DE1921249B1

DE1921249B1 - Actuating variable converter for controlling integrally acting actuators with the help of a digital computer operating several control loops

Info

Publication number: DE1921249B1
Application number: DE19691921249
Authority: DE
Inventors: Horst Huellemann; Schlick Dipl-Ing Karl; Nuernberger Dipl-Ing Wilhelm
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-04-25
Filing date: 1969-04-25
Publication date: 1970-12-03
Also published as: FR2041202A7; BE749531A; LU60793A1; NL7004211A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stellgrößenumsetzer zur Steuerung integral wirkender Stellantriebe mit Hilfe eines mehrere Regelkreise betreibenden Digitalrechners.The invention relates to a manipulated variable converter for controlling integrally acting actuating drives with the help of a digital computer operating several control loops.

Bei rechnergesteuerten Prozeßregelanlagen, die Regelkreise mit integral wirkenden Stellantrieben aufweisen, muß die als digitale Größe vorliegende Stellgrößenänderung + Ay ia einen zeitlängenmodulierten Impuls umgewandelt werden, mit dem der elektromotorische, also integral wirkende Stellantrieb angesteuert wird.In computer-controlled process control systems that have control loops with integrally acting actuators, the manipulated variable change + Ay generally a time-length-modulated pulse, which is present as a digital variable, must be converted into a time-length-modulated pulse with which the electromotive, i.e. integrally acting, actuator is controlled.

Bei einer bekanten Ausführung (SIEMENS-Datenblatt PR 4.2/23, September 1968) ist vorgesehen, die Stellgrößenänderung als Digitalwert in einen Speicher zu schreiben, der dann über einen Taktgenerator mit konstanter Frequenz wieder rückgezählt wird. Während dieser Rückzählzeit ist über ein Relais das motorische Stellglied eingeschaltet. Bei einer Vielzahl von Regelkreisen, wie sie in Prozeßregelanlagen von einem Rechner aus gesteuert werden, ist diese Lösung sehr aufwendig und teuer, da für jeden Regelkreis ein Digitalausgang des Rechners benötigt wird.With a edged version (SIEMENS data sheet PR 4.2 / 23, September 1968) it is planned to store the manipulated variable change as a digital value in a memory to write, which is then counted down again via a clock generator with a constant frequency. While During this countdown time, the motorized actuator is switched on via a relay. With a large number of control loops, as they are controlled by a computer in process control systems, is this solution very complex and expensive, since a digital output of the computer is required for each control loop.

Ähnliches gilt für eine andere bekannte Methode, bei der das errechnete Stellsignal in dem Rechner in längenmodulierte Impulse umgeformt und über Binärausgänge an die Stellmotoren weitergeleitet wird. Dies führt bei einer Vielzahl von Regelkreisen ebenfalls zu einer wirtschaftlich nicht mehr vertretbaren Rechnerbelastung. The same applies to another known method in which the calculated control signal in the computer in length-modulated pulses are converted and forwarded to the servomotors via binary outputs. this With a large number of control loops this also leads to an economically unacceptable computer load.

Es besteht demgemäß die Aufgabe, einen Stellgrößenumsetzer zur Steuerung integral wirkender Stellantriebe mit Hilfe eines mehrere Regelkreise betreibenden Digitalrechners zu schaffen, der es erlaubt, eine Vielzahl von Regelkreisen mit je einem motorischen Stellantrieb bei möglichst kleiner Belastung des Rechners zu betreiben. Das heißt, daß jede digitale Stellgrößenänderung, die an einem Rechnerausgang auftritt, an dem ein oder mehrere Regelkreise angeschlossen sind, ohne Rücksicht auf die Abtastzyklen des Rechners einerseits und die Stellzeit der Stellglieder andererseits in dem Stellgrößenumsetzer gespeichert und zu entsprechenden längenmodulierten Stellimpulsen verarbeitet werden soll.Accordingly, there is the object of providing a manipulated variable converter for controlling integrally acting To create actuators with the help of a digital computer operating several control loops, which allows a large number of control loops, each with a motorized actuator with the lowest possible load of the computer. This means that every digital manipulated variable change that occurs at a computer output occurs to which one or more control loops are connected, regardless of the sampling cycles of the computer on the one hand and the actuating time of the actuators on the other hand in the manipulated variable converter is to be stored and processed into corresponding length-modulated actuating pulses.

Diese Aufgabe wird bei einem Stellgrößenumsetzer der eingangs genannten Art gelöst durch einen Digital-Analog-Umsetzer zur Umformung der digital errechneten erforderlichen Stellgrößenänderung (±Ay) in ein zeitunabhängiges Analogsignal, einen mit dem Analogsignal gespeisten Speicherverstärker mit einem Schaltglied zur direkten, drehrichtungsbestimmenden und zeitmodulierten Ansteuerung des Stellantriebs und eine bei eingeschaltetem Stellantrieb einen eingeprägten oder konstanten, den Speicher des Speicherverstärkers nach einer zeitlinearen Funktion entladenden Strom abgebende Rückführeinrichtung.This object is achieved in a manipulated variable converter of the type mentioned above by a digital-to-analog converter for converting the digitally calculated required manipulated variable change (± Ay) into a time-independent analog signal, a storage amplifier fed with the analog signal with a switching element for direct, direction-of-rotation and time-modulated control of the actuator and, when the actuator is switched on, a feedback device that emits an impressed or constant current which discharges the memory of the storage amplifier according to a time-linear function.

An Stelle eines Digital-Analog-Umsetzers für jeden Regelkreis kann für alle von einem Ausgang des Rechners gespeisten Regelkreise ein gemeinsamer Digital-Analog-Umsetzer vorgesehen werden mit einem Ausgang, an dem zeitmultiplex gesteuert sämtliche Stellsignale als inkrementale, zeitunabhängige Gleichspannungsimpulse oder Gleichstromimpulse auftreten. Die Zuordnung zu den einzelnen Regelkreisen erfolgt über eine vom Rechner gesteuerte Schaltmatrix und eine jedem Speicherverstärker vorgeschaltete Steuerlogik, die den Eingang des Verstärkers für kurze Zeit auf die Ausgangsleitung des Analog-Digital-Umsetzers schaltet.Instead of a digital-to-analog converter for each control loop, one output of the Computer-fed control loops are provided with a common digital-to-analog converter an output at which all control signals are time-multiplexed as incremental, time-independent DC voltage pulses or direct current pulses occur. The assignment to the individual control loops takes place via a switching matrix controlled by the computer and an upstream of each storage amplifier Control logic that sends the input of the amplifier to the output line of the Analog-digital converter switches.

Zur Erläuterung des Prinzips ist in F i g. 1 eine derartige Schaltung dargestellt. Von dem Digitalrechner 1 wird nach dem Regelalgorithmus die Berechnung der Stellgrößenänderungen +Ay der verschiedenen, an dem Rechnerausgang angeschlossenen Regelkreise vorgenommen und einem Digital-Analog-Umsetzer 2 zugeführt, der die inkrementalen Digitalsignale in entsprechende zeitunabhängige Gleichspannungsamplituden oder Gleichstromamplituden umsetzt. Diese Analogsignale treten zeitmultiplex auf der Ausgangsleitung 3 des Digital-Analog-Umsetzers 2 auf. Die Zuordnung zu den einzelnen Stellkreisen erfolgt über eine vom Rechner 1 gesteuerte Schaltmatrix 4, mit der eine Abtaststeuereinrichtung 5 adressiert wird, welche für kurze Zeit das +Ay entsprechende Analogsignal auf den Eingang des Speicherverstärkers 6 schaltet. In diesem Speicherverstärker 6 wird das neu eingegebene Signal dem aus dem vorhergehenden Abtastzyklus stammenden und even-To explain the principle, FIG. 1 shows such a circuit. According to the control algorithm, the digital computer 1 calculates the manipulated variable changes + Ay of the various control loops connected to the computer output and supplies it to a digital-to-analog converter 2, which converts the incremental digital signals into corresponding time-independent direct voltage amplitudes or direct current amplitudes. These analog signals occur time-multiplexed on the output line 3 of the digital-to-analog converter 2. The assignment to the individual control circuits takes place via a switching matrix 4 controlled by the computer 1, with which a scanning control device 5 is addressed, which switches the analog signal corresponding to + Ay to the input of the memory amplifier 6 for a short time. In this memory amplifier 6, the newly input signal is the one originating from the previous sampling cycle and even-

ao tuell noch nicht ganz verarbeiteten Signal der Stellgrößenänderung addiert. Vom Ausgang des addierenden Speicherverstärkers 6 wird ein Dreipunktschalter 7 betätigt, welcher mit seinen positiven bzw. negativen Ausgängen Relais 8 bzw. 8' betätigt, welche drehrichtungsbestimmend den Stellmotor 9 des integral wirkenden Stellantriebs in Gang setzen. Läuft der Stellmotor in der einen oder anderen Richtung, so wird während der Laufzeit in einer Rückführeinrichtung 10 ein eingeprägter Entladestrom /₍, erzeugt, der den Analogspeicher des Speicherverstärkers 6 nach einer linearen Zeitfunktion entlädt. Ist die Spannung im Speicher, beispielsweise in einem Speicherkondensator, unter den Schwellwert des Dreipunktschalters 7 abgesunken, so schaltet dieser sowohl den Stellmotor 9 wie auch die Rückführeinrichtung 10 ab. Auf diese einfache Weise ist es möglich, die als digitales bzw. analoges inkrementales Signal vorliegenden Stellgrößenänderungen +Ay in einen zeitlängenmodulierten Stellimpuls umzuwandeln, ohne irgendwelche Werte in den Rechner rückführen zu müssen. Von einem Digitalausgang des Rechners 1 können so je nach Abtastintervall und Stellzeiten eine mehr oder weniger große Anzahl von integral wirkenden Stellantrieben betrieben werden, beispielsweise ist es möglieh, an einen Ausgang bei einem Abtastintervall von einer Sekunde etwa 500 Stellantriebe in der gezeigten Weise anzuschließen.A signal of the manipulated variable change that has not yet been fully processed is added. A three-point switch 7 is actuated from the output of the adding storage amplifier 6, which actuates relays 8 or 8 'with its positive or negative outputs, which set the servomotor 9 of the integrally acting servomotor in motion, determining the direction of rotation. If the servomotor runs in one direction or the other, an impressed discharge current / ₍ , is generated in a feedback device 10 during the running time, which discharges the analog memory of the storage amplifier 6 according to a linear time function. If the voltage in the memory, for example in a storage capacitor, has fallen below the threshold value of the three-point switch 7, it switches off both the servomotor 9 and the feedback device 10. In this simple way it is possible to convert the manipulated variable changes + Ay present as a digital or analog incremental signal into a time-length-modulated control pulse without any A more or less large number of integrally acting actuators can be operated from a digital output of the computer 1 depending on the sampling interval and actuating times 500 actuators to be connected in the manner shown.

F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform des Stellgrößenumsetzers. Die Stellgrößenänderung + y, die von dem hier nicht eingezeichneten Digital-Analog-Umsetzer in analoge Spannungssignale Vl umgesetzt wurde, wird über den Schalter a, der von der Abtaststeuereinrichtung 5 betätigt wird, auf den Eingang des addierenden Speicherverstärkers 6 gegeben, der hier als Integrator nach dem Prinzip der mitlaufenden Ladespannung ausgebildet ist. Der Integrator besteht aus einem Verstärker Vl mit hochohmigem Eingang und sehr hoher Verstärkung, dem hier als Speicherkondensator wirkenden Kondensator C1, der dem Verstärker parallel geschaltet ist, und dem Widerstand Al, der in Reihe mit dem Verstärkereingang liegt. Während der Einschaltzeit des Schalters α wird der Speicherkondensator C1 mit der Zeitkonstanten Rl-Cl aufgeladen, dabei steigt die Ausgangsspannung C73 des Speicherverstärkers so lange an, bis der Schwellwert der als Dreipunktschalter 7 ausgebildeten elektronischen Kippschaltung erreicht ist und diese je nach Polarität der Ausgangsspannung E/3 dasF i g. 2 shows an embodiment of the manipulated variable converter. The manipulated variable change + y, which was converted into analog voltage signals Vl by the digital-to-analog converter (not shown here), is applied to the input of the adding memory amplifier 6, here as an integrator, via switch a, which is actuated by the scanning control device 5 is designed according to the principle of the accompanying charging voltage. The integrator consists of an amplifier V1 with a high-impedance input and very high gain, the capacitor C1, which acts here as a storage capacitor and is connected in parallel to the amplifier, and the resistor A1, which is in series with the amplifier input. During the switch-on time of the switch α , the storage capacitor C1 is charged with the time constant Rl-Cl, while the output voltage C73 of the storage amplifier rises until the threshold value of the three-point switch 7 is reached and this depends on the polarity of the output voltage E / 3 that

3 43 4

Relais 8 für positive Drehrichtung oder das Relais 8' satoren CIl und C 21, die Widerstände R1 bis R 4 für negative Drehrichtung des Stellmotors einschaltet. und die von der Abtaststeuereinrichtung 5 betätigten Gleichzeitig wird die Rückführeinrichtung 10, eine Schalter a, b und c. Die Stellgrößenänderung ±Ay elektronische Schaltung mit den kontaktlosen Schal- liegt hier beispielsweise als analoge Stromgröße vor, tern d und d' und dem Widerstand i? 5 bzw. einem 5 die auf den Eingang des Speicherverstärkers "geentsprechenden Widerstandsnetzwerk eingeschaltet, schaltet ist. Zur Übernahme der Stellgrößenänderung die einen eingeprägten Strom I_e erzeugt, welcher, Ay_n zu einem Zeitpunkt wird von der Abtaststeuernachdem der Schalter α wieder getrennt hat, den einrichtung 5 der Schalter c geöffnet und der Schal-Speicherkondensator Cl mit der Zeitkonstanten teraund — verzögert — der Schalter b geschlossen. RS- Cl entlädt, und zwar so lange, bis die Spannung io Der der Stellgrößenänderung Ay_n proportionale U 3 den unteren Schwellwert der Kippschaltung 7 er- Strom verursacht an dem Widerstand Rt einen reicht hat und diese abschaltet. Wie aus Fig. 2 zu Spannungsabfall Ul. Der WiderstandR1 bildet mit ersehen ist, wird bei eingeschaltetem Relais 8', also dem ersten Kondensator CIl ein Netzwerk, die an bei negativer Drehrichtung des Motors und entspre- dem Widerstand R1 abfallende Spannung Ul wird chend negativer Ladung des Speicherkondensators 15 der Spannung U_Cll des Kondensators CIl auf-Cl der Schalter d' in der in vereinfachter Weise dar- addiert. Am Eingang des Verstärkers FIl liegt demgestellten Rückführeinrichtung 10 geschlossen, so daß gemäß die Spannung
mit Hilfe des Widerstands R 5 und einer Spannung U2 = Ul + U + U 4 ein Entladestrom ^c "'Relay 8 for positive direction of rotation or relay 8 'satoren CIl and C 21, which switches on resistors R1 to R 4 for negative direction of rotation of the servomotor. and the actuated by the scanning control device 5 at the same time, the feedback device 10, a switch a, b and c. The manipulated variable change ± Ay electronic circuit with the contactless switch is here, for example, as an analog current variable, tern d and d ' and the resistance i? 5 or a resistor network corresponding to the input of the memory amplifier "is switched on. To take over the manipulated variable change, which generates an impressed current I _e which, Ay _{n, is} at a point in time from the sampling control after the switch α has been disconnected again means the switch is open c 5 and the sound-storage capacitor Cl teraund with the time constant - delayed - the switch b is closed RS Cl discharges, specifically until the voltage io the control variable change Ay _n proportional U 3 the lower threshold. is has flop 7 ER- current causes across the resistor Rt a sufficient and this turns off. As shown in Fig. 2 to voltage drop Ul. the resistance R1 is seen with, is when the relay 8 ', so the first capacitor Cll a network, a voltage Ul that drops when the motor is rotating in the negative direction and the corresponding resistor R1 is negative, the storage capacitor is charged accordingly Tors 15 of the voltage U _{Cll of} the capacitor Cll to-Cl of the switch d ' in the dar- added in a simplified manner. At the input of the amplifier FIl is the provided feedback device 10 closed, so that according to the voltage
with the help of the resistor R 5 and a voltage U2 = Ul + U + U 4 a discharge current ^c "'

,τ ,„.,„. 20 Infolge der 1:1-Verstärkung des Verstärkers FIl, τ, ".,". 20 As a result of the 1: 1 amplification of the amplifier FIl

+l_e ^ + U4/K5 _trj_tt ^j₆ Sp_annung j72 auch am Ausgang des Ver- + l _e ^ + U4 / K5 _tr j _tt ^ j ₆ _voltage j72 also at the output of the

als Entladestrom erzeugt wird. Im übrigen kann die stärkers FIl und an dem über den Widerstand R 2 Rückführeinrichtung 10 mit den verschiedenen be- angekoppelten Eingang des zweiten Verstärkers F 21 kannten Schaltungen, die einen eingeprägten oder auf und lädt dort den zweiten Kondensator C 21. Die konstanten Strom abgeben, dargestellt werden, ebenso 25 Ausgangsspannung U 3 des zweiten Verstärkers F 21 kann die Rückführeinrichtung als elektronische und damit des addierenden Speicherverstärkers 6 Schaltung in die elektronische Kippschaltung des entspricht auf Grund der 1:1-Verstärkung der Span-Dreipunktschalters 7 integriert sein. nung Z72. Darauf öffnen die Schalter α und b, deris generated as a discharge current. In addition, the stronger FIl and on the feedback device 10 via the resistor R 2 with the various input of the second amplifier F 21 coupled to it, circuits that are impressed or charge and charge the second capacitor C 21. The output constant current, Also the output voltage U 3 of the second amplifier F 21, the feedback device can be integrated as an electronic and thus the adding memory amplifier 6 circuit in the electronic flip-flop which corresponds to the 1: 1 amplification of the span three-point switch 7. tion Z72. Then the switches α and b open, the

Zur Verdeutlichung des Vorgangs ist der Signal- Schalter c schließt, die Spannung U3 entspricht soverlauf in den verschiedenen Stufen des Stellgrößen- 30 dann der der Kondensatorspannung U_Cll. Uberumsetzers gemäß Fig. 2 in Fig. 3 über der Zeit schreitet die Ausgangsspannung U3 die Schwelldargestellt. In der Zeile I sind die periodischen, dem spannung des Dreipunktschalters 7, so wird einer der Abtastzyklus des Rechners entsprechenden Schalt- Ausgänge des Schalters und damit auch die Rückimpulse der Abtaststeuereinrichtung 5 dargestellt, mit führeinrichtung 10 eingeschaltet, und es fließt, wie Hilfe derer der Schalter α für kurze Zeit geschlossen 35 bereits bei F i g. 2 beschrieben, ein Entladestrom I_e wird. In Zeile II sind entsprechend die analogen in den Speicherverstärker 6 zurück, der dort den Spannungsimpulse Ul dargestellt, welche den Stell- zweiten Kondensator C21 mit der Zeitkonstante größenänderungen +Ay entsprechen. Bei dem ersten RS ■ C21 entlädt. Mit der Entladung des Konden- und zweiten Abtastzyklus ist die Stellgrößenänderung sators C 21 sinkt auch die Spannung U 3 und damit und damit die Spannung Ul positiv, die Größe der 40 auch die Spannung U_Cll des Kondensators CIl ab, Änderung wird durch die Höhe der Amplitude ge- bis der Dreipunktschalter 7 auf Null zurückschaltet, geben. Bei dem dritten Abtastzyklus ist die Stell- Ist dieser Vorgang innerhalb des Abtastzyklus abgrößenänderung negativ. In der Zeile III ist der Ver- geschlossen, so wird bei der folgenden Aufschaltung lauf der Ausgangsspannung U 3 des Integrators dar- der nächsten Stellgrößenänderung Ay_{n + 1} der Vorgestellt. Bei geschlossenem Schalter α steigt die 45 gang wie beschrieben ablaufen, da der Kondensator Spannung gemäß der Zeitkonstante Rl ■ Cl an, CIl beim Eintreffen der Stellgrößenänderung Ay_n+1 nach dem Schalten des Dreipunktschalters 7 tritt die keine Ladung mehr aufweist.To clarify the process, the signal switch c is closed, the voltage U3 then corresponds in the various stages of the manipulated variable 30 to that of the capacitor _voltage U Cll. Uber converter according to Fig. 2 in Fig. 3 over time, the output voltage U3 increases the threshold shown. In line I are the periodic, the voltage of the three-point switch 7, so one of the switching outputs of the switch corresponding to the scanning cycle of the computer and thus also the return pulses of the scanning control device 5 is shown, with the guide device 10, and it flows, like the help of those of the Switch α closed for a short time 35 already at F i g. 2 described, a discharge current I _e becomes. In line II, the analog ones are correspondingly returned to the storage amplifier 6, which shows the voltage pulses Ul there , which correspond to the setting second capacitor C21 with the time constant size changes + Ay. The first RS ■ C21 discharges. With the discharge of the condensate and second sampling cycle, the manipulated variable change is sators C 21, the voltage U 3 and thus the voltage Ul positive, the size of the 40 also decreases the voltage U _{Cll of} the capacitor CIl, the change is due to the height of the Amplitude until the three-point switch 7 switches back to zero. In the third scanning cycle, the manipulation is negative. This process is negative within the scanning cycle. The lock is closed in line III, so when the output voltage U 3 of the integrator is subsequently applied, the next change in manipulated variable Ay _{n + 1 is} presented. When the switch α is closed, the 45 gear increases as described, since the capacitor voltage increases according to the time constant Rl ■ Cl , CIl when the manipulated variable Ay _{n + 1 occurs} after switching the three-point switch 7, which no longer has any charge.

Entladung des Speicherkondensators Cl mit der Trifft die neue Stellgrößenänderung Ay_n+1 da-Zeitkonstante R5 ■ Cl ein. Die geringfügige Über- gegen vor Ablauf des zeitmodulierten Stellimpulses lappung der beiden Vorgänge ist hier nicht dar- 50 und damit der Entladung der als Speicher wirkenden gestellt, da sie vom Prinzip her unerheblich ist. Ein Kondensatoren ein, so wird ohne Störung des Entneuer Impuls wird dem noch nicht abgebauten ladevorgangs der neue Wert übernommen und dem vorhergehenden Signal bei der zweiten Einschaltung Restwert in dem Speicherkondensator C11 zuaddiert, aufaddiert. Die dritte Einschaltung mit ihrem nega- Ein derartiger Vorgang ist als Beispiel in F i g. 5 tiven Impuls ergibt eine vollständige Entladung des 55 dargestellt, die wieder wie F i g. 3 den Verlauf der Speicherkondensators und eine Ladung mit entgegen- verschiedenen Spannungen aufzeigt,
gesetzter Polarität. Die Zeilen IV und V zeigen die Zeile I gibt drei Steuerimpulse wieder, welche die Spannungsverläufe an dem positiven und negativen Steuerschaltung betätigen, in Zeile II ist der der Ausgang des Dreipunktschalters 7. Danach ist bis Stellgrößenänderung proportionale Spannungsverlauf zum Beginn des dritten Schaltzyklus die positive 60 Ul dargestellt, Zeile III zeigt den Spannungsverlauf Richtung und damit das Re?ais 8 eingeschaltet. Mit der Ausgangsspannung E/3 mit der nach der linearen dem dritten Schaltzyklus wird 8 ab- und 8', d. h. die Zeitfunktion RS · C 21 erfolgenden Entladung und negative Richtung, eingeschaltet. der mit dem zweiten Impuls auftretenden AdditionThe storage capacitor Cl is discharged when the new manipulated variable change Ay _{n + 1} da time constant R5 ■ Cl occurs . The slight overlap of the two processes before the time-modulated control pulse expires is not shown here, and thus the discharge of those acting as accumulators, since it is fundamentally insignificant. If a capacitor is switched on, the new value is taken over from the charging process that has not yet been broken down and the residual value in the storage capacitor C11 is added to the previous signal when the new signal is switched on, without disturbing the re-new pulse. The third activation with its negative. Such a process is shown as an example in FIG. 5 tive pulse results in a complete discharge of the 55 shown, which again as F i g. 3 shows the course of the storage capacitor and a charge with opposite voltages,
set polarity. Lines IV and V show the line I shows three control pulses that activate the voltage curves on the positive and negative control circuit, in line II this is the output of the three-point switch 7. After that, until the manipulated variable changes, the voltage curve at the beginning of the third switching cycle is positive, the positive 60 U1 shown, line III shows the voltage curve in the direction and thus the Re? Ais 8 switched on. With the output voltage E / 3 with the after the linear the third switching cycle, 8 is switched off and 8 ', ie the time function RS · C 21 discharging and negative direction, switched on. the addition occurring with the second pulse

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des der Restspannung des Kondensators Cl mit dem addierenden Speicherverstärkers 6. Der Speicher- 65 zweiten Spannungsimpuls Ul. Die dritte Stellgrößen-Verstärker enthält im wesentlichen zwei stark gegen- änderung ist wiederum negativ, was zur Folge hat, gekoppelte Differenzverstärker FIl und F 21 mit daß der während der ersten beiden Stellgrößendem Verstärkungsverhältnis 1:1, zwei Konden- änderungen eingeschaltete positive Ausgang desFig. 4 shows another embodiment of the residual voltage of the capacitor Cl with the adding memory amplifier 6. The memory 65 second voltage pulse Ul. The third manipulated variable amplifier essentially contains two strongly opposite change is again negative, which results in coupled differential amplifiers FIl and F 21 with the positive output of the switched on during the first two manipulated variable amplification ratio 1: 1, two changes in condensation

Dreipunktschalters 7 ab-, der negative Ausgang eingeschaltet wird, was eine Drehrichtungsumkehr des hier nicht dargestellten Stellmotors bewirkt.Three-point switch 7 off, the negative output is switched on, which reverses the direction of rotation of the causes servomotor not shown here.

Ist das Abtastintervall des Rechners in jedem Fall größer als die Stellzeit, so ist der Stellgrößenumsetzer insofern zu vereinfachen, als das addierende Glied wegfallen kann. In Fig. 6 ist ein besonders einfaches Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Mit dem die Stellgrößenänderung Δ y darstellenden Spannungsimpuls U1 wird der Speicherkondensator C 3 aufgeladen. Die Spannung Ul wird mit dem Verstärker F 3 verstärkt und der Dreipunktschalter 7 eingeschaltet, welcher vorzeichenabhängig einen seiner beiden Ausgänge und damit die Schaltrelais 8 bzw. 8' markiert. Als entladende Rückführeinrichrung sind hier eine konstante Spannung ± U 4 abgebende Batterien vorgesehen, die zusammen mit den Vorwiderständen R 5 bzw. R 5' über den Dreipunktschalter eingeschaltet werden und jeweils einen Entladestrom solcher Polarität erzeugen und dem Speicherkondensator C 3 zuführen, daß dieser entladen wird. Die zeitunabhängige Stellgrößenänderung Ay, die von dem Digital-Analog-Umsetzer in eine amplitudenproportionale Analogspannung i/l umgesetzt wird, kann auf diese Weise gemäß der GleichungIf the sampling interval of the computer is greater than the actuating time in any case, the actuating variable converter must be simplified insofar as the adding element can be omitted. In Fig. 6 a particularly simple embodiment is shown schematically. The storage capacitor C 3 is charged with the voltage pulse U1 representing the manipulated variable change Δ y. The voltage Ul is amplified with the amplifier F 3 and the three-point switch 7 is switched on, which, depending on the sign, marks one of its two outputs and thus the switching relays 8 or 8 '. As a discharging return device, a constant voltage ± U 4- emitting batteries are provided, which are switched on together with the series resistors R 5 or R 5 ' via the three-point switch and each generate a discharge current of such polarity and feed it to the storage capacitor C 3 so that it is discharged . The time-independent change in the manipulated variable Ay, which is converted by the digital-to-analog converter into an analog voltage i / l proportional to the amplitude, can in this way according to the equation

U= jZ-di U = jZ-di

in ein zeitmoduliertes Stellsignal mit der Stellimpulszeit into a time-modulated control signal with the control pulse time

umgewandelt werden, wie es zu dem Betrieb der motorischen Stellantriebe notwendig ist.be converted as it is necessary for the operation of the motorized actuators.

Claims

Patent claims:

1. Manipulated variable converter for controlling integrally acting actuators with the aid of a digital computer operating several control loops, characterized by a digital-analog converter (2) for converting the digitally calculated required manipulated variable change (± Ay) into an incremental analog signal, a storage amplifier fed with the analog signal ( 6) with a switching element for direct direction-of-rotation and time-modulated control of the respective actuator and a feedback device (10) that emits an impressed or constant current that discharges the memory of the storage amplifier (6) according to a linear function when the actuator is switched on.

2. manipulated variable converter according to claim 1, characterized in that the memory amplifier (6) is an adding amplifier.

3. manipulated variable converter according to claim 2, characterized in that the adding memory amplifier (6) is an integrator consisting of an amplifier (Fl) with high gain, a resistor (Rl) connected in series with the input of the amplifier (Fl) and one the amplifier (Fl) parallel-connected capacitor (Cl), and that the analog signal (Ul) is fed to the integrator via a switch (a) operated by a scanning control device.

4. manipulated variable converter according to claim 2, characterized in that the adding memory amplifier (6) has a first stage to which the analog signal can be fed via a first switch (a) and which has a first capacitor (CIl) and a strongly negative feedback amplifier (FIl) with a gain ratio of 1: 1 and at the output of which the sum of the voltages from the analog signal and from the storage capacitor (CIl) occurs, a second stage is provided which connects to the output of the first amplifier (F1) via a second switch (b) in Connected second amplifier (F 21) and a second capacitor (C 21) and the output of which can be connected to the input of the first stage via a third switch (c), so that a scanning control device (5) is provided which controls the three switches ( α, b, c) operated in such a way that each incoming input signal in the first stage adds the voltage value of the first capacitor (Cl), the new value in the second Stu Fe transferred and after the end of the switching time of the scanning control device (5) the first capacitor (CIl) is charged to the new value and that the discharge current from the feedback device (10) is fed to the second capacitor (C 21).

5. manipulated variable converter according to claim 1, characterized by a non-adding memory amplifier, which consists of an amplifier (F3) and a storage capacitor (C 3) connected in parallel to its input.

6. manipulated variable converter according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the output of the memory amplifier is connected to the input of a three-position switch (7) is, which via switching means (8, 8 ') the direction of rotation of a servomotor serving as an actuator (9) controls.

7. manipulated variable converter according to claim 6, characterized in that the three-point switch (7) is an electronic toggle switch.

8. manipulated variable converter according to claim 1 or one of claims 3 to 6, characterized in that the discharge current emitting feedback device (10) from an identical positive and negative voltage emitting DC voltage source (± U 4) and a resistor (R 5, R 5 ' ) or a network exists which forms a C element with the capacitor (Cl or C 21 or C 3) acting as a storage device.

9. manipulated variable converter according to claim 1 or one of the following, when used with similar Manipulated variable converters at a digital output of the digital computer, characterized in that, that a common digital-to-analog converter is provided for all control circuits, its Output signals can be fed to the manipulated variable converters in a time-multiplexed manner.

For this purpose 2 sheets of drawings