DE1804130A1 - Verfahren zur selbsttaetigen Optimierung eines aus zwei physikalischen Groessen gebildeten Produktes - Google Patents

Verfahren zur selbsttaetigen Optimierung eines aus zwei physikalischen Groessen gebildeten Produktes

Info

Publication number
DE1804130A1
DE1804130A1 DE19681804130 DE1804130A DE1804130A1 DE 1804130 A1 DE1804130 A1 DE 1804130A1 DE 19681804130 DE19681804130 DE 19681804130 DE 1804130 A DE1804130 A DE 1804130A DE 1804130 A1 DE1804130 A1 DE 1804130A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
value
multiplicand
switching
switching logic
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19681804130
Other languages
English (en)
Other versions
DE1804130B2 (de
DE1804130C3 (de
Inventor
Dr-Ing Andreas Boehringer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dornier System GmbH
Original Assignee
Dornier System GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dornier System GmbH filed Critical Dornier System GmbH
Priority to DE19681804130 priority Critical patent/DE1804130A1/de
Priority to GB1232147D priority patent/GB1232147A/en
Priority to CH523369A priority patent/CH512105A/de
Priority to JP5389469A priority patent/JPS4836159B1/ja
Priority to US3626198D priority patent/US3626198A/en
Priority to CA064054A priority patent/CA928830A/en
Priority to FR6935050A priority patent/FR2021063A1/fr
Publication of DE1804130A1 publication Critical patent/DE1804130A1/de
Publication of DE1804130B2 publication Critical patent/DE1804130B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1804130C3 publication Critical patent/DE1804130C3/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66Regulating electric power
    • G05F1/67Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/024Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S136/00Batteries: thermoelectric and photoelectric
    • Y10S136/291Applications
    • Y10S136/293Circuits
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S323/00Electricity: power supply or regulation systems
    • Y10S323/906Solar cell systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)

Description

DOBNIER SYSTEM GMBH 1 Q Π A 1 '5 Π
Friedrichshafen ' °
Verfahren zur selbsttätigen Optimierung eines aus zwei physikalischen Größen gebildeten Produktes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, durch das der Optimalwert eines Produktes selbsttätig eingeregelt werden kann, wenn das Produkt aus zwei über eine stetige Kennlinie funktionell voneinander abhängigen physikal-ischen Größen gebildet wird.
In vielen Fällen der Praxis ist es notwendig, daß sich ein System oder eine Anlage von selbst so einregelt, daß das Produkt zweier Multiplikanden einen optimalen Wert aufweist. Systeme, die dieser Forderung genügen, gehören in die Klasse selbstoptimierender Systeme. Als Beispiel sei hier kurz aufgeführt die Aufgabe, die elektrische Leistung eines Generators als Produkt aus Strom und Spannung automatisch stets auf dem günstigsten Wert zu halten, und zwar auch dann, wenn die Kennlinie des Generators, { d.h. der Zusammenhang zwischen Strom und Spannung sich ändert. Als besonderes Beispiel seien noch die iSnergie-Direktumformer erwähnt, bei denen sich aus verschiedenen Gründen die Strom-Spannungs-Kennlinien während des Betriebes erheblich ändern können. In diesem Zusammenhang sei an die Sonnenstrahlung als Energie-Quelle erinnert, die zum Beispiel in Satelliten verweno det wird und bei der die sogenannten Solarzellen eingesetzt wero den. Derartige ülnergie-^uellen zeigen einen sehr starken Wechsel
oo im Leistungsanfall· Je nach dem Ort und der Stellung des Satelli- ^ ten 1st die Strom-Spannungs-Kennlinie erheblichen Veränderungen 4^ unterworfen.
-* Aber auch bei anderen Einrichtungen oder Anlagen ist es
j* oft von großer Bedeutung, das Produkt zweier voneinander abhängiger physikalischer Größen stets automatisch auf seinan Optimal-
SAD ORIGINAL - 2 -
wert einzuregeln, z.B. dann, wenn durch äußere oder innere Einflüsse - wie etwa durch Druck und Temperaturverhältnisse, durch chemische Veränderungen der verwendeten Stoffe oder infolge Beschädigungen bzw. Ausfall von Teilelementen in einer aus einer größeren Anzahl von Einzel-Elementen oder Bauteilen zusammengesetzten Anlage - starke Schwankungen in der Charakteristik des Systems (im Systemverhalten) hervorgerufen werden. Wird bei solchen Schwankungen der Systemcharakteristik keinerlei zusätzlicher Einfluß auf das System vorgenommen, so kann nicht gewährleistet werden, daß stets das unter den jeweiligen Umständen mögliche fe Optimum des Produks erzielt wird«,
Dies sei verdeutlicht am Beispiel eines Generators aus Solarzellen,) der direkt auf eine Pufferbatterie konstanter Spannung arbeitet« Die Konstantspannung der Batterie muß dann so klein gewählt werden, daß auch unter den ungünstigsten Umständen,, d.bu bei den geringsten Zellenspannungen, bei denen noch sicher Energie vom Generator in die Batterie übertragen werden muß„ die Generatorspannung ausreichend über der Batteriespannuhg liegt. Bei höheren Generatorspannungen - und dabei oft kleineren Kurzschlußströmen - wird dann aber ein hoher Prozentsatz der eigentlich zur Verfügung stehenden Energie nicht genutzt.
Es ist unter solchen Umständen daher zweckmäßig, einen Eingriff in das System vorzunehmen, der es den neuen Verhält- W nissen so anpaßt, daß wieder das Optimum der mögliehen Energie übertragen wird.
Die Forderung an ein selbstoptimierendes System entspricht dem Problem der Variationsrechnung» wo der Extremwert eines Funktionais gesucht wird, das von irgendwelchen Punktionen abhängt. Solche selbstoptimierende Verfahren sind an sich bekannt. Um bei der Optimierung eines Produkts zweier Multiplikanden eine automatische Anpassung durchfuhren" zu können s benötigen die bisher o bekannten Verfahren aber all© eine Messung oder Berechnung des " ω Produktes selbst. Dies "bedeutet oft ■=> beispielsweise bei dta .
-» Optimierung einer elektrischen Leietnag - &ά©Β "beide Multipli- oo
^ kanälen getrennt erfaßt uad aiteiaaaclQs? amltipiisiegt werdes. aussea» Diese Multiplikation stellt ahm? ■=■ gleichgültig, auch vorgenommen wird » ©Ines ©ι%©Μ1ο!ιθ& to£i7g®& dar» Dl© ¥«■=» fahren alad usaständlicho iäs siad dasia ©ia© gs?@ß© Zahl koaplisi®r»
BAD ORIGINAL
ter Geräte erforderlich. Es handelt sich dabei sowohl um Kosten-, als auch um Raum- und Gewichtsaufwand.
In einem selbsteinstellenden System genügt es nicht, den Systemzustand zu einem bestimmten Zeitpunkt zu analysieren, um festzustellen, in welche Richtung sich das System bewegen muß, um die gestellten Bedingungen der Optimierung zu erfüllen. Es ist dazu ein ouchvorgang erforderlich, der allgemein ein wesentliches Kennzeichen aller selbstoptimierenden Systeme darstellt. Durch ihn wird die Analyse des Systemzustandes überhaupt erst möglich. Der ßuchvorgang wird als Probebewegung bezeichnet. Er entsteht durch eine gewollte Veränderung der Stellparameter, die die Probebewegung hervorruft, und klärt, in welche Richtung eine weitere Veränderung zu erfolgen hat, um zum Optimum zu gelangen. Diese weitere Verändacung wird dann Grundbewegung genannt. Probe- und Grundbewegung können gleichzeitig oder abwechselnd erfolgen oder sogar zusammengefaßt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Optimierung des Produkts zweier Größen ein Verfahren zu schaffen, das einfacher auszuführen ist und weniger Aufwand erfordert als die oben genannten bekannten Verfahren. Die Erfindung geht dabei von der oben genannten Möglichkeit aus, Probe- und Grundbewegung zusammenzufassen, denn diese Möglichkeit verspricht von Prinzip her einen geringen gerätetechnischen Aufwand. Erfindungsgemäß wird das Ziel dadurch erreicht, daß bei fortlaufenden Umschaltvorgängen abwechselnd jeweils der Spitzenwert des einen, b<iw. des anderen Multiplikanden gemessen und ein Teil k dieses Meßwertes einer den Ümschaltvorgang steuernden Schaltlogik zugeführt wird, die ihrerseits einen Stellgenerator so steuert, daß dieser über einen oder mehrer Stellparameter den Augenblickswert des einen, soeben mit seinem Spitzenwert gemessenen Multiplikanden stetig verringert»und den Augenblickswert des anderen
ο Multiplikanden dabei stetig vergrößert, wobei der nachfolgende ^ Ümschaltvorgang dann durchgeführt wird, wenn der Augenblickswert -* des nunmehr abnehmenden Multiplikanden den Teilbetrag k seines
•v» vorhergehenden Spitzenwertes erreicht hat. Diese Veränderung im ^ Wert der Multiplikanden stellt die Probe- und Grundbewegung dar. ° Dieses Verfahren hat gegenüber den bisher bekannten Verfahren
SAD ORIGINAL
den Vorteil, daß keine Messung des Produktes selbst mehr erforderlich ist und daß der Suchvorgang sich von selbst einstellt. Vorteilhafterweise wird der Teilbetrag k, der die Verringerung der einzelnen Multiplikanden darstellt, etwa in der Größenordnung von k«O,9 gewählt. Auf diese V/eise bleibt die Amplitude der Probebewegung gering. Für den Stellgenerator ist- wie oben erwähnt - die Bedingung wichtig, daß er über einen Eingriff in das System die einzelnen Multiplikanden stetig verändern kann. Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung ist dies etwa dadurch möglich, daß der Stellgenerator als Integrator ausgebildet ist, an dessen Eingang vor der Schaltlogik abwechselnd e.in positiver oder negativer Konstantwert angelegt wird und durch dessen Einwirkung auf das System dessen Arbeitspunkt verändert wird.
Die zum Messen der Multiplikanden benötigten Spitzenwertmesser können außerordentlich einfach aufgebaut sein. Von dem gemessenen Spitzenwert wird jeweils ein einstellbarer Prozentsatz k abgegriffen und der Schaltlogik zugeführt. Gemäß weiterer Ausbildung dor Erfindung können anstelle der Spitzenwertmesser auch Mittelwertmesser verwendet werden, wenn diese Mittelwertmesser eine solche Verzögerungszeit aufweisen, daß an ihrem Ausgang die infolge der Probebewegung auftretende Messwertänderung des betreffenden Multiplikanden unerheblich ist-,
· Das V/esen des Verfahrens besteht darin, daß zur Optimierung eines Produktes zweier Größen lediglich zwei Meßglieder und eine Schaltlogik erforderlich"3ind. Mit den Meßgliedern werden die Spitzenwerte der beiden Multiplikanden erfaßt. Die Schaltlogik dient zur Beeinflussung der Stellparameter im vorgegebenen, einzuregelnden System. Dabei kann es sich um einen oder mehrere Stellparameter handeln. Die Schaltlogik kennt zwei quasistabile Zustände. Im einen Zustand wird die Kennlinie in einer Richtung, im anderen Zustand in der umgekehrten Richtung durchlaufen. Bei Q Jedem Umschalten wird der dabei auftretende Spitzenwert des einen <o Multiplikanden gemessen und - wie erwähnt - ein einstellbarer -* Prozentsatz abgegriffen.
^ Nach einem Umschalten durch die Schaltlogik wird die Kenn- ~* linie so durchlaufen, daß der Wert desjenigen Multiplikanden, ο der unmittelbar vorher seinen Spitzenwert angenommen hatte, sich stetig verringert. Hat der Multiplikand nun einen Wert angenom-
BAO-ORIGINAL
men, der dem oben beschriebenen abgegriffenen Prozentsatz k des opitzenwertes entspricht, so wechselt der Ausgang der Schaltlogik seinen Zustand und der Arbeitspunkt des Systems durchwandert die Kennlinie in entgegengesetzter Richtung. In diesem Umschaltpunkt wird der Spitzenwert des zweiten Multiplikanden automatisch festgehalten. Auch von ihm wird völlig entsprechend der gleiche Teilbetrag, z.B. der Prozentsatz k, abgegriffen und als Steuerwerk für den folgenden Umschaltvorgang benutzt. Die beiden so charakterisierten Umschaltpunkte auf der Kennlinie stellen die beiden Endpunkte der Probebewegung dar.
An Hand der Zeichnungen sei die Erfindung nachstehend weiter erläutert:
Fig. 1 zeigt das Prinzip für den Ablauf des Verfahrens Fig. 2 zeigt den Ablauf des Verfahrens an der Kennlinie Fig. 3 zeigt eine gegenüber Fig. 1 etwas erweiterte Prinzip-Slcizzo
mit den schematisch eingezeichneten Geräten Fig. 4· zeigt ein einfaches Schaltbeispiel aus der Praxis Fig. 5 zeigt den Einfluß einer Kennlinien-Änderung In den Figuren 6 a bis d sind die Zusammenhänge diagramm-artig dargestellt.
In der Fig. 1 ist mit S das einzuregelnde System bezeichnet, und es ist angenommen, daß das Produkt U-I optimiert werden soll. Beim Beispiel eines elektrischen Generators sind die beiden für dieses System maßgeblichen Größen dementsprechend als Spannung U und Strom I zu interpretieren. Die Spitzenwerte beider Größen, d.h. der beiden Multiplikanden U und I werden in Spitzenwertmessern geraessen, z.B. die Spannung Ua in Spitzenwertmesser SpM 1 und der Strom Ij9 im Spitzenwertmesser SpM 2. Von beiden Spitzenwertmessern wird' jeweils ein Teilbetrag des Spitzenwertes, nämlich der Prozentaatz k · U0, bzw. k · einer Schaltlogik. SL zugeleitet. Außerdem werden die Augenblickswerte U ο und I selbst ebenfalls der Schaltlogik SL zugeführt. Die Schalt- ^ logik SL beeinflußt ihrerseits den Stellgenerator G, der über -* einen oder mehrere Parameter Z in. das System S .eingreift, um dort **. die oben beschriebene Veränderung, nämlich Verringerung des einen ΞΪ Multiplikanden und Vergrößerung des anderen. Multiplikanden durchzuführen.
BAD ORIGINAL c
An Hand der Fig. 2 soll nunmehr der Ablauf des Verfahrens "beschrieben werden. Es ist eine Strom-Spannungs-Kennlinie mit den Koordinaten U und I dargestellt. 2s sei angenommen, daß sich das System auf der Kennlinie augenblicklich im Punkt «· befindet und soeben eine Umkehrung der Bewegungsrichtung des Arbeitspunktes erfolgte. Dann wird im Spitzenwertmesser SpM 1 der Spitzenwert Ua der Spannung gemessen. Durch die oben schon erwähnte Probebewegung wird nun vom Stellgenrator G aus über den Parameter Z das System so verändert, daß die soeben mit ihrem Spitzenwert gemessene Größe, in diesem Falle die Spannung TJ, sich gemäß der Kennlinie stetig verringert- Die Spannung U wandert also von dem Wert Ua mit abnehmender Tendenz in Richtung sum Punkt P und über ihn hinaus. Wenn der Augenblickswert der Spannung den Teilbetrag k · Ua erreicht hat, befindet sich das System beispielsweise in dem Punkt/9 auf der Kennlinie«, Wie oben erläutert, findet hier durch die Schaltlogik eine Umschaltung statt und die Kennlinie wird in umgekehrter Richtung durchlaufen.. Im Umschaltpunkt ß wird der Spitzenwert Iß des Stromes im opitzenwertmesser SpM 2 gemessen und sein Teilbetrag k ° I0 der Schaltlogik zugeleitet» Wenn nun der zweite Multiplikand, d.h. der Strong den Teilbetrag k · erreicht hat, findet ein erneutes Umschalten statt und der Arbeitspunkt durchwandert die Kennlinie wieder in der erstgenannten Richtung. Solange der Arbeitspunkt noch nicht die optimale Lage auf der Kennlinie erreicht hat, sind die beiden Bewegungen auf der Kennlinie in aufsteigendem oder absteigendem Sinn nicht gleich groß und infolgedessen verschiebt sich die hier durchgeführte Probebewegung in einer überlagerten Grundbewegung in Richtung zum optimalen Arbeitspunkt hin. In der Fig. 2 ist angenommen, daß der Arbeitspunkt bereits den Punkt P optimaler Leistung erreicht hat» In diesem Falle sind die Amplituden der Probebewegung konstant, und der Arbeltspunkt wandert ständig zwischen den beiden Umschaltptmktea« und P hin und her«
Wenn die beiden Punkte α und ß nicht allzu weit vonöin- "" ander entfernt liegen, 'd.h. z.B. k einen Wejrt von etwa 0,9 aufweist! bleibt die Amplitude der Probabewegnag klein und hat. praktisch keinen Einfluß auf das abgegeben© PsOctakt Hol &©s Systems« ,DI© Leistung selbst ist somit in Ber@i©E cl©^ Pz?o"b©b@wögung klelnea Schwankungen iinfeeBsoyfeiu . ' '
181S/1101 ■ " " -
SAD OBJGiNAL
Verändert; sich durch irgendwelche Einflüsse die Kennlinie, so daß der Arbeitspunkt nicht mehr im optimalen Bereich liegt, so "wird diese Änderung sofort durch die Probebewegung erfaßt. Die Probebewegung verlagert sich durch die sich dabei ergebenden maximalen 'werte der beiden Multiplikanden selbsttätig in einer Grundbewegung so lange, bis ihre beiden Endpunkte auf der Kennlinie auf verschiedenen Seiten des Punktes liegen, wo das Produkt nunmehr seinen optimalen Y/ert besitzt. In dieser neuen Lage wird dann wiederum die Probebewegung dauernd durchgeführt, d.h., es stellt sich ein stationärer Zustand ein.
Die Fig. 3 zeigt einen der Fig. 1 entsprechenden Aufbau, jedoch sind in die einzelnen Bausteine zur Durchführung des Ver- * fahrens schematisch noch die benötigten Geräte eingezeichnet. Mit S ist wiederum das einzuregelnde System bezeichnet. In den Spitzenwertmessern SpLl 1 und SpM 2 sind die z.B. verwendbaren einfachen Dioden-Kondensatoren-Kombinationen eingezeichnet. Sodann sind in der Schaltlogik SL zunächst bistabile Kippstufen angeordnet, an deren Eingang die Anteile - 1 und + k der betreffenden Meßgröße bzw. des betroffenden Multiplikanden angelegt sind. In diesen Einrichtungen werden die Augenblickswerte des Multiplikanden mit dem eingespeicherten Prozentsatz k verglichen und somit der Schaltvorgang ausgelöst. Diebeiden Kippstufen sind mit ihren Ausgängen mit einer weiteren elektronischen Schalteinrichtung verbunden, die je nach Schaltstellung der vorgeordheten ί Kippstufen einen positiven oder negativen Konstantwert an den Stellgenerator G "anlegt. Im Stellgenerator G ist durch eine Kennlinie angedeutet, daß der Stellparameter Z über die Zeit t stetig veränderbar ist.
Die Erfindung bedarf aber nicht notwendig eines gesonderten Stellgenerators. Dies sei an einem besonders einfachen Ausführun^sbeispiel erläutert. In Fig. 4 ist ein Energie-Direktumformer K angenommen. In ihm ist durch eine Kennlinie die Abhängigkeit zwischen Spannung u und strom i festgehalten. Die von diesem Energie—Direktumformer abgegebene und einem Verbraucher V - gegebenenfalls über eine Speicherbatterie - zugeführte elektrische Leistung soll optimal gehalten werden. Hierzu werden - wie vereinfacht in der Fig. 4- dargestellt ist - in der oben schon beschriebenen V/eise die Spitzenwerte Urt und von Spannung und
009818/1101
Strom gemessen und ein Prozentsatz k von ihnen abgegriffen und der Schaltlogik SL zugeführt. Die Schaltlogik greift nun auf folgende Weise in das dargestellte System ein:
In die Verbindungsleitung zwischen Energie-üirektumformer K und Verbraucher V ist eine Drosselspule L eingefügt und ihr eine Diode D nachgeschaltet« Zwischen diesen beiden Schaltelementen ist ein schematisch dargestellter Schalter T angeschlossen, der die Verbindungsleitung kurzschließt*" und den Kurzschluß wieder öffnen kann. Der Schalter T wird durch die gestrichelt eingezeichnete Verbindung von der Schaltlogik SL aus gesteuert. Die Ausbildung des Schalters selbst ist von untergeordneter Bedeutung ™ - so kann z.B. ein mechanischer Kontakt ebenso verwendet werden wie ein elektronischer Schalter, z.B. eine Transistor- oder Thyristor-Schaltung.
Wird der Schalter T geschlossen, so ändert sich die Spannun nach dem Gesetz u « L · w . Der Arbeitspunkt durchläuft somit die Kennlinie in dem Sinn, daß die Spannung kleiner wird. Auch hier soll wieder die Forderung gelten, daß die Schaltlogik dann einen Umschaltvorgang einleitet, wenn die Spannung U den Wert k · Ua z.B. 0,9 · Ua erreicht hat. In diesem Augenblick wird der Schalter T wieder geöffnet und gleichzeitig der in diesem Augenblick herrschende Spitzenwert Ip des Stromes gemessen. Der Strom fließt infolge der Tatsache, daß die in der Induktivität t gespeicherte Energie nicht springen kann, weiter von der Drossel L über die Diode D zum Verbraucher V. Er nimmt dabei stetig ab. Wenn der Strom seinen Wert k ·' z.B. o,9 · I/3 erreicht hat, schließt die Schaltlogik SL den Schalter T wieder, wobei jetzt wieder die Kennlinie in der ursprünglichen Richtung durchlaufen wird und die Spannung abnimmt. Im Augenblick des Umschaltens war wieder der Spitzenwert Ua der Spannung gemessen und sein Prozentsatz k · Ua der Schaltlogik zugeführt worden. Damit hat das System eine vollständige Probebewegung durchgeführt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird keine gesonderte Probebewegung durchgeführt, und es ist kein eigentlicher Stellgenerator erforderlich. Vielmehr wird die vom Schalt-Charakter magnetischer Gleichstromwandler herrührende Bewegung des Arbeitspunktes gleichzeitig als Probe- und Grundbewegung für das Optimierungsverfahren verwendet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist
009818/1101
8AD
also der gerätetechnische Aufwand noch weiter verringert. Besonders wertvoll ist diese Ausführungsform für Generatoren kleinerer Leistung, z.B. Solargeneratoren.
In der Abbildung 5 ist nun der Fall dargestellt, daß sich die ötrom-Spannungs-Kennlinie ändert, üine derartige Änderung tritt z.B. bei Solarzellen auf, wenn sich der die Solarzelle tragende Satellit in seiner Bahn der Sonne genähert oder sich weiter von ihr entfernt hat. Liegt z.B. bei der ersten Satellitenstellung der Punkt optimaler Leistung bei Pa auf der Kennlinie K^, so sind a^ undß^ die Umschaltpunkte der zugehörigen Probebewegung. U01^ und I„* sind die Spitzenwerte von Spannung bzw. Strom in dem einen oder anderen Umschaltpunkt. Die dazugehörigen Teilbeträge sind mit k · U^ und k · Ιβ* bezeichnet.
Hat sich in einer neuen Position des Satelliten die Kennlinie verändert, so paßt sich die Probebewegung- der veränderten Kennlinie K2 an und verschiebt beispielsweise den Punkt maximaler Leistung für den zweiten Fall zum Punkt Pp. Hier sind wiederum ao und /3O die Umschaltpunkte der Probebewegung, während tL·,, und 1,32 die zugehörigen Spitzenwerte von Spannung bzw. Strom sind. In jeder der beiden Kennlinien stellen die schraffierten Flächen jeweils die optimale Leistung dar.
In der Fig. 6 sind im Diagramm die Zusammenhänge noch einmal dargestellt. Fig. 6 a zeigt eine nichtlineare Strom-Spannungs-Kennlinie, die Fig. 6 b zeigt eine z.B. ebenfalls nichtlineare Charakteristik des Stellgenerators, nach dem durch den Stellparameter Z die Spannung zwar stetig, aber nichtlinear, verändert wird. Fig. 6 c zeigt den Spannungsverlauf über axe Zeit t aufgetragen. Man erkennt, daß nach wenigen Probebewegungen sich ein stationärer Zustand in einer Pendelbewegung um den Punkt maximaler Leistung eingestellt hat. Fig. 6 d zeigt in entsprechender Darstellung den Stromverlauf über der Zeit bis zum stationären Zustand der Probebewegung.
Die Diagramme der Fig. 6 sollen lediglich rein schtmatisch die Zusammenhänge zeigen und stellen keine praktischen Beispiele mit Größenangaben dar·
Das am Beispiel der elektrischen Leistung gezeigte Optimierungsverfahren für Produkte zweier Größen ist selbstverständ-
009818/1101 .10-
lieh auch auf andere Systeme ohne weiteres anwendbar. In jedem Falle weist es den Vorteil eines einfachen Aufbaus und einer einfachen Durchführung auf.' Dabei ist stets nur die Kenntnis bzw. Messung der beiden Multiplikanden, und nicht des Produktes selbst erforderlich. Die Optimierung erfolgt in jedem Falle durch eine Beeinflussung der beiden Multiplikanden im entgegengesetzten Sinne in einer Probebewegung auf der Kennlinie des Systems.
9.10.1968
Bau/kn
003818/1101
BAD ORiGlNAL

Claims (1)

  1. Patent an s ρ r ü c h e :
    1. Verfahren zur selbsttätigen Einregulierung eines aus dem Produkt zweier über eine stetige Kennlinie funktionell voneinander abhängiger physikalischer Größen (Multiplikanden) gebildeten optimalen Wertes, dadurch gekennzeichnet, daß bei fortlaufenden Umschaltvorgängen abwechselnd ,jeweils der , Spitzenwert des einen bzw. des anderen Multiplikanden gemessen ™ und ein Teil k (O<k<1) dieses Meßwertes einer den Umschaltvorgang steuernden Schaltlogik (SL) zugeführt wird, die ihrerseits einaiStellgenerator (G) so steuert, daß dieser über einen oder mehrere Stellparameter (Z) den Augenblickswert des einen, soeben mit seinem Spitzenwert gemessenen Multiplikanden λ stetig verringert und den Augenblickswert des anderen Multiplikanden stetig vergrößert (Probebewegung), wobei der nachfolgende Umschaltvorgang dann durchgeführt wird, wenn der Augenblickswert den abnehnenden Multiplikanden den Teilbetrag k seines vorhergehenden Spitzenwertes erreicht hat.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der j Teilbetrag k««0t8 bis 0,9 gewählt ist.
    j. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der otellgenerator (G) als Integrator ausgebildet ist, an dessen Kingang von der ochaltlogik (SL) abwechselnd ein positiver oder negativer Ilonotantwert angelegt wird.
    ■'+. Verfahren entsprechend einem der Ansprüche 1 bis,3i gekenn- - zeichnet durch die Verwendung von Dioden-Kondensatoren-Kombinationen für die Messung und Speicherung der Spitzenwerte.
    009818/1101 * 2 '
    SAD ORIGINAL
    5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis J1 gekennzeichnet durch die Verwendung von Mittelwertraessern mit einer solchen Verzögerungszeit, daß an ihrem Ausgang die infolge der Probebewegung auftretende Meßwertänderung des betreffenden Multiplikanden unerheblich ist.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4I bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltlogik (SL) die Aufgaben des Stellgenerators durchführt und das System unmittelbar beeinflußt (vgl. Fig. 4).
    7. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei der Optimierung der von einem Energie-Direktumformer abgegebenen elektrischen Leistung, gekennzeichnet durch eine Drossel (L) mit nachgeschalteter Diode (D) in der Verbindungsleitung zwischen Direktumformer (K) und Verbraucher (V), wobei zwischen Drossel (L) und Diode (D) ein die Verbindungsleitung kurzschließender und von der Schaltlogik (SL) gesteuerter Schalter (T) angeschlossen ist.
    9.10.1968
    3au/kn
    009818/1101 BAD ORIGINAL.
    Θ4I Θ SJ θ
DE19681804130 1968-10-19 1968-10-19 Verfahren zur selbsttaetigen Optimierung eines aus zwei physikalischen Groessen gebildeten Produktes Granted DE1804130A1 (de)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19681804130 DE1804130A1 (de) 1968-10-19 1968-10-19 Verfahren zur selbsttaetigen Optimierung eines aus zwei physikalischen Groessen gebildeten Produktes
GB1232147D GB1232147A (de) 1968-10-19 1969-04-01
CH523369A CH512105A (de) 1968-10-19 1969-04-03 Verfahren zur selbsttätigen Einregulierung eines aus zwei in einem System gemäss einer Kennlinie stetig voneinander abhängigen physikalischen Grössen gebildeten Produktes auf einen optimalen Wert
JP5389469A JPS4836159B1 (de) 1968-10-19 1969-07-09
US3626198D US3626198A (en) 1968-10-19 1969-09-24 Process and apparatus for optimizing the product of two physical magnitudes
CA064054A CA928830A (en) 1968-10-19 1969-10-02 Process and apparatus for optimizing the product of two physical magnitudes
FR6935050A FR2021063A1 (de) 1968-10-19 1969-10-10

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19681804130 DE1804130A1 (de) 1968-10-19 1968-10-19 Verfahren zur selbsttaetigen Optimierung eines aus zwei physikalischen Groessen gebildeten Produktes

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1804130A1 true DE1804130A1 (de) 1970-04-30
DE1804130B2 DE1804130B2 (de) 1973-10-04
DE1804130C3 DE1804130C3 (de) 1974-05-02

Family

ID=5711008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19681804130 Granted DE1804130A1 (de) 1968-10-19 1968-10-19 Verfahren zur selbsttaetigen Optimierung eines aus zwei physikalischen Groessen gebildeten Produktes

Country Status (7)

Country Link
US (1) US3626198A (de)
JP (1) JPS4836159B1 (de)
CA (1) CA928830A (de)
CH (1) CH512105A (de)
DE (1) DE1804130A1 (de)
FR (1) FR2021063A1 (de)
GB (1) GB1232147A (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0029743A1 (de) * 1979-11-26 1981-06-03 Solarex Corporation Verfahren und Vorrichtung, um die maximale Ausgangsleistung einer Sonnenbatterie zu erhalten
US4559487A (en) * 1984-09-07 1985-12-17 Sundstrand Corporation Voltage regulator with independent peak and average voltage sensing
DE4325436A1 (de) * 1993-07-29 1995-02-02 Inst Luft & Kaeltetechnik Ggmbh Verfahren zur Regelung photovoltaischer Solaranlagen und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4204147A (en) * 1977-08-04 1980-05-20 Rca Corporation Power transfer apparatus
FR2485827A1 (fr) * 1980-06-26 1981-12-31 Aerospatiale Procede et systeme pour la production de puissance photovoltaique
US4404472A (en) * 1981-12-28 1983-09-13 General Electric Company Maximum power control for a solar array connected to a load
US4494180A (en) * 1983-12-02 1985-01-15 Franklin Electric Co., Inc. Electrical power matching system
FR2576722B1 (fr) * 1985-01-25 1987-04-30 Centre Nat Etd Spatiales Alimentation en courant continu a point de fonctionnement ajustable
CA1256942A (en) * 1985-06-20 1989-07-04 Gunther Mieth Circuit arrangement for feeding an electrical load from a solar generator
FR2634293B2 (fr) * 1988-01-29 1990-10-19 Centre Nat Etd Spatiales Systeme de regulation du point de fonctionnement d'une alimentation a courant continu en zone de caracteristique generateur de tension ou de courant imposee
FR2626689B1 (fr) * 1988-01-29 1990-07-13 Centre Nat Etd Spatiales Systeme de regulation du point de fonctionnement d'une alimentation a courant continu

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3391322A (en) * 1965-11-30 1968-07-02 Atomic Energy Commission Usa Constant power regulator with variable voltage boost
US3487291A (en) * 1967-04-19 1969-12-30 Edward J Dowgiallo Jr Constant power control of a power source
US3523239A (en) * 1967-12-11 1970-08-04 Systems Eng Electronics Inc Voltage regulated step-up apparatus

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0029743A1 (de) * 1979-11-26 1981-06-03 Solarex Corporation Verfahren und Vorrichtung, um die maximale Ausgangsleistung einer Sonnenbatterie zu erhalten
US4559487A (en) * 1984-09-07 1985-12-17 Sundstrand Corporation Voltage regulator with independent peak and average voltage sensing
US4567422A (en) * 1984-09-07 1986-01-28 Sundstrand Corporation Voltage regulator with maximum current limit
EP0195025A1 (de) * 1984-09-07 1986-09-24 Sundstrand Corporation Spannungsregler mit unabhängiger wahrnehmung von spitzen- und durchschnittsspannung
EP0195025A4 (de) * 1984-09-07 1988-05-03 Sundstrand Corp Spannungsregler mit unabhängiger wahrnehmung von spitzen- und durchschnittsspannung.
DE4325436A1 (de) * 1993-07-29 1995-02-02 Inst Luft & Kaeltetechnik Ggmbh Verfahren zur Regelung photovoltaischer Solaranlagen und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE4325436C2 (de) * 1993-07-29 2000-06-29 Inst Luft & Kaeltetechnik Ggmbh Schaltungsanordnung zur MPP-Regelung photovoltaischer Solaranlagen und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens

Also Published As

Publication number Publication date
JPS4836159B1 (de) 1973-11-01
CH512105A (de) 1971-08-31
FR2021063A1 (de) 1970-07-17
DE1804130B2 (de) 1973-10-04
GB1232147A (de) 1971-05-19
CA928830A (en) 1973-06-19
US3626198A (en) 1971-12-07
DE1804130C3 (de) 1974-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2437872A1 (de) Verfahren zum schnellen laden von batterien und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3225285C2 (de) Verfahren zum Betrieb einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage mit beliebig vielen Umformerstationen
DE112018002551T5 (de) Stromversorgungsgerät für Fahrzeuge
EP2608399B1 (de) Verfahren zur Erdschlusserkennung beim Betrieb eines Stromrichters
DE1804130A1 (de) Verfahren zur selbsttaetigen Optimierung eines aus zwei physikalischen Groessen gebildeten Produktes
EP3097622B1 (de) Windparkregelung mit verbessertem sollwertsprungverhalten
EP0571644A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Entlastung eines Kondensators eines gesteuerten Serienkompensators in Abhängigkeit der Belastung seines Ableiters
DE3039776A1 (de) Steuersystem
DE2904817A1 (de) Verfahren und schaltung zur steuerung eines hochspannungs-gleichstromsystems
DE2042107B2 (de) Umschaltlogik fuer umkehrstromrichter in kreisstromfreier schaltung, insbesondere in kreisstromfreier gegenparallelschaltung
CH662015A5 (de) Verfahren zum statischen kompensieren der blindleistung eines stromversorgungssystems.
DE1076245B (de) Schutzeinrichtung fuer einen Generator
DE3246930C2 (de) Verfahren und Anordnung zum Umschalten eines Verbrauchers von einem elektrischen Netz auf ein Stromversorgungsaggregat
DE2836308A1 (de) Verfahren zur regelung der gleichstromuebertragung bei gleichstrom-hochspannungsfernleitungen und regeleinrichtung zur ausfuehrung des verfahrens
WO2019174892A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum regeln einer elektrischen spannung
DE974154C (de) Wandler fuer vorzugsweise kleine Gleichstromgroessen auf Magnetverstaerkergrundlage
DE677822C (de) Relaisschaltung
DE475491C (de) Einrichtung zur Regelung der Kraftuebertragung zwischen Abschnitten eines Wechselstrom- oder Gleichstromnetzes
DE2347413C3 (de) Verfahren zur Steuerung des Überganges von Reihen- auf Parallelschaltung von Elementengruppen eines elektrochemischen Generators zur Speisung eines Motors
DE497642C (de) Vorrichtung, um an den Abnahmestellen eines Verbrauchers, z. B. einer Roentgenroehre, der an eine Stromquelle mit veraenderlicher Spannung angeschlossen ist, die Spannung mittels einer Gluehkathodenroehre konstant zu erhalten
DE102020114701A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Energiespeicheranordnung zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie sowie entsprechende Energiespeicheranordnung
DE737753C (de) Verfahren zur Steuerung von Umrichtern
EP3988227A1 (de) Blindnietverbinder-setzeinrichtung
DE737295C (de) Selbsttaetige Regeleinrichtung mit nachgiebiger Rueckfuehrung, insbesondere motorische Ruderlegvorrichtung in Flugzeugen
EP4391267A1 (de) Verfahren zum beeinflussen eines elektrischen leistungsflusses

Legal Events

Date Code Title Description
SH Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8339 Ceased/non-payment of the annual fee