DE1588870C

DE1588870C - PID controller for sampling control systems

Info

Publication number: DE1588870C
Authority: DE
Inventors: Keisuke Tokio; Uetani Tatsuya Kanagawa; Takada (Japan)
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Publication date: 1971-11-25

Description

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■ Die Erfindung bezieht sich auf einen PID-Regler Fig. 5a und 5b Kurven zur Erläuterung der Be-■ The invention relates to a PID controller Fig. 5a and 5b curves to explain the loading

für Abtastregelsysteme, dem das Ausgangssignal einer triebsweise des Reglers gemäß der Erfindung. Abtasteinrichtung zur Durchführung der Regelope- Ein Anwendungsbeispiel eines herkömmlichen,for scanning control systems to which the output signal of a drive mode of the controller according to the invention. Scanning device for carrying out the Regelope - An example of a conventional,

ration während der Abtastperiode zugeführt ist und kontinuierlichen PI-Reglers bei einer Abtastregelung dem ein Halteclement zum Speichern des Ausgangs- 5 ist in Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen dargesignals des Reglers während der Halteperiode züge- stellt. Ein Abweichungswerte, der durch Vergleich ordnet ist. des Sollwertes r und des Istwertes / in einem Ver-ration is fed during the sampling period and continuous PI controller with a sampling control to which a holding element for storing the output 5 is shown in Fig. 1 of the accompanying drawings of the controller during the holding period. A deviation value that is ordered by comparison. of the setpoint r and the actual value / in one

Bei einigen geregelten Systemen ist die Totzeit gleicher 10 erhalten wird, wird einem Regler 12 über und Zeitkonstante so groß, daß die Auswirkungen einer Abtasteinrichtung 11 periodisch eingespeist, von Änderungen der Regelgröße mit wesentlicher io Der Regler 12 enthält einen Eingangsspeicherkon-Zeitverzögerung erscheinen. Demzufolge führt eine densator 15, der zwischen einem Paar in Reihe geschnelle Messung der Regelgröße nicht nur zu einem schalteter Kontakte 13 und 14 geschaltet ist, die unzureichenden Ergebnis, sondern auch zum Ver- synchron mit der Abtasteinrichtung 11 arbeiten. Das rechnen, wodurch das System instabil wird. Bessere Ausgangssignal des Reglers 12 wird'der Regelstrecke Regelergebnisse können daher erwartet werden, wenn 15 17 unter Einschluß einer Totzeit über ein Haltedie Regelgröße zu diskreten Zeitpunkten gemessen element 16 zugeführt, das das genannte Ausgangsund die Durchführung der Regelung erst nach Ver- signal über einen Intervall hält, in welchem, die Abstreichen eines gewissen Zeitintervalls nach Verstel- tasteinrichtung 11 offengehalten wird. Ein Detektor lung der Regelgröße erfolgt, bei der die Auswirkungen 18 ist vorhanden, um die Regelgröße zu messen und der genannten Verstellung zu erscheinen beginnen, ao ein Istwertsignal /zu bilden.In some regulated systems the dead time is equal to 10, a controller 12 is obtained via and time constant so large that the effects of a scanning device 11 are fed in periodically, of changes in the controlled variable with a substantial io. The controller 12 contains an input storage con-time delay to appear. As a result, a capacitor 15, which is fast between a pair in series Measurement of the controlled variable is not only connected to a switched contacts 13 and 14, the insufficient result, but also work to synchronize with the scanning device 11. The calculate, which makes the system unstable. Better output signal of the controller 12 is'der controlled system Control results can therefore be expected if 15 17 including a dead time over a hold Controlled variable measured at discrete points in time is supplied to element 16, said output and the implementation of the regulation only stops after a signal over an interval in which the scraping a certain time interval after adjusting probe 11 is kept open. One detector Development of the controlled variable takes place, in which the impact 18 is present to measure the controlled variable and the mentioned adjustment to begin to appear, ao an actual value signal / to form.

Aus diesem Grunde verwendet man die Abtastrege- Die Abtasteinrichtung 11 umfaßt einen Kontakt,For this reason the scanning device is used. The scanning device 11 comprises a contact,

lung bei Systemen, bei denen eine Totzeit auftritt. der für eine gewisse Zeitdauer Δ T bei einer ganzdevelopment in systems in which a dead time occurs. for a certain period of time Δ T at a whole

Wenn ein herkömmlicher, kontinuierlicher PID- bestimmten Frequenz T geschlossen wird, und wenn Regler für die Abtastregelpng verwendet wird, ist es der genannte Kontakt geschlossen ist, ergibt sich notwendig, vom Regler getrennte Abtasteinrichtungen 25 eine Abweichung e zwischen dem Sollwert r und dem und Halteelemente vorzusehen. Das Vorhandensein Istwert /, der dem Regler 12 zugeführt wird. Das dieser getrennten Elemente ergibt jedoch eine korn- Ausgangssignal des Reglers 12 wird dem Halteelepliziertere Konstruktion des. Systems als beim kon- ' ment 16 zugeführt. Beim öffnen des Kontaktes der tinuierlichen Regelsystem und treibt daher die Her- Abtasteinrichtung verschwindet das Ausgangssignal Stellungskosten in die Höhe. . ' 30 des PI-Reglers 12, da dessen Eingang unterbrochenIf a conventional, continuous PID-determined frequency T is closed, and if the controller is used for the scanning control, if the mentioned contact is closed, there is necessary, scanning devices 25 separate from the controller, a deviation e between the setpoint value r and the and holding elements to be provided. The presence of the actual value / which is fed to the controller 12. However, the result of these separate elements is a korn output signal of the controller 12 is fed to the holding structure of the system, which is more complex than that of the component 16. When the contact of the continuous control system opens and therefore drives the scanning device, the output signal position costs go up. . '30 of the PI controller 12, since its input is interrupted

Zweck der.Erfindung ist es, einen demgegenüber ist. Da jedoch das Halteelement 16 das.Ausgangseinfachen und billigen PID-Regler, für Abtastregel- signal während dieses Intervalls speichert und den systeme zu schaffen. · festgehaltenen Wert weitergibt; wird die StellgrößeThe purpose of the invention is to set one against it. However, since the holding element 16 simplifies the exit and cheap PID controller, for sampling control signal during this interval stores and the systems to create. · Passes on the recorded value; becomes the manipulated variable

Aufgabe der Erfindung ist es daher, dieses Ziel kontinuierlich der Regelstrecke 17 zugeführt. Der dadurch zu erreichen, daß der PID-Regler, der die 35 Speicherkondensator 15 speichert die von dem Regler Regeloperation während der Abtastperiode durch- 12 eingespeiste Abweichung e, solange die Kontakte führt, so angeordnet wird, daß er während der Halte- 13 und 14 synchron zu der Abtasteinrichtung 11 periode als Haltevorrichtung verwendet werden kann. offen sind. Der Speicherkondensator 15 gibt fernerThe object of the invention is therefore to continuously supply this target to the controlled system 17. This can be achieved by arranging the PID controller, which stores the storage capacitor 15, the deviation e fed through by the controller control operation during the sampling period, as long as the contacts leads, in such a way that it is during the hold 13 and 14 synchronously to the scanning device 11 period can be used as a holding device. are open. The storage capacitor 15 is also there

Bei einem PID^:Regler der eingangs genannten Art dem Regler. 12 ein Eingangssignal, bestehend aus wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, 4° dem Unterschied zwischen der .vorausgegangenen daß ein bekannter Regelverstärker mit PI-Rückfüh- ■ Abweichung und einer'neuen Abweichung, das einrung und vorgeschaltetem Vorhaltglied vorgesehen ■ gespeist wird, wenn der Kontakt der Abtasteinrichist, der als Halteelement eine zusätzliche Rückfüh- tung 11 wieder geschlossen ist. rung besitzt,. und daß während der Abtastperiode Ein solches Abtastregelsystem unterscheidet sichIn the case of a PID ^: controller of the type mentioned at the beginning of the controller. 12 an input signal, consisting of, this object is achieved according to the invention by 4 ° the difference between the .vorvorgegeten that a known control amplifier with PI feedback ■ deviation and a'new deviation, the Einrung and upstream lead element provided ■ is fed when the Contact of the scanning device, which as a holding element an additional return 11 is closed again. tion owns. and that such a sampling control system differs during the sampling period

der Ausgang der zusätzlichen Rückführung zur 45 von einem kontinuierlichen Steuersystem durch die Speicherung des .Ausgangssignals des Regelverstär- Abtasteinrichtung sowie das Halteelement. Das kers von dessen Eingang'abgetrennt ist und während Halteelement ■ kann aus einem elektrischen Kreis der Halteperiode der Ausgang der zusätzlichen oder einem. Elektromagnetventil od. dgl. bestehen, Rückführung auf den Eingang des Regelverstärkers wenn der-Antrieb-durch Druckluft erfolgt. Die Eingeschaltet ist, während die Ausgänge der PI-Rück-. 5° führung eines unabhängigen Halteelementes zusätzführung und des Vorhaltgliedes zur Speicherung des lieh zum Regler steigert die Kosten für das System Ausgangssignals des Regelverstärkers bzw. des letzt- gegenüber kontinuierlichen Regelsystemen, gültigen Wertes der Regelabweichung vom Eingang Wie oben erwähnt, kann entsprechend dem derthe output of the additional feedback to the 45 from a continuous control system through the Storage of the output signal of the control amplifier sampling device and the holding element. The kers is separated from its input and while holding element ■ can be made up of an electrical circuit the holding period the output of the additional or one. Solenoid valve or the like exist, Feedback to the input of the control amplifier if the drive is done by compressed air. The switched on is while the outputs are the PI return. 5 ° guidance of an independent retaining element additional guidance and the lead element for storing the loan to the controller increases the cost of the system Output signal of the control amplifier or of the last - versus continuous control system, valid value of the control deviation from the input As mentioned above, according to the

des Regelverstärkers abgetrennt sind. Erfindung zugrunde liegenden Grundgedanken dasof the control amplifier are disconnected. Invention underlying the basic idea

Die Erfindung wird Im folgenden an Hand eines 55 bei dem herkömmlichen Abtastregelsystem erforder-Ausführungsbeispieles in Verbindung mit dieses er- liehe separate Halteelement eliminiert werden, indem läuternden Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es der während der AJjtastperiode die Regeloperation zeigt hierbei . . durchführende Regler selbst während der fialte-The invention will hereinafter be described by way of an embodiment required in the conventional scan control system in connection with this borrowed separate holding element can be eliminated by Purifying drawings are described in detail. It is the control operation during the duty cycle shows here. . implementing regulator even during the fialte-

Fig.'l ein Blockdiagramm eines herkömmlichen periode als Halteglied verwendet wird. Abtastregelungssystems, ~ 60 Bei der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform derFig.'l is a block diagram of a conventional period used as a holding element. Sampling control system, ~ 60 In the case of the in F i g. 2 shown embodiment of

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Ausbildungs- Erfindung werden Abweichungssignale von einem form des PID-Reglers entsprechend der Erfindung,. nicht gezeigten Vergleicher über die Klemmen20αFig. 2 is a block diagram of a training invention showing deviation signals from one form of the PID controller according to the invention. comparator, not shown, via terminals 20α

Fig. 3 einen die während der Abtastperiode wirk- und 20& eingespeist, von denen Klemme20b, wie samen Schaltkreise enthaltenden Auszug des Block- dargestellt, geerdet ist. Eine Serienschaltung eines diagramms der Fig. 2, 65 auf eine nicht dargestellte Abtasteinrichtung an-3 shows an extract of the block shown containing the active and 20 & fed in, of which terminal 20 b, as well as the entire circuit containing circuits, is grounded. A series connection of a diagram of FIGS. 2, 65 to a scanning device (not shown)

Fig. 4 einen die während der Halteperiode wirk- sprechenden Kontaktes 21a mit einem einstellbaren samen Schaltkreise aufweisenden Auszug des Block- ohmschen Widerstand 25 sowie eine weitere Seriendiagramms der F i g. 2, schaltung eines ebenfalls auf die Abtasteinrichtung.4 shows a contact 21a which is active during the holding period and which can be set Samples of the block ohmic resistor 25 showing the circuit and a further series diagram the F i g. 2, connection of one also to the scanning device.

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ansprechenden Kontaktes 216 mit einem Vorhalt- kondensator 31 auf den am Widerstand 30 herrschenkondensator 26 sind einander parallel geschaltet und den Spannungsabfall aufgeladen, zwischen der Klemme 20 a und, über einen Abtast- Mit Beginn der Halteperiode werden die KontakteResponding contact 216 with a lead capacitor 31 to the capacitor prevailing at the resistor 30 26 are connected in parallel and the voltage drop is charged, between the terminal 20 a and, via a sampling With the beginning of the holding period, the contacts

kontakt 21 c, dem Eingang eines Regelverstärkers 29 21a und 216 geöffnet, während die Umschaltekonangeordnet. Das Ausgangssignal des Regelverstärkers 5 takte 21c und 21 d auf die stationären Kontakte 28 c wird einer I3hst23 über die Ausgangsklemmen 22 a bzw. 28 d geschaltet werden. Die hierbei wirksamen und 226 zugeführt. Zwischen der Klemme 226 und Schaltkreise sind aus dem Blockschaltbild der Fig. 2 der Erde ist ein Rückkopplungswiderstand 30 ge- " herausgezogen und der Übersichtlichkeit wegen geschaltet, der mit der Last 23 in Reihe geschaltet ist. trennt in F i g. 4 dargestellt. Die während der Ab-Der Abtastkontakt 21c ist ein einpoliger Umschalt- io tastperiode (vgl. Fig. 3) geerdete Klemme des Haltekontakt, dessen Ausgang mit dem Eingang des Regel- kondensator 31 ist nunmehr auf den Eingang des Verstärkers verbunden ist und dessen Eingang die Regelverstärkers 29 geschaltet. Da der Haltekondenbeiden stationären Kontakte 27 c und 28 c enthält. sator31 während der Abtastperiode auf die Span-Der eine stationäre Kontakt27c ist mit der Aus- nung aufgeladen war, die am Ende.desselben durch gangsklemme des Vorhaltgliedes 25 sowie dem Rück- 15 den Strom /₀ des Regelverstärkers 29 am Widerstand kopplungskondensator 32 verbunden, der zu einem 30 aufgebaut war, liefert der Regelverstärker weitervariablen Abgriff des Rückkopplungswiderstandes hin ein gleiches Ausgangssignal wie während der 30 führt. Zwischen dem anderen stationären Kon- Abtastung, wodurch der Haltebetrieb zustande takt 28 c und der Ausgangsklemme 22 6 des Regel- kommt.contact 21c, the input of a control amplifier 29, 21a and 216 open, while the Umschaltekongeendet. The output signal of the control amplifier 5 is d c contacts on the stationary contacts 28 and 21 21c a I3hst23 across the output terminals 22 a and 28 d are switched. The here effective and 226 supplied. A feedback resistor 30 is pulled out and connected in series with the load 23 for the sake of clarity between the terminal 226 and the circuitry from the earth block diagram in FIG. 2 while the sampling contact 21c is a unipolar switchover sampling period (see FIG. 3) grounded terminal of the holding contact, the output of which is connected to the input of the control capacitor 31 is now connected to the input of the amplifier and the input of the control amplifier 29. Since the holding condenser contains two stationary contacts 27c and 28c. Sator31 during the scanning period on the span-The one stationary contact 27c is charged with the opening that is at the end of the same through the output terminal of the holding member 25 and the return 15, the current / _{0 of} the control amplifier 29 is connected to the resistor coupling capacitor 32, which was built into a 30, the control amplifier provides further variable output riff of the feedback resistor leads to the same output signal as during the 30 leads. Between the other stationary Kon- scanning, whereby the holding mode comes about clock 28 c and the output terminal 22 6 of the control.

Verstärkers 29 ist ein Haltekondensator 31 angeord- 20 Während der Halteperiode ist der eine Pol des net. Ein weiterer, von der Abtasteinrichtung betätig- · Rückkopplungskondensators 32 geerdet, so daß er ter Umschaltekontakt 21 d ist mit der Eingangs- parallel zum abgegriffenen Teilwiderstand des Widerklemme 20 6 verbunden. Der stationäre Kontakt28 d Standes 30 liegt und auf dessen Spannungsabfall aufist während des Haltens geschlossen und mit dem geladen wird. Damit wird ein dem Ausgangsstrom J₀ stationären Kontakt 27 c verbunden, während der 25 des Regelverstärkers 29 während der Halteperiode andere stationäre Kontakt 27 d, der während der proportionaler. Spannungswert gespeichert. Der VorAbtastung geschlossen ist, auf den Kontakt 28 c der haltekondensator 26 ist durch Öffnen des Kontaktes ersten Kontaktvorrichtung 21 c geschaltet ist. Es sei 216 einseitig abgeschaltet, so daß er den zuletzt nochmals darauf hingewiesen, daß alle genannten während der Abtastperiode innegehabten Beladungs-Kontakte 21 a, 216, 21c und 21 d synchron mit der 30 und Spannungszustand weiterhin < einhält- und Abtasteinrichtung betätigt werden und daß die Kon- speichert. · ■ .A holding capacitor 31 is arranged in amplifier 29. One pole of the net is during the holding period. Another betätig- · from the scanner feedback capacitor connected to ground 32 so that it is connected in parallel with the tapped partial resistance of the opposing clamp 20 to the input 6 d ter changeover contact 21st The stationary contact 28 of the stand 30 lies and its voltage drop is closed during the hold and with which it is charged. So that the output current J ₀ stationary contact 27 c is connected, while the 25 of the control amplifier 29 during the holding period another stationary contact 27 d, the during the proportional. Voltage value saved. The pre-scanning is closed, the holding capacitor 26 is connected to the contact 28 c by opening the contact first contact device 21 c. Let 216 be switched off on one side, so that he pointed out to the last one again that all of the aforementioned loading contacts 21 a, 216, 21 c and 21 d held during the sampling period are still operated synchronously with the 30 and voltage state and that the sampling device is operated the con- saves. · ■.

takte 21a und 216 während der Abtastperiode ge- Während der nächsten folgenden Abtastperiodeclocks 21a and 216 during the sample period during the next following sample period

schlossen, während der Halteperiode jedoch geöffnet nimmt durch Umschalten der Kontakte die Regelsind, anordnung wiederum den in F i g. 3 veranschau-closed, but open during the holding period, the rule is taken by switching the contacts, arrangement in turn the in F i g. 3 illustrative

Während der Abtastperiode sind die Kontakte 21a 35 lichten Schaltzustand ein. Entspricht das nunmehr und 216 geschlossen, und die Umschaltkontakte^%21 c übermittelte neue Abweichungssignal denV endgül- und 21 d sind auf die stationären Kpntakte 27 c bzw. tigen Wert der vorausgegangenen Abtastperiode, so 27 d geschaltet. Zur Erleichterung der Übersicht sind vermögen sich die Spannungen, auf welche die Kondie in diesem Schaltzustand wirksamen Stromkreise densatoren 26 und 32 aufgeladen sind, nur langsam als vereinfachtes Blockschaltbild.Fig. 3 aus dem der 40 zu ändern, und am Ausgang des Regelverstärkers F i g. 2 unter Beibehaltung der Benennungen heraus- 29 tritt nur der Integralwert des Stromes ohne • gezogen. Für die den Klemmen 20 a und 206 züge- wesentliche Störungen auf. Weicht dagegen das Abführten Abweichungsspannung bietet sich ein Regel- weichungssignal vom letzten Wert der vorausgeganverstärker mit den Eigenschaften eines PI-Reglers, genen Abtastperiode ab, so wird ein Proportionalder in Abhängigkeit vom Eingangssignal die Last 23 45 sprung in Abhängigkeit von der Differenz des neuen mit Strom beaufschlagt. Am Rückkopplungswider- und des vorhergehenden Abweichungssignals, welstand 30 bildet sich ein dem Laststrom entsprechen- ches im Vorhaltkondensator 26 gespeichert ist, ausder Spannungsabfall aus, welcher den Haltekonden- gelöst, während gleichzeitig die I-Regelung für die sator 31 auflädt. Ein der Stellung des Abgriffes "des neue Abweichung durchgeführt wird. An die Abtast-Rückkopplungswiderstandes 30 entsprechender An- 50 periode schließt sich wiederum, wie bereits beschrieteil α dieser- Spannung wird über den Rückkopp- ben, die Halteperiode an, alternierend von weiteren lungskondensator 32 dem Eingang des Regelverstär- Abtast- und Halteperioden gefolgt. kers29 zugeführt. Die Übertragungsfunktion' des Die F i g. 5 zeigen beispielhafte Kurven zur Ver-During the sampling period, the contacts 21a 35 are in a light switching state. Corresponds to the now closed and 216, and 21 c forwarded new error signal denV definitive and 21 d to the stationary Kpntakte 27 c or current value of the preceding sampling period d connected the ^changeover%, so 27th To make the overview easier, the voltages to which the condensers, which are effective in this switching state, are charged circuit capacitors 26 and 32, can only be seen slowly as a simplified block diagram. 3 to change from that of 40, and at the output of the control amplifier F i g. 2 while maintaining the designations, only the integral value of the current 29 emerges without • drawn. For the terminals 20 a and 206 draw significant disturbances. If, on the other hand, the dissipated deviation voltage deviates from the last value of the previous amplifier with the properties of a PI controller, the corresponding sampling period will be a proportional jump depending on the input signal of the load 23 45 depending on the difference in the new current applied. At the feedback resistance and the preceding deviation signal, which is 30, a voltage drop corresponding to the load current is stored in the lead capacitor 26, which releases the holding capacitor while the I control for the capacitor 31 is charging at the same time. A position of the tap is carried out "of the new offset. At the sampling feedback resistor 30 corresponding check-50 period closes again, as already beschrieteil α this- voltage is ben via the Rückkopp-, the holding period of, alternately from further development capacitor 32 followed by the input of the control amplifier sampling and holding periods. kers29. The transfer function of FIG.

derart gebildeten Reglers läßt sich wie folgt dar- anschaulichung des Verhältnisses zwischen Eingangsstellen: .55 und Ausgangssignalen des Reglers gemäß der Er- r . ο Cl 1 \ findung; F i g. 5 a zeigt Abweichungssignale in Ab-A controller formed in this way can be illustrated as follows of the relationship between input points: .55 and output signals of the controller according to Er . ο Cl 1 \ finding; F i g. 5 a shows deviation signals in

G,_S) = -2—2S- = SS_ j 1 _| j. hängigkeit von der Zeit, während F i g. 5 b den durchG, _S) = -2-2S- = SS_ j 1 _ | j. dependence on time, while F i g. 5 b the through

E₁ ^α^·.ΐ2 \ ^25^26^/ den Regler bewirkten Strom J_n in der zugehörigen E ₁ ^α ^ · .ΐ2 \ ^ 25 ^ 26 ^ / the controller caused current J _n in the associated

Der P-Bereich des Verhältnisses der Ausgangs- _e zeitlichen Abhängigkeit darstellt 'The P range of the ratio of the output _e time dependency represents'

zur Eingangsspannung ist sowohl durch das Ver- ^6o _K ^Zur ZeIW₁ beim Eintreffen des ersten Abweihältnis der Kapazitäten C₀ und C₃, als auch durch chungssignals 24a ist der Vorba tekondensa or 26 den mittels des Abgriffes "des Widerstandes A₃₀ ein- "?^{ch η}«*¹ 8.^el.^aden: 5 ^ladt ^sf^h, ^also ™^l Eintreffen gestellten Teilwiderstand desselben ³° ^dlff^s. Abweichungssjgnals auf dessen Wert spontanto the input voltage is both through the ^6o _K ^to ZeIW ₁ when the first deviation ratio of the capacities C ₀ and C ₃ , and through the chungssignals 24a is the Vorba tekondensa or 26 which by means of the tap "of the resistor A ₃₀ "? ^{ch η} «* ¹ 8th ^el . ^aden: 5 ^ladt ^s f ^h , ^thus ™ ^l occurrence of the set partial resistance of the same ³ ° ^dlf f ^s . Deviation signal to its value spontaneously

⁶ ■ auf, da er keinen Vorwiderstand besitzt. Dement- ⁶ ■ because it has no series resistor. Demented

65 sprechend spontan steigt zur Zeit J₁ auch der Strom /₀ an. Im anschließenden Zeitintervall von f, bis Λ, steigt der Strom entsprechend der I-Operation der bestimmt. Am Ende der Abtastperiode ist der Halte- Kondensatoren 26 und 32 weiter an. Zur Zeit /„65 speaking spontaneously, the current / ₀ _{also rises at time J 1} . In the subsequent time interval from f to Λ, the current increases according to the I operation that is determined. At the end of the sampling period, the holding capacitors 26 and 32 are still on. For now /"

32/32 /

schaltet der Regler in den in Fig. 4 veranschaulichten, die Halteperiode darstellenden Schaltzustand über, und dementsprechend bleibt im Intervall I₂-I₃ der Ausgangsstrom I₀ konstant. In der folgenden Abtastungsperiode wird ein Abweichungssignal 24 & dem Regler zugeführt, dessen Amplitude dem des vorhergehenden Abweichungssignals - entspricht. Der Vorhaltkondensator 26 ist bereits, auf diesen Wert aufgeladen, so daß nur eine I-Regelung erfolgt und der Strom I₀ im Intervall i₃-f₄ linear ansteigt und während der anschließenden Halteperiode auf dem zuletzt eingegangenen Wert verbleibt.- Das gleiche wiederholt sich während der nächsten Abtastperiode t_s-t_G, deren zugeordnetes Abweichungssignal 24 c wiederum die gleiche Amplitude aufweist wie die beiden vorhergehenden Abweichungssignale.the controller switches to the switching state illustrated in FIG. 4 and representing the holding period, and accordingly the output current I ₀ remains constant in the interval I ₂ -I _3. In the following sampling period, a deviation signal 24 & is fed to the controller, the amplitude of which corresponds to that of the previous deviation signal -. The lead capacitor 26 is already charged to this value, so that only an I control takes place and the current I ₀ rises linearly in the interval i ₃ -f ₄ and remains at the last received value during the subsequent holding period. The same is repeated during the next sampling period t _s -t _G , whose associated deviation signal 24c again has the same amplitude as the two preceding deviation signals.

Ein abweichendes Verhalten tritt während der vierten. Abtastperiode auf: das Abweichungssignal 24 d weist eine größere Amplitude auf als die vorhergehenden Abweichungssignale 24 a bis 24 c. Dementsprechend erfolgt eine P-Regelung entsprechend dem Amplitudenzuwachs des Abweichungssignals, dem sich'eine I-Regelung anschließt. Hieraus reduzieren zunächst ein proportionaler sprunghafter Anstieg des Stromes/₀, dem ein annähernd linearer weiterer Anstieg im Intervall t₇-t₈ folgt, und dem sich während der folgenden Halteperiode t₈-t_g ein zeitlich konstanter· Strom anschließt. ι
. Während der fünften Abtastperiode ist das. Ab- «weichungssignaI24e gleich Null. Dies bewirkt eine Entladung· des Vorhaltekondensators 26 und damit einen proportionalen Sprung des Stromes /₀ auf einen geringeren Wert, und entsprechend der Amplitude 0 des Abweichungssignals 24 e ergibt sich . nunmehr bereits' im der Abtastperiode entsprechenden Zeitintervall fg-ijo ein zeitlich konstanter Strom, der sich auch während der - folgenden Halteperiode nicht ändert. Das in der anschließenden Abtastperiode zur Wirkung gelangende negative Abweichungssignal 24/ bewirkt zuerst ein weiteres, sprunghaftes, proportionales Absinken des Stromes /₀, und während der- Abtastperiode t_n-t₁₂ ergibt sich durch die I-Regelung ein weiteres, lineares Absinken des Stromes, bis dieser in der folgenden Halteperiode zeitlich konstant wird.A different behavior occurs during the fourth. Sampling period: the deviation signal 24 d has a greater amplitude than the preceding deviation signals 24 a to 24 c. Accordingly, a P control takes place in accordance with the increase in amplitude of the deviation signal, which is followed by an I control. This is initially reduced by a proportional sudden increase in the current / ₀ , which is followed by an approximately linear further increase in the interval t ₇ -t ₈ , and which is followed by a current that is constant over time during the following holding period t ₈ -t _g. ι
. During the fifth sampling period, the deviation signals are equal to zero. This causes a discharge of the lead capacitor 26 and thus a proportional jump in the current / ₀ to a lower value, and this results in accordance with the amplitude 0 of the deviation signal 24 e. now already 'in the time interval fg-ijo corresponding to the sampling period, a current which is constant over time and which does not change during the following holding period either. The negative deviation signal 24 / which comes into effect in the subsequent sampling period first causes a further, abrupt, proportional decrease in the current / ₀ , and during the sampling period t _n -t ₁₂ , the I control results in a further, linear decrease in the current until this becomes constant over time in the following holding period.

Wie die Beschreibung der Erfindung zeigt, kann der Regler gemäß der Erfindung ungeachtet seiner einfachen Konstruktion, nicht nur den eigentlichen Regelvorgang durchführen, sondern übernimmt auchAs the description of the invention shows, the controller according to the invention can regardless of it simple construction, not only carry out the actual control process, but also take over

ίο die Funktion eines Haltegliedes, so daß er in der Lage ist, das für die herkömmliche Abtastregelung erforderliche Halteelement zu ersetzen und damit in hohem.Maße das Abtastregelsystem zu .vereinfachen und seine Kosten zu reduzieren.ίο the function of a holding member, so that he is in the Is able to replace the holding element required for the conventional scanning control and thus in to a large extent to simplify the scan control system and reduce its cost.

Claims

'Claim:

PID controller for scanning control systems to which the output signal of a scanning device is sent

so. Execution of the control operation is supplied during the sampling period and to which a hold;

element for storing the output signal of the

- Controller is assigned during the holding period, characterized in that a known Control amplifier (29) with PI feedback (30, 32) and upstream lead element (25, 26) is provided, which has an additional return (31) as a holding element, and that ■ during the sampling period the output of the additional feedback (30) for storing the Output signal of the control amplifier (29) is separated from its input and during the Hold period of the output of the additional feedback (31) to the input of the control amplifier (29) is switched, while the "outputs of the PI feedback (30, 32) and the lead element (25, 26) for. Storage of the output signal of the control amplifier (29) or the last ! valid value of the control deviation (e) are separated from the input of the control amplifier. '-

1 sheet of drawings. ^