterbrechung des Suchzyklus und dessen Wiedereinschaltung verwirklicht, wenn eine erhebliche Störung in der Anlage auftritt. Obwohl industrielle Heizungsanlagen ein wichtiges Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung darstellen, kann sie vorteilhaft auf die verschiedensten Prozesse angewendet werden. Zum Beispiel in der Anwendung auf eine chemische Reaktion könnte der Verlaufskennwert, den man optimieren will, die Reaktionsausbeute oder die Güte eines Reaktionsproduktes darstellen. Die Größe, auf die man ein-

wirkt, um die Optimierung zu verwirklichen, d. h. die Regelgröße, muß offenbar für eine sehr schnelle Regelung geeignet sein, wenn man. aus. der dynamischen Suchmethode, die das erfindungsgemäße Verfahren gestattet, den maximalen Vorteil ziehen will." ·

Selbstverständlich kann die Erfindung auch zur Optimierung eines Betriebskennwertes durch Regelung mehrerer Regelgrößen dienen. In diesem Fall wird die dynamische Suchphase in bezug auf die verschiedenen Regelgrößen hintereinander ausgeführt, während die Suchphase durch kontinuierliche periodische Störung in bezug auf alle diese Regelgrößen gleichzeitig ausgeführt wird. Eine Vorrichtung, welche die Ausführung einer solchen Optimierung gestattet, weist für jede Regelgröße individuelle Stör-, Auswahl- und Steuerkreise auf. Dagegen können für alle Größen gemeinsame Meß- und Rechenkreise, Anzeige- und Logikkreise vorgesehen sein.

Selbstverständlich sind die Glieder der oben beschriebenen Kreise nur beispielsweise angeführt und

können durch Elemente bzw. Glieder, die sich einer unterschiedlichen Technologie bedienen, ersetzt werden. So können die dargestellten Relais durch andere bistabile Bauglieder ersetzt werden, z. B. durch elektronische Halbleiterelemente oder durch binäre Strömungsmittel-, insbesondere Druckluftbauelemente. Ebenso können die obenerwähnten Verstärker, Summationsglieder und der Integrator von Analogrechnern oder von numerischen Rechenvorrichtungen ausgehend und unter Verwendung von elektrischen oder pneumatischen bzw. hydraulischen Kreisen hergestellt sein. So kann die Integration im Steuerkreis durch Zählen der Impulse oder Pegelschwankungen eines binären Signals erfolgen. Schließlich kann man die oben beschriebenen Kreise auch durch die Bauelemente einer Rechenmaschine ersetzen, wobei die durch diese Bauelemente auszuführenden Funktionen dann durch eine Programmierungsvorrichtung definiert werden, die entweder unabhängig oder in einen Komplex eingebaut sein kann, der andere Rechen- und Kontrolloperationen realisiert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

409 618/181

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Optimalwertregelung, bei welchem wenigstens eine Stellgröße einer Anlage in Abhängigkeit von einem Führungssignal nach einem Suchzyklus z"ur Bestimmung des Optimalwertes der Stellgröße gesteuert wird, der einem Extremwert einer Betriebskenngröße der Anlage entspricht, wobei der Wert des Führungssignals eine lineare Funktion wenigstens einer der drei Größen, nämlich des Istwertes der Kenngröße, seines ersten Differentialquotienten und seines zweiten Differentialquotienten nach der Zeit darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungssignal (s_y) laufend mit mehreren Bezugssignalen verglichen wird, daß der Sucherzyklus ausgelöst wird einerseits in vorbestimmten Zeitintervallen und andererseits, sobald die Amplitude dieses Signals entweder einen vorbestimmten ersten, positiven Grenzwert oder einen vorbestimmten zweiten, negativen Grenzwert erreicht, daß der Suchzyklus aus zwei aufeinanderfolgenden Phasen besteht, wobei die Stellgröße in einer ersten dynamischen Suchphase nach einem vorbestimmten Schaltgesetz fortschreitend verändert wird und in einer zweiten Suchphase durch kontinuierliche periodische Stoning --als Funktion eines ersten periodischen Signals (S_pl) und eines weiteren Signals (S_p2) gesteuert wird, das dem Zeitintegral des Produktes aus dem Führungssignal und einem zweiten periodischen Signal mit derselben Frequenz wie das erste proportional ist, und schließlich dadurch, daß die zweite Suchphase jeweils eingeschaltet wird, wenn die Amplitude des Führungssignals (s_y) bei Annäherung der Kenngröße an ihren Extremwert einen dritten Grenzwert unterschreitet, wobei diese zweite Phase bzw. der Suchzyklus jeweils unterbrochen wird, wenn die aperiodische Kornponente dieses Führungssignals einen vierten Grenzwert erreicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste dynamische Suchphase darin besteht, die Stellgröße (X) in einer vorbestimmten Richtung fortschreitend zu verändern und die Richtung dieser Veränderung umzuschalten, sobald das Führungssignal eine vorbestimmte Umschaltwelle erreicht, deren Wert für die Suche eines Minimums positiv und für die 5° Suche eines Maximums negativ ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Grenzwert für die Suche eines Minimums negativ und für die Suche eines Maximums positiv ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Suchphase eingeschaltet wird, wenn die Amplitude des Führungssignals, nach Durchlauf der Umschaltwelle, den dritten Grenzwert unterschreitet.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man während der zweiten Suchphase die Summe aus dem Produkt und einem vorbestimmten konstanten Wert ermittelt, so daß das Integral konstant wird, wenn die Abweichung zwischen dem Istwert der Stellgröße (.Y) und ihrem Optimalwert eine vorbestimmte Größe erreicht.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man während der zweiten Suchphase ein erstes Signal bestimmt, das der Summe aus dem Führungssignal (s_y) und einem zweiten Signal von vorbestimmtem konstantem Wert proportional ist, daß man periodisch das Vorzeichen dieses ersten Signals umkehrt, so daß ein drittes Signal erzeugt wird, daß man die Summe aus diesem dritten Signal und einem vierten Signal von konstantem Wert integriert und daß man die Stellgröße (X) proportional dem Wert des so erhaltenen Integrals steuert.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man während der dynamischen Phase den Suchzyklus in dem Fall erneut auslöst, daß nach erfolgter Umschaltung der fortschreitenden Variationsrichtung der Stellgröße (X) die Amplitude des Führungssignals (Sy) zunimmt und einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, wobei dieser Wert für die Suche nach einem Minimum positiv und für die Suche nach einem Maximum negativ ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man während der dynamischen Suchphase den Suchzyklus erneut in dem Fall auslöst, daß die Amplitude des Führungs-. signals (s_y) zunimmt und entweder den ersten Grenzwert oder den zweiten Grenzwert-überschreitet. <·*^ ■ "

9. Verfahren nach Ansprucb-4', um eine erste Stellgröße, welche den Betriebskennwert bildet, durch Einwirkung auf eine zweite Stellgröße der Anlage extremal zu machen und gleichzeitig eine Ausgangsgröße auf einem gegebenen Sollwert zu halten, wobei die erste Stellgröße mittels einer Regeleinrichtung (7) mit proportionaler, integraler und differentialer Wirkung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß man kontinuierlich ein Signal bestimmt, das der Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert der Ausgangsgröße proportional ist, und daß dieses Signal einerseits als Steuersignal des Reglers (7) und andererseits als Führungssignal dient, um den Suchzyklus zur Auffindung des Optimalwertes der zweiten Regelgröße auszuführen.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Meß- und Rechenvorrichtung (CMC) aufweist, die kontinuierlich "das Führungssignal ermittelt, einen Auslöserkreis (CD) mit fünf bistabilen Kippgliedern (BB_x bis BB-), von denen jedes das Führungssignal sowie eines der Bezugssignale empfängt, einen Logikkreis (CL), in den die jeweiligen Auslösesignale übertragen werden, welche jeweils durch ein Kippglied (BB) erzeugt werden, sobald das Führiingssignal den Wert des ihm zugeordneten Bezugssignals erreicht, wobei der Logikkreis zur Steuerung eines Auswahlkreises (CS) dient, der einen Kreis (CC) zur Steuerung 'der Stellgröße (X) nach einem vorbestimmten Wählgesetz einerseits mit wenigstens einer Quelle (V_n, V_n) vorbestimmtcr konstanter Span-

- nung und andererseits mit einem periodischen Störkreis (CP) verbindet, welcher ein periodisches Störsignal erzeugt und das Produkt aus diesem Signal und dem Führungssignal bestimmt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch" gekennzeichnet, daß der Logikkreis (CL) elf bi-

stabile Schaltelemente aufweist, darunter fünf Hilfsschaltelemente (B₁ bis B₅), die jeweils durch eines der Auslösesignale gesteuert werden; drei Hauptschaltelemente (/, J, K), die die wahlweise Verbindung des Steuerkreises (CC) mit der Spannungsquelle (V_n, V„) während der ersten Phase und mit dem Störkreis (CP) während der zweiten Phase steuern, und drei Zwischenschaltelemente (U, V, W) sowie mehrere Kontakte, die diesen elf bistabilen Schaltelementen in der Weise zugeordnet sind, daß die fünf Hilfsschaltelemente die drei Hauptschaltelemente einerseits direkt und andererseits mittels der drei Zwischenschaltelemente steuern, und daß die verschiedenen Schritte des Suchzyklus als Funktion der Auslösesignale erfolgen.