DE1816068A1 - Method for controlling production or power machine systems by changing an input parameter of the system in order to drive an output parameter of the system to an optimal value - Google Patents
Method for controlling production or power machine systems by changing an input parameter of the system in order to drive an output parameter of the system to an optimal valueInfo
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Description
Verfahren zur Steuerung von Produktions- oder Kraftmaschinenanlagen durch Änderung eines Eingangsparameters der Anlage zwecks Treibens eines Ausgangsparameters der Anlage auf einenMethod for controlling production or power machine systems by changing an input parameter of the system for the purpose of driving an output parameter of the system to a
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Produktions- oder Kraftmasehinenanlagen durch Änderung eines Eingangsparameters der Anlage zwecks Treibens eines Ausgangs- parameters der Anlage auf einen Optiiaalwert.The invention relates to a method for controlling production or power machinery systems by changing an input parameter of the system for the purpose of driving an output parameter of the system to an optimal value.
Gemäß der Erfindung ist ein derartiges Verfahren dadurch gekennzeichnet9 daß ein mit der Anlage verbundener Digitalrechner so programmiert wirdj, daß er in sich jeweils wieder-According to the invention such a method is characterized in that a 9 connected to the system digital computer wirdj programmed so as to re in each
JLJL
BADBATH
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holender Folge folgende Tätigkeiten ausführt:carries out the following activities as a result:
a) Erzeugen eines Störungssignales Bl,a) generating a fault signal Bl,
b) überlagerung dieses Signales auf den Eingangsparameter 1 zwecks Erzeugung eines entsprechenden Störungssignales Xl im Ausgangsparameter X,b) superposition of this signal on the input parameter 1 for the purpose of generating a corresponding one Fault signal Xl in the output parameter X,
c) Herauslesen des Ausgangsstörungssignales Xl,c) reading out the output interference signal Xl,
d) Analysieren der Störungen der Ein- und Ausgangsparameter zwecks Bestimmung der Steigung Sl des Verhältniswertes Ausgang/Eingang,d) Analyzing the disturbances of the input and output parameters for the purpose of determining the slope Sl des Ratio output / input,
e) Erzeugen eines Korrektursignales Zl in Abhängigkeit von diesem Steigungswert, welches den Sinn angibt, in welchem der Eingangsparamter geändert werden muß, um den Ausgangsparameter auf seinen Optimalwert zu treiben, unde) Generating a correction signal Zl as a function of this slope value, which indicates the meaning, in which the input parameter must be changed, to drive the output parameter to its optimum value, and
f) überlagern dieses Korrektursignales auf den Eingangsparamter.f) superimpose this correction signal on the input parameters.
Ein Beispiel eines das erfindungsgemäße Verfahren verwirklichenden Steuersystems wird nunmehr unter Bezug auf dieAn example of a method realizing the method according to the invention Tax system will now be referred to with reference to the
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anliegenden Zeichnungen erläutert, in welchenaccompanying drawings explains in which
Fig. 1 ein Blockschema dieses Systems darstellt, Fig. 1 shows a block diagram of this system,
Fig. 2 ein dreidimensionales Diagramm zeigt,Fig. 2 shows a three-dimensional diagram,
in welchem verschiedene, in dem erfindungsgemäßen System auftretende Signale eingetragen sind,in which various occurring in the system according to the invention Signals are entered,
Fig. 5 ein Blockschema wiedergibt, welchesFig. 5 shows a block diagram which
verschiedene Zusammenhänge des in Fig. 1 gezeigten Blockschemas mehr im einzelnen erläutert, undvarious relationships of the block diagram shown in Fig. 1 more explained in detail, and
Fig. 4 ein Impulsdiagramm zeigt, welches dieFig. 4 shows a timing diagram showing the
in dem System verwendeten Signale erläutert.signals used in the system.
Fig. 1 zeigt in Form eines Blockschemas ein Gasturbinentriebwerk 1O9 welches, in Strömungsrichtung aufgezählt, einen Verdichter 12, einen Brenner 14, eine den Verdichter antreibende Turbine 16, ein Strahlrohr 18 und eine von diesem Strahlrohr gehaltene Ausschubdüse 20 mit veränderbarem Querschnitt aufweist. Der Brenner ist an eine Brennstoffquelle1 shows, in the form of a block diagram, a gas turbine engine 10 9 which, enumerated in the direction of flow, has a compressor 12, a burner 14, a turbine 16 driving the compressor, a jet pipe 18 and an ejector nozzle 20 with a variable cross section held by this jet pipe. The burner is on a fuel source
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angeschlossen, die mittels eines Ventils 22 gesteuert wird, welches selbst durch ein Signal 1 betätigt wird. Zur Schubdüse 20 gehört ein Servomotor 21I, welcher den Austrittsquerschnitt der Schubdüse verändert. Der Servomotor 21I wird durch ein Signal 2 betätigt. Die beiden Signale 1 und 2 werden nachstehend auch als Parameter bezeichnet.connected, which is controlled by means of a valve 22, which is itself actuated by a signal 1. A servomotor 2 1 I belongs to the exhaust nozzle 20 and changes the outlet cross section of the exhaust nozzle. The servomotor 2 1 I is actuated by a signal 2. The two signals 1 and 2 are also referred to below as parameters.
Eine Änderung der Parameter 1 und 2 hat Änderungen der Leistung X des Triebwerkes zur Folge, welch letztere mittels eines Schubmessers 26 gemessen werden kann. Das in Fig. 2 wiedergegebene Diagramm zeigt diese Änderung des Leistungswertes X innerhalb des Flächenbereiches 1 · 2 · X. Der durch Änderung der Parameter 1 und 2 erzielbare maximale bzw. optimale Schub ist durch einen Punkt X max bezeichnet. Geht man davon aus, daß die tatsächlich abgegebene Leistung X sich an der Stelle eines Punktes Xo befinde, dann muß der Leistungswert längs einer Linie Xr verschoben werden, um zu dem Punkt X max zu kommen. Der Wert Xr hat Komponenten Xl und X2 jeweils in den Richtungen der Achsen der Parameter 1 und 2.A change in parameters 1 and 2 results in changes in the power X of the engine, the latter by means of a thrust knife 26 can be measured. The diagram reproduced in FIG. 2 shows this change in the power value X within the surface area 1 · 2 · X. The through Changing the parameters 1 and 2 achievable maximum or optimal thrust is indicated by a point X max. Goes one assumes that the actually delivered power X is at the location of a point Xo, then the power value must be shifted along a line Xr in order to get to the point X max get. The value Xr has components Xl and X2 in the directions of the axes of parameters 1 and 2, respectively.
Das Triebwerk wird von einem Rechner 28 gesteuert, welcher die Parameter 1 und 2 im Sinne einer Haltung des Wertes X auf dem Punkt X max ändert. Zu diesem Zweck ist der Rechner gemäß der Erfindung folgendermaßen programmiert:The engine is controlled by a computer 28, which the parameters 1 and 2 in the sense of an attitude of Value X at point X max changes. For this purpose, the computer according to the invention is programmed as follows:
a) überlagern von Störungssignalen Bl, B2 auf diea) superimpose interference signals Bl, B2 on the
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Signale 1 und 2. Diese Störungssignale werden an den Summierstellen 30 und 32 zu den Signalen 1 und 2 hinzugezählt.Signals 1 and 2. These fault signals are on the summing points 30 and 32 are added to the signals 1 and 2.
b) Aufnehmen des Signales X, welches nun Störsignale enthältj die aufgrund der Signale Bl und B2 auftreten.b) Recording the signal X, which now contains interference signals that occur due to the signals B1 and B2.
c) Analysieren des Signales X mit Bezug auf die Signale Bi und zum Zwecke der Bestimmung der Wirkung dieser Signale auf den Wert X.c) analyzing the signal X with reference to the signals Bi and for the purpose of determining the effect of these Signals to the value X.
d) Erzeugen von Korrektursignalen Zl und! Z2 25weeks änderung der Parameter 1 und 2 im Sinne eines Hinwanderns des Punkte® X zu der Stelle X max«d) Generation of correction signals Zl and! Z2 25weeks change of parameters 1 and 2 in the sense of wandering point® X to point X max «
Damit eine Unterscheidung swisehe« den Signalen Bi vtnü B2 zum Zwecke dieser Analysierung möglieh ist, beruhen diese Signale auf einer Gruppe von Pseudogufalls-Binäralgnalere PRBN. Unter PBBH^Signalen versteht man eine Signalfolge, welche die Eigenschaft der Hullkorr@lation und aller verschobenen Versionen dieser Korrelation hat. Dies zeigt aielj am betten anhand der Fig. 3*\ welche Einselh©iten de© Reöhnes?» 28 vi&ßaw ■gibt* Ein.Schieberegister: 30 enthält die.Binärreifee itlOiOOSo that a distinction between the signals Bi vtnu B2 is possible for the purpose of this analysis, these signals are based on a group of pseudo random binary signals PRBN. PBBH signals are understood to be a signal sequence which has the property of the Hull correlation and all shifted versions of this correlation. This shows aielj in bed on the basis of Fig. 3 * \ which Einselh © iten de © Reöhnes? » 28 vi & ßaw ■ gives * A shift register : 30 contains the binary maturity itlOiOO
■ -..aw''We^t'η Jfwetit-gleiefe ue» ■ - .. aw '' We ^ t 'η Jfwetit-gleiefe ue »
ist und außerdem gleich der Gesamtzahl verschiedener Reihen ist, welche jeweils innerhalb einer Gruppe möglich sind. Die Impulsfolgen Al bis An stellen die PRBN-Signale dar, was jeweils durch Korrelation jeweils zweier solcher Folgen gezeigt werden kann.and also equal to the total number of different series which are possible within a group. The pulse trains Al to An represent the PRBN signals what can be shown by correlating two such sequences.
Unter Korrelation zweier Reihen versteht man die Bildung des Korrelationskoeffiaienten dieser Reihen, der wiederum durch den Vorgang der Aufsummierung der Produkte der Vorzeichen jeweils entsprechender Ziffern zweier Binärzahlen definiert ist. Zn diesem Zusammenhang wird das Vorzeichen jeweils einer Ziffer als mit +1 angenommen, wenn es sich um die Binärziffer handelt, und als -1 angenommen, wenn die Ziffer den Binärwert O hat. Wird diese Regel auf die beiden Reihen Al und A3 der Fig. 3 angewandt, so zeigt sich, daß die Produkte 32 der Vorseichen die Summe «1 bilden« Die gleiche Summe, d.h. der gleiche Korrelationskoeffisient wird jeweils durch Korrelation beliebiger zweier anderer Reihen Innerhalb der Reihenwerte Bl bis Bn erzeugt. Wird jedoch eine Korrelation zwischen einer beliebigen dieser Reihen und ihr selbst vorgenommen, d.h. eine Korrelation identischer Reihen, dann ergibt sieh ein Korrelationskoeffieient lu +7* Baraus ergibt sieh» daß es mOglieli isfe, jede der Reihen Al bis An jeweils einstin aus all den anderen Reihen si* kennen. Dieser Kennungsvorgang erfolgt durch Addition der jeweils einander entsprechenden Ziffern der betreffenden Reihen» Daraus ergibt sich eineCorrelation of two series is understood to mean the formation of the correlation coefficient of these series, which in turn is determined by defines the process of adding up the products of the signs of corresponding digits of two binary numbers is. In this context, the sign is always one Digit assumed to be +1 if it is the binary digit, and assumed to be -1 if the digit has the binary value O. If this rule applies to the two rows Al and A3 3 applied, it can be seen that the products 32 of Pre-mark the sum "make 1" The same sum, i.e. the the same correlation coefficient is determined by correlation any two other rows within the row values Bl until Bn is generated. However, if a correlation is made between any of these series and itself, i. E. a correlation of identical series results in a correlation coefficient lu + 7 * Bar, which results in it mOglieli isfe, each of the rows Al to An each one out all the other ranks you know. This identification process is done by adding the corresponding Digits of the relevant series »This results in a
Reihe Ax, die als Kollektivpegel bezeichnet sei. Wird die Reihe Ax mit einer beliebigen der Reihen Al bis A7S beispielsweise mit der Reihe Al zur Korrelation gebracht, so zeigt sich, daß die Korrelationsprodukte eine Reihe Ax bilden, die identisch mit der Reihe Al ist. Dies bedeutet, daß es möglich ist, zu jeder einzelnen derjenigen Reihen Zugang zu haben, welche der Reihe Ax entsprechen. Es wird bemerkts daß beim vorliegenden Beispiel der Korrelationskoeffizient für jeweils zwei identische Reihen den Wert -1 hat. Dies ist so, weil die jeweils ausgewählten Reihen alle eine "1" mehr als "0"-en haben. Wird die Anzahl der'O"-en und der "l"-en jeweils innerhalb der Reihe gleich groß gemacht, indem jeweils eine "1" weggenommen wird, so wird der Korrelationskoeffizient zweier identischer Reihen den Wert -s-β annehmen. Der entsprechende Korrelationskoeffisient für ungleiche Reihen wäre dann beim vorliegenden Beispiel gleich Null« Wenn also aus irgendwelchen Gründen das PRBN-Signal eine ungerade !SOm oder "1" aufx-ieist und folglich keine Korrelation zu dem Wert Null hat, dann kann die Nullkorrelation dadurch sichergestellt werdens daß die ungerade "0" bzw» "1" vernachlässigt Die Bedeutung dieser Regel ergibt sich noch später =Row Ax, which is called the collective level. If the series Ax is correlated with any of the series A1 to A7 S, for example with the series A1, it is found that the correlation products form a series Ax which is identical to the series A1. This means that it is possible to have access to each and every one of the rows which correspond to the row Ax. It is noted that s for each of two identical rows has the value -1 in the present example, the correlation coefficient. This is because the rows selected each have one "1" more than "0" s. If the number of "O" s and "1" s within the row is made the same by removing a "1" in each case, the correlation coefficient of two identical rows will assume the value -s-β Correlation coefficient for unequal rows would then be zero in the present example. If, for some reason, the PRBN signal is an odd ! S O m or "1" and consequently has no correlation to the value zero, then the zero correlation can be ensured that the odd "0" or »" 1 "is neglected. The meaning of this rule will emerge later =
Zum Zwecke der Bildung von Korrelationssign.alen Zl und Z2For the purpose of forming correlation signals Zl and Z2
wird der Rechner so programmiert s daß er die folgende Rechnungthe computer is so programmed that it s the following calculation
- 7 en« α*-λ ,-«.._ »AD ORIGJNAL- 7 en «α * - λ , -« .._ »AD ORIGJNAL
durchführt:carries out:
n-1n-1
(D Sj =(D Sj =
(n-1) Bjo(n-1) Bjo
fsgn (Bjl)x X"i] - Sgn (Bjp)x Xpfsgn (Bjl) x X "i] - Sgn (Bjp) x Xp
n-1n-1
(2) Cj =(2) Cj =
(n+1) (Bjo)(n + 1) (Bjo)
[s[s
sgn (Ajsgn (Aj
-Sgn(Aj(q+|)) χ Ί (q+|)-Sgn (Aj (q + |)) χ Ί (q + |)
i=oi = o
j = die Nummer (1, 2, 3, ... n) dee Parameters, Zj = das Korrektursignal für den Parameter j, Sj s die Steigung des Paraeter· j,j = the number (1, 2, 3, ... n) of the parameter, Zj = the correction signal for parameter j, Sj s the slope of the parameter j,
vi ;i 909833/0926vi ; i 909833/0926
Cj * die Krümmung (d.h. den Xnderungsgrad der Steigung) des Parameters j,Cj * the curvature (i.e. the degree of change in the slope) of the parameter j,
Aj a die jeweils zur Steuerung des Parameters j ausgewählte PRBN-Reihe,Aj a the PRBN series selected in each case to control parameter j,
Bj * das Signal Aj in Schräg*ltnfctnform, welches zur Störung des Parameters j verwendet wird und mit Besug auf einen Nullmittelwtrt nach beiden Seiten hin veränderlich ist,Bj * the signal Aj in oblique * ltnfctnform, which for Disturbance of the parameter j is used and with a reference to a zero mean value on both sides is changeable
η s dia ttesamtaatil der in der PKBK-Reihe enthaltenen Ziffern und auch die 6es&»ts«hl der mit einer n-liffrigcn leihe steuerbaren Parameter j s η s dia ttesamtaatil of the digits contained in the PKBK series and also the 6es &"ts" hl of the parameters that can be controlled with an n-liffrigcn borrow j s
dia »uiffite? (Ο, %g 2, cc n) jeder dieserdia »uiffite? (Ο, % g 2, cc n) each of these
das dü*9h das Signcl BJ gestörte dor Anlas®« welch®» sieh alt; Boaug auf n&Gh iaciöen Saigon hinthe dü * 9h the sign BJ disturbed dor Anlas® «welch®» looks old; Boaug on n & Gh iaciöen Saigon
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8 und 8 and
«'den Wo^fe i®F 021OSq i» welelies» ©iao soga^ivo @i?@Öa«'Den Wo ^ fe i®F 02 1 OSq i» welelies »© iao soga ^ ivo @i? @ Öa
BAD ORlOlNAUBAD ORlOLNAU
Die obige Formel kann leicht in bekannter Programm-* •prache angeschrieben werden und in den Rechner eingegeben werden, so daß sie in diesem ein Arbeittprogramm bildet. Die Werte, mit welchen dieses Programm ausgewertet werden soll, werden von den Signalen Aj, Bj und Ϊ gebildet.The above formula can easily be used in well-known programs * • written in the language and entered into the computer so that it forms a work program in this. the Values with which this program is to be evaluated are formed from the signals Aj, Bj and Ϊ.
Die Bedeutung der einzelnen Schritte der obigen Formel und ihr Zusammenhang nit dem Triebwerk wird nunmehr im einet Inen beschrieben,The meaning of the individual steps of the above formula and their connection with the engine will now be described in one piece,
Das Arbeisspiel des Registers 30 wird durch ein Startsignal 34 eingeleitet, welches die Prebebildungsperiode des 3yitems bestimmt. Saa Signal 34 löst atiltrdtt» ein Seitsignal 36 C?ige 4} fttut, welches die Siffemperiode der in den PRBM-Reitsen enthaltenen Ziffern i bestiMt. Die Reihen A und A2 sind äquivalent wit Reeiiteckswelleii und die Anordnung ist so gft troffest*- daA Jiweil» dl· 2*lts$aitJt· «ine? «inselnen i UQV t>»trifferatof! Beiß· sich über reel iMpttlsgterioäen signals 3$The working cycle of the register 30 is initiated by a start signal 34, which determines the pre-formation period of the 3yitems. Saa Signal 34 triggers atiltrdtt »a side signal 36 C? Ig e 4} fttut, which determines the Siffemperiod of the digits contained in the PRBM-Reitsen. The rows A and A2 are equivalent to Reeiiteckswelleii and the arrangement is so gft droffest * - that "dl · 2 * lts $ aitJt ·" ine? «Islands i UQV t>» trifferatof! Bite yourself over reel iMpttlsgterioie signals 3 $
Dae ieetmerp^QSraasi liami als au® vi«x» Abschnitten 38 4a und 44 {fig, 5) btfteilend aiisaseheon. wtrden, in walchen die WtFte Bj, Sj8 Oj ma Ij ö^aausfc -werden.-Dae ieetmerp ^ QSraasi liami as au® vi «x» sections 38 4a and 44 {fig, 5) dividing aiisaseheon. wtrden, in walchen the WtFte Bj, Sj 8 Oj ma Ij ö ^ aausfc -be.-
R«ib· Al ■ in R «ib · Al ■ in
- so ■* " . - so ■ * " .
SO0i33/C?SlSSO0i33 / C? SlS
Signal Bl umgewandelt, welches ein Schrägflankensignal darstellt, das darauf beruht, daß der Signalpegel aufgrund des Signäles Al nicht auf den Nullwert zurückgeht. Dies bedeutet, daß die-einzelnen Ziffern i der Reihe Al zur Erzeugung eines Schrägflankensignals 46 benutzt werden und daß jeweils solche aufeinanderfolgende Schrägflankensignale jeweils entgegengesetzte Steigung haben, so daß das Signal keinen scharfen Signalanstieg oder Signalabfall aufweist. Wie bereits erwähnt wurde, wird das Signal Bl an die Summierstelle 30 angelegt, so daß dem Signal 1 eine Störung überlagert wird und es ist klar, daß diese Störung dem Schrägflankensignal 46 entspricht, d.h., daß dann auch das Signal 1 einen den Schrägflanken des Schrägflankensignals 46 entsprechenden Signalanstieg und Signalabfall aufweist. Der Mittelwertspegel des Signales Bl wird mit 0 bezeichnet und entspricht dem Pegel, welchen das Signal 1 ohne die ihm überlagerten Störungen aufweisen würde. Die Bildung einer Arithmetischen Reihe im Rechner zwecks Erzeugung des Schrägflankensignals und die Festlegung des Mittelwertspegels dieses Signals sind in der Programmiertechnik allgemein bekannt.Converted signal Bl, which represents a leading edge signal, which is based on the fact that the signal level due to the Signals Al does not go back to the zero value. This means, that the individual digits i of the series Al to generate a Sloping edge signal 46 are used and that in each case such successive leading edge signals each have opposite slope, so that the signal is not sharp Signal rise or fall. As already mentioned, the signal Bl is applied to the summing point 30, so that a disturbance is superimposed on signal 1 and it is clear that this disturbance corresponds to the leading edge signal 46, that is to say that the signal 1 then also has a signal rise corresponding to the leading edges of the leading edge signal 46 and Has signal drop. The mean level of the signal B1 is denoted by 0 and corresponds to the level which the Signal 1 would have without the interference superimposed on it. The formation of an arithmetic series in the computer for the purpose of generating the leading edge signal and the definition of the mean value level of this signal are part of programming technology well known.
Es wird daran erinnert, daß das Signal eine "1" mehr als "0"-en aufweist. Dies wurde deshalb so festgelegt, damit sichergestellt ist, daß das Signal Bl ohne Vertikalstufe an das jeweils entsprechende Signal Bl der jeweils nächstenIt is reminded that the signal is a "1" more as "0" s. This was therefore determined in such a way that it is ensured that the signal B1 comes on without a vertical step the respective corresponding signal B1 of the next
- ti -- ti -
.:.,·■«ϊ 3,,,, 909833/0925 *AD °mmL .:., · ■ «ϊ 3 ,,,, 909833/0925 * AD ° mmL
Probebildungsperiode anschließt» Diese ungerade "1" wird jedoch später im Programm wieder beseitigt,Trial period follows »This becomes odd" 1 " but eliminated later in the program,
Ein Vorteil der Verwendung eines Schrägflankensignals, welches nicht auf seinen Nullwert zurückgeht, eur Störung des Signals i liegt darin« daß das Triebwerk auf ein derartiges Signal mit einiger Genauigkeit anspricht. Hätte das Signal die Form einer Rechteckswelle anstelle der Form eines Schrägflankensignals, dann würde es dem Triebwerk schwerfallen« den scharfen Signalanstiegen und Signalabfällen einer solchen Rechteckswelle jeweils genau zu folgen und das Triebwerk würde durch ein derartiges Signal auch unzulässig rauh beansprucht*An advantage of using a leading edge signal, which does not go back to its zero value, your disturbance of the signal i lies in the fact that the engine is on such a thing Signal responds with some accuracy. If the signal had the The form of a square wave instead of the form of a leading edge signal would make it difficult for the engine to follow the sharp signal rises and falls of such a square wave exactly and the engine would also inadmissibly rough stressed by such a signal *
Das Signal B2 ist ähnlich wie das Signal Bi ebenfalls ein nicht auf seinen Nullwert zurückgehendes Schrägflankensignal und beruht auf dem Signal A2 und dient dazu,in entsprechender Weise das Signal 2 zu sturen.The signal B2 is similar to the signal Bi as well a leading edge signal that does not return to its zero value and is based on signal A2 and is used to control signal 2 in a corresponding manner.
Die kombinierte Wirkung der Signale Bl und B2 auf das Triebwerk bewirkt, daß die Leistung X desselben in der in Fig. 4 gezeigten Weise um einen Störungsbetrag X* geändert wird. Fig. 4 zeigt außerdem das Komponentensignal Xl, welches die Wirkung versinnbildlicht, welche das Signal Bl haben würde, wenn es allein zugeführt würde. Ein entsprechendes Komponentensignal X2 zeigt die Einzelwirkung des Signals B2. DieThe combined effect of the signals B1 and B2 on the engine causes the power X of the same in the in 4 is changed by an amount of interference X * will. Fig. 4 also shows the component signal Xl, which symbolizes the effect that the signal B1 would have, if it were fed alone. A corresponding component signal X2 shows the individual effect of the signal B2. the
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Signale Xl und X2 existieren als solche nicht, wenn die Parameter 1 und Z jeweils gleichzeitig gestört werden* Sie werden lediglich deshalb gezeigt« weil die Korrelation den Zweck hat, die Kennung der Steigung und der Krümmung dieser Signale Xl und X2 zu ermöglichen»Signals Xl and X2 do not exist as such if parameters 1 and Z are disturbed at the same time * They are only shown «because the purpose of the correlation is to enable the slope and curvature of these signals Xl and X2 to be identified»
Im Abschnitt *tO des Programms wird die Steigung Sl des Signales Xl durch Korrelation der Signale Bl und X entsprechend der Formel (1) vorgenommen. Die Steigung 32 des Signalee X2 wird in gleicher Weise festgestellt. Nimmt man beispielsweise den WertBl in die Formel hinein, so ergibt sich, daß der AusdruckSgn CBIi) χ Xi das Produkt des Vorzeichens des Signals Bl für jede der sieben Ziffern i von O bis 6 ergibt. Der Ausdruck Sgn (BIp) χ Xp wird zum Zwecke der Beseitigung der ungeraden 11I" subtrahiert. Die Summation dieser Produkte ergibt den Korrelationskoeffizienten. Eine Division dieser Summation durch den Ausdruck η - 1 ergibt den mittleren Änderungswert der Größe X, welcher gleich dem mittleren Änderungswert der Qröße X ist und eine weitere Division durch den Modul von Bl für die Beziehung I=O ergibt die Steigung Sl. Was das Signal X anbelangt, so ist es einfach, den Mittelwert der Störungswerte des Signals X zu bilden und das Signal X jeweils als positive oder negative Abweichung von diesem Mittelwert darzustellen. Dies erfolgt im Abschnitt 39 (Fig. 3) des Programms durch Hinzuaddierung der jeweils höchsten undIn section * t0 of the program, the slope S1 of the signal Xl is made by correlating the signals B1 and X according to the formula (1). The slope 32 of the signal X2 is determined in the same way. If, for example, the value B1 is included in the formula, the result is that the expression Sgn CBIi) χ Xi results in the product of the sign of the signal B1 for each of the seven digits i from 0 to 6. The expression Sgn (BIp) χ Xp is subtracted for the purpose of eliminating the odd 11 I ". The summation of these products gives the correlation coefficient. A division of this summation by the expression η - 1 gives the mean change value of the quantity X, which is equal to the mean Change value of Q size X and a further division by the module of B1 for the relationship I = O gives the slope S1. As far as the signal X is concerned, it is easy to average the interference values of the signal X and the signal X in each case as a positive or negative deviation from this mean value This is done in section 39 (FIG. 3) of the program by adding the highest and
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niedrigsten Werte der Abweichungen der Größe X jeweils während der Probebildungeperiode und durch Division des Ergfbnisaes durch die Zahl 2 zwecks Bildung des Mittelwertes. Dieser Mittelwert wird sodann für jede Zifferstelle i der Reihe von dem Wert Xi subtrahiert, wodurch die Reihe X hergestellt wird. Es ist klar, daß die Form der Reihe X* tatsächlich derjenigen der Größe X entspricht, daß jedoch ihr Mittelwert dem Nullwert entspricht«lowest values of the deviations of the size X respectively during the trial formation period and by dividing the result by the number 2 for the purpose of forming the mean value. This mean value is then for each digit i in the series of is subtracted from the value of Xi, producing row X. It is clear that the shape of the series X * is actually of those corresponds to the quantity X, but its mean value is zero is equivalent to"
Es zeigt sich außerdem, daß das Signal Z äquivalent mit dem Signal Ax des oben gegebenen allgemeinen Korrelationsbeispieles ist und daß die Korrelation zwischen den Größen Bl und X* auch auf die Komponente Xl des Signales X anwendbar ist, genau so wie bei dem gegebenen allgemeinen Beispiel die Reihe Al auch für die Reihe AIx Gültigkeit hat. Während jedoch bei dem allgemeinen Beispiel die einzelnen Reihen addiert werden müssen, um die Reihe Ax zu bilden, wobei jede dieser Reihen unverändert bleibt, d.h. jede dieser Reihen einen Zuwachs um den Wert 1 bekommt, haben bei Zuführung der Reihen Al und A2 zu dem Triebwerk diese letzteren Reihen jeweils von 1 verschiedene Zuwachsraten, wie sich dies aus Fig. 4 tür das Signal X ergibt. Die Korrelationseigenschaften des Signals werden jedoch durch diese Zuwachsbeträge nicht wesentlich beeinflußt.It can also be seen that the signal Z is equivalent to the signal Ax of the general correlation example given above and that the correlation between the quantities B1 and X * can also be applied to the component Xl of the signal X, just as in the general example given the Al series is also valid for the AIx series. However, while in the general example the individual rows must be added to form the row Ax, each of these rows remaining unchanged, ie each of these rows being increased by the value 1, when the rows A1 and A2 are fed to the engine these latter rows each of 1 different growth rates, as can be seen from Fig. 4, the signal X door. However, the correlation properties of the signal are not significantly affected by these incremental amounts.
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, OfflQiNAL INSPECTED, OfflQiNAL INSPECTED
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In der Pormel (2) wird im PpogrÄBßiabechnitfc kZ der Wert Cj durch Korrelation der Qrößen Aj und £ festgelegt. DerIn formula (2), in the PpogrÄBßiabechnitfc kZ, the value Cj is determined by correlating the quantities Aj and £. Of the
Ausdruck Β&ά CMIi ♦ § >5 χ IT (i ^ | j ergibt die Korrelation«· produkte und deren Suramation ergibt den Korrelationeko- ^ffisienten· Der Ausdruck Sgn (Ai(C* ·|)) χ X (q + 5) wird zum Zwecke der Eeßöitigung der ungeraden "0" abgesogen. Eine Division durch den Ausdruck (n + 1)/2 ergibt die mittlere Abweichung des Signals X jeweils an den Mittelpunkten der Ziffern i, d.h. an den Stellen i + | und diese Abweichung stellt einen Krümmungsindex dar. Eine Multiplikation mit dem Ausdruck ~2/(Bjo)2 ergibt eine Annäherung an die erste Ableitung der. Steigung, d.h. aft die Krümmung.Expression Β & ά CMIi ♦ §> 5 χ IT (i ^ | j results in the correlation «· products and their suramation results in the correlation cosients · The expression Sgn (Ai (C * · |)) χ X (q + 5) becomes for the purpose of eliminating the odd "0." Division by the expression (n + 1) / 2 gives the mean deviation of the signal X at the midpoints of the digits i, ie at the points i + | and this deviation represents one A multiplication by the expression ~ 2 / (Bjo) 2 results in an approximation of the first derivative of the slope, ie aft the curvature.
In der Formel (3) wird im Programmabschnitt 44 die Steigung durch die Krümmung dividiert9 wodurch die Korrektursignale Zi und ZZ erstellt werden, welche den Summierstellen 30 und 32 augeführt werden, um die Parameter 1 und zum Punkt X max jeu treiben. Die Tatsache, daß die Steigung durch die Krümmung dividiert wird,bedeutet, daß dort, wo die Steigung gleich Null ist, das Korrektursignal ebenfalls gleich Null sein wird, unabhängig davon, ob irgendwelche Krümmungsfehler vorliegen oder nicht. Es kann gezeigt werden, daß, wenn die Fläche 1 · 2 · X auf einer quadratischen Gleichung beruht, die Oberführung von dem Punkt Xo zum Punkt X max mittels eines einsigen KorrelationsschrittesIn the formula (3), the slope is in the program portion 44 divided by the curvature 9 are created whereby the correction signals Zi and ZZ which the summing points are eye leads 30 and 32, the parameters 1 and the point X max jeu drive. The fact that the slope is divided by the curvature means that where the slope is zero, the correction signal will also be zero, whether or not there are any curvature errors. It can be shown that when the area 1 * 2 * X is based on a quadratic equation, the transfer from point Xo to point X max by means of a single correlation step
ORIGINAL INSPECTED 909833/0925ORIGINAL INSPECTED 909833/0925
ausgeführt werden kann. Sonst sind zwei oder mehr solcher Korrelationsschritte notwendig, um den Punkt X max zu erreichen und es ist klar, daß der Rechner fortgesetzt arbeitet, um diese Schritte auszuführen. Auf diese Weise wird das Triebwerk in einem dem Punkt X max entsprechenden Betriebszustand gehalten.can be executed. Otherwise there are two or more of them Correlation steps necessary to reach the point X max and it is clear that the computer continues to work to follow these steps. In this way, the engine is in an operating state corresponding to point X max held.
Jede Anzahl von Parametern bis zu der Zahl η - 1 kann Anwendung finden, vorausgesetzt,daß zwischen diesen Parametern innerhalb des Triebwerkes irgendwelche mögliche wirkungsmäßige Zusammenhänge bestehen.Any number of parameters up to the number η - 1 can be used provided that between these parameters there are any possible functional relationships within the engine.
Die Hauptvorteile der Erfindung ergeben sich aus der Tatsache daß PRBN-Reihen in Verbindung mit einem zweipegeligen, nicht rechteckigen Störungesignal Anwendung finden. Unter einem zweipegeligen Signal versteht man ein Signal, welches fortgesetzt zwischen einem Höchstwert und einem Niedrigstwert ansteigt und abfällt und nicht über nennenswerte Zeiträume hinweg an irgendeinem Zwischenpegel stehenbleibt. Das Schrägflankensignal stellt ein Beispiel eines solchen zweipegeligen Signales dar und solche Signale sind natürlich leicht zu erzeugen und zu verarbeiten. Unter einem nichtrechteckigen Signal versteht man ein Signal, welches keine scharfen Signalanstiege oder Signalabfälle aufweist, wie sie beispielsweise für Rechteckswellensignale charakteristisch sind, sondern welches beispiels-The main advantages of the invention result from the fact that PRBN series in connection with a two-level, non-square interference signal are used. Under a A two-level signal is understood to be a signal that continues to rise between a maximum value and a minimum value and falls and does not remain at any intermediate level for appreciable periods of time. The leading edge signal represents an example of such a bi-level signal and such signals are of course easy to generate and to process. A non-rectangular signal is understood to be a signal that does not have any sharp signal increases or Has signal drops, such as those for square wave signals are characteristic, but which exemplary
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weise die Form eines Schrägflankensignals hat, oder die Form einer Vorzeichenwelle oder jede beliebige andere Signalform, welche es möglich macht, die einzelnen Ziffern der PRBN-Reihe ohne scharfe Stufen festzustellen. Derartige Wellen werden also als nichtrechteckige Wellen oder als Wellen mit endlicher Steigung bezeichnet. Die Bedeutung dieser Forderung liegt darin, daß Rechteckswellen es schwierig machen, die Steigung des Signals X zu bestimmen, wenn diese Steigung entweder gleich oder ungefähr gleich Null ist. Um dies deutlicher zu machen, ist in Fig. 4 ein Signal XIa eingetragen, welches einer Änderung des Signals Xl entspricht, wenn der Parameter 1 nahe des Höchstpunktes Xl max auf der Fläche 1 · 2 · X liegt. Wie dies auch bei den Signalen Xl, X2 und X der Fall ist, so wird auch das Signal XIa mit Bezug auf einen Nullmittelwert festgelegt, um die Bildung positiver und negativer Werte des Signales zum Zwecke der Steigungskorrelation zu ermöglichen. Wäre das Signal Bl eine Rechteckswelle und nicht eine nichtrechteckige Welle, dann würde das Signal XIa die Form eines scharfen Spitzimpulses 48 haben und dieser würde es sehr schwierig oder sogar unmöglich machen, eine genaue" Messung der Signalgröße anhand der Spitze des Spitzimpulses vorzunehmen, doch ist, wie bereits erwähnt wurde, eine solche Messung notwendig, um den Mittelwert für die Nullinie zu bilden. Die Erfindung macht es also möglich, insbesondere an derwise has the shape of a leading edge signal, or the shape a sign wave or any other waveform that enables the individual digits of the PRBN series without any sharp steps. Such waves are called non-rectangular waves or waves with finite Called slope. The importance of this requirement is that square waves make it difficult to trace the slope of the Signal X to be determined when this slope is either equal to or approximately equal to zero. To make this clearer a signal XIa is entered in Fig. 4, indicating a change of the signal Xl when the parameter 1 is close to the maximum point Xl max on the area 1 * 2 * X. Like this is also the case with the signals Xl, X2 and X, then the signal XIa is also determined with reference to a zero mean value, to enable the formation of positive and negative values of the signal for the purpose of the slope correlation. If the signal B1 were a square wave and not a non-square wave, then the signal XIa would be in the form of a sharp peak pulse 48 and this would be very make it difficult or even impossible to make an accurate "measurement of the signal size using the peak of the peak pulse, however, as already mentioned, such a measurement is necessary in order to form the mean value for the zero line. The invention makes it possible, especially at the
CfCf
Stelle, an welcher das Signal X den Wert X max erreicht, einePlace at which the signal X reaches the value X max, a
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gute Arbeitsgenauigkeit zu erreichen und es ist ja geradezu erwünscht, daß das System das Triebwerk auf diesem Höchstleistungspunkt hält. Es wird darauf hingewiesen, daß diese große Genauigkeit mittels eines einzigen Zweipegelsignales erzielt wird, beispielsweise mittels eines Schrägflankensignales und daß es nicht nötig ist, irgendwelche kompliziertere Signale zu verwenden, beispielsweise Dreipegelsignale, um an den Signalspitzen die erforderliche Genauigkeit zu erzielen.To achieve good working accuracy and it is actually desirable that the system the engine at this maximum performance point holds. It should be noted that this great accuracy can be achieved by means of a single two-level signal is achieved, for example by means of a leading edge signal and that it is not necessary, any more complicated Use signals, such as three-level signals, to achieve the required accuracy at the signal peaks.
Die Erfindung macht es außerdem auch möglich, eine genaue Messung der Krümmung zu erzielen, indem ein einfaches zweipegeliges Signal verwendet wird, beispielsweise also ein Schrägflankensignal. Es ist klar, daß die Signale Xl, X2, X im wesentlichen vertikale Signalflanken 50 hätten, wenn das Signal Bj die Form einer Rechteckswelle hätte. Dann wäre es aber auch unmöglich, den Wert der Größe X für die Stelle i + ^ in der Formel (2) zu bilden, es sei denn, daß ein wesentlich komplizierteres Signal Anwendung finden würde, beispielsweise also ein Dreipegelsignal.The invention also makes it possible to obtain an accurate measurement of the curvature by using a simple two-level Signal is used, for example a leading edge signal. It is clear that the signals Xl, X2, X essentially vertical signal edges 50 would have if the signal Bj had the shape of a square wave. Then it would be but also impossible to form the value of the quantity X for the position i + ^ in the formula (2), unless an essential more complicated signal would be used, for example a three-level signal.
Der Rechner weist in den Zeichnungen nicht gezeigte Schalter auf, mittels welcher er an die Summierstellen 30 und 32 und an den Schubmesser 26 angeschlossen bzw. von diesen Stellen abgetrennt werden kann. Wenn der Rechner nicht in Tätigkeit ist, kann das Triebwerk beispielsweise von HandThe computer has switches, not shown in the drawings, by means of which it is sent to the summing points 30 and 32 and can be connected to the thrust knife 26 or disconnected from these locations. If the computer is not in Activity, the engine can, for example, by hand
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gesteuert werden, in welchem Falle den Summierstellen 30 und 32 Signale 50 und 52 zugeführt werden.be controlled, in which case the summing points 30 and 32 signals 50 and 52 are supplied.
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