DE2353800A1 - Verfahren und anordnung zum korrigieren harmonischer verzerrungen - Google Patents

Description

iisn i.2, Steinodorfeir. i·

410-21.596P 26. 10. 1973

Commissariat a 1'Energie Atomique, Paris (Frankreich)

Verfahren und Anordnung zum Korrigieren harmonischer Verzerrungen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Korrigieren harmonischer Verzerrungen in einem von einem durch ein periodisches Steuersignal der Frequenz F gesteuerten System abgegebenen periodischen Signal sowie auf zum Durchführen eines solchen Verfahrens geeignete Anordnungen.

Genauer gesagt soll die Erfindung dazu dienen, in einem von einem System, das durch ein periodisches Steuersignal gesteuert wird, abgegebenen, ebenfalls periodischen Nutzsignal darin auftretende harmonische Störungen automatisch zu eliminieren.. .

Diese Aufgabe stellt sich beispielsweise bei elektro-4lO-(B4675.3)DfF

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ORIGINAL INSPECTED

hydraulischen Hubzylindern für die Durchführung von Schwingungsversuchen. Eingangsseitig wird einem solchen Gerät ein sinusförmiges Steuersignal zugeführt, um eine einem sinusförmigen Gesetz folgende Beschleunigung des Kolbens zu erreichen. In der Praxis erfolgt diese Beschleunigung nicht in rein sinusförmiger Weise; vielmehr zeigt sie einen erheblichen Verzerrungsgrad. Tatsächlich läßt nämlich die Nichtlinearität des elektrohydraulischen Systems in der Beschleunigung für den Kolben harmonische Störkomponenten auftreten, die es zu eliminieren gilt.

Diese harmonischen Komponenten sind von unterschiedlicher Ordnung. Außerdem zeigen sie eine Amplitude und ' eine Phasenverschiebung gegenüber der Grundschwingung, die von der Art des Vibrators und der zu untersuchenden Probe abhängen. Es ist daher unmöglich, diese Störungen mit Hilfe eines Korrektursystems zu beseitigen, das eine ein für allemal gültige Korrektur in das System einführt, da ja eben die notwendige Korrektur in gleicher Weise von der zu untersuchenden Probe abhängt.

. . Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, auf dem sich eine solche Korrektor der störenden Harmonischen unabhängig von dem jeweiligen Gerät und der jeweils zu untersuchenden Probe automatisch erreichen läßt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf jede Harmonische zurückgehenden Verzerrungen getrennt korrigiert werden, wobei zur zyklischen Korrektur für jede Harmonische in einer ersten Operation der der

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jeweiligen Harmonischen n entsprechende Verzerrungsgrad des abgegebenen Signals gemessen wird, in einer zweiten Operation ein zum Steuersignal synchrones, periodisches Korrektursignal der Frequenz nF erzeugt wird, in einer dritten Operation ein für die Verzerrungsamplitude repräsentatives Signal abgeleitet wird, injlem bei Jedem Übergang der Ableitung vom Vorzeichen Minus zum Vorzeichen Plus der Änderungssinn für die Phasenverschiebung und die Amplitude des Korrektursignals umgekehrt und den Änderungen des Korrektursignals in Phase und Amplitude eine linear mit dem. gemessenen Verzerrungsgrad für die jeweilige Harmonische variierende Geschwindigkeit gegeben wird,■und in einer vierten Operation das so aufbereitete Korrektursignal dem Steuersignal am Eingang des Systems überlagert wird.

In vorteilhafter Weiterbildung dieses Verfahrens können die Phasenverschiebung und die Amplitudenregelung für das Korrektursignal alternierend zueinander vorgenommen werden. . .-"■ -

Mit anderen Worten ausgedrückt besteht das erfindungs-

przeugt wird gemäße Verfahren darin, daß ein Korrektursignay, das zur Korrektur der Harmonischen η im abgegebenen Sig'nal die Frequenz nF aufweist und das in seiner Phasenverschiebung gegenüber dem Steuersignal und in seiner Amplitude so bemessen ist, daß die Harmonische η im abgegebenen Signal verschwindet, wobei die Regelung für die Phasenverschiebung und.die Amplitude des Korrektursignals automatisch ausgehend von der Messung des Verzerrungsgrades für die jeweilige Harmonische vorgenommen werden. Bei diesem Verfahren wird parallel auf die verschiedenen Har-

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monischen eingewirkt-, um sie im abgegebenen Signal ' ." zum Verschwinden zu bringen»

Bereits an dieser Stelle sei angemerkt, daß auf zwei Parameter für das Korrektursignal_s nämlich auf dessen Amplitude und auf seine Phasenverschisbung gegenüber dem Steuersignal eingewirkt werden muß» Die Variation dieser beiden Parameter hat einen Einfluß auf die Variation des Verζerrungsgrades für die jeweilige Harmonischej es ist Jedoch praktisch unmöglich,, diese beiden Effekte voneinander zu entkoppeln,. Es is.t daher erforderlich, alternierend auf den einen und den anderen davon einzuwirken,, wobei angestrebt wird,, jedes Mal eine Verringerung des Verzerrungsgrades zu erzielen=

Weiter sei bemerkt_a. daß-nur der Knderungssinn für Amplitude und Phase des Korrektursignals zählt, nicht · aber die absoluten Werte dieser Parameter zu berücksichtigen sind-j, da es nur darum geht₅ den Verzerrungsgrad für die Harmonischen im abgegebenen. Signal zu verkleinern,,

Eine zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugte Anordnung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet _a daß sie eine Mehrzahl von Regelschleifen umfaßt _s von'denen jede zur Unterdrückung einer Har- . monischen in dem von dem zu regeiic|sn System abgegebenen charakteristischen Signal dient und eine Einrichtung zum Erzeugen eines dem der Harmonischen η entsprechenden Verzerrungsgrad für das charakteristische Signal proportionalen Signals H, eine Einrichtung zum Ableiten dieses Signals H, eine Einrichtung zum Erkennen des Über-

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gangs des Signals H vom Vorzeichen Minus zum Vorzeichen Plus und zum .Abgeben eines Impulses I bei jedem solchen Übergangs eine Einrichtung zum Erzeugen eines zum Steuersignal synchronen Korrektur= signals mit der Frequenz nPj, eine Einrichtung zum alternierenden Variieren der Amplitude und der Phasenverschiebung des Korrektursignals in Bezug'auf das Steuersignal mit linear von der. Amplitude des Signals H abhängiger Geschwindigkeit unter Umkehrung des Variationssinnes bei jedem Auftreten eines Im= pulses I und eine Einrichtung zum Überlagern des so aufbereiteten Korrektursignals über das Steuersignal am Eingang des Systems enthält» '■-..' :

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer solchen erfindungsgemäß ausgebildeten Anordnung können die Impulse I einem von einem Taktgeber gesteuerten ersten Umschalter mit. mehreren Ausgängen zugeführt werden^ von denen jeder mit dem Eingang eines eigenen Speichers verbunden ist_s-.an den wiederum über einen ebenfalls vom Taktgeber gesteuerten zweiten Umschalter die Einrichtung ■zum Regeln von Phase und Amplitude des Korrektursignals angeschlossen ist_o Eine vorteilhafte Weiterbildung einer solchen Anordnung besteht auch darin^ daß die Einrichtung zum Erzeugen des Signals H eine Stufe" zum Einstellen des vom System abgegebenen Signals auf einen konstanten gleichgerichteten Wert _s zwei jeweils mit einem Eingang an den Ausgang dieser Stufe angeschlossene Multiplikatoren, von denen der eine Multiplikator an seinem zweiten.Eingang mit dem KorrekturSignal der Frequenz nF

und der andere Multiplikator an seinem zweiten Eingang mit dem gleichen:, aber um ?T/2 phasenverschobenen

*5 ^*t *\ ■* S ¹' f^

■ Korrektursignal der Frequenz nF gespeist wird, zwei jeweils an den Ausgang je eines der beiden Multiplikatoren angeschlossene Tiefpaßfilter und eine mit den Ausgängen beider Multiplikatoren verbundene Rechenschaltung für die Durchführung der Operation YX +Y an den ihr eingangsseitig zugeführten Variablen X und Y enthält.

Für die weitere Erläuterung der Erfindung und ihrer Vorteile wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen,in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel. für eine erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung veranschaulicht' ist j dabei zeigen in. der Zeichnung;

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Grundprinzips für das erfindungsgemäS@> Verfahrens

Fig. .2 ein Blockschaltbild für eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens! \

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel· für den Bau. eines im Rahmen der Erfindung verwendbaren homodjnen Filters)

Fig. ft Kurven zur Veranschaulichung der alternierenden Punktionsweise der verschiedenen Regelschleifen in einer erfindungsgemäß ausgebildeten Anordnung und

Fig. 5· e.in Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung sum Regeln von Phase, und Amplitude des Korrektur signals,,

In dem in Fig. 1 dargestellten Grundschema für den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens liefert ein

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OFUGlNAL INSPECTED

~ I ■""

Wechselspannungsgenerator'2 eine Wechselspannung der Frequenz P, die als Steuersignal für die Steuerung eines Systems 4 dient, ,das beispielsweise ein elektrohydraulischer Vibrationszyiinder sein kann,, Am Ausgang des Systems 4-ist ein für dessen .Betriebsweise., beispielsweise für die darin erzielte Beschleunigung I^ charakteristisches Signal abnehmbar* das ein sinusförmiges Signal mit der Grundfrequenz F ist,, je-doch für die weitere Auswertung störende Harmonische

. enthält. · '

- In einer dem System/hachgeschalteten Einrichtung 6 wird in dem Grundschema von FIg» 1 der Verzerrungsgrad des. Signals ψ für die Harmonische η gemessen. . In Abhängigkeit von dieser Messung wird dann über ein logisches System 8 auf die Phase und die Amplitude eines von einem Generator 10 abgegebenen sinusförmigen Signals mit der Frequenz nF eingewirkt,, Dieses Ausgangssignal des Generators 10 mit" der Frequenz nF ist ein Korrektursignal und wird mit Hilfe eines Summier.-gliedes 12 dem Steuersignal mit der Frequenz F aus dem Wechselspannungsgenerator.2 überlagert. Wie bereits oben erwähnt^ werden die Phase und-die Amplitude des Korrektursignals mit der Frequenz nF alternierend zueinander geregelt, . '

. Man erhält auf diese Weise eine Rege !schleife,,, da die Einrichtungen 6 und 8 eine Regelung der Amplitude und der Phase des Korrektursignals mit der Frequenz nF in der Weise vornehmen_s daß dieses Signal Sich der Entstehung der Harmonischen der Ordnung η im System 4 widersetzt« Auf diese Weise führt das Regelsystem zu einem Gleichgewichtszustandj der einer Annullierung

der Harmonischen der Ordnung η in dem vom System 4 abgegebenen Signal entspricht-.

Für ©ine andere Harmonische der Ordnung n\ ist eine gleichartige Regelkette mit Einrichtungen 6\ 8^f und 10^! vorgesehen.

Als nächstes soll der Aufbau einer erfindungsgemäß ausgebildeten Anordnung für die Durchführung des ■ erfindungsgemäßen Verfahrens in der oben geschilderten Weise im einzelnen beschrieben werden. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich.dabei auf die Korrektur der Harmonischen der Ordnung n, in einer vollständigen Anordnung gibt es.jedoch so viele gleichartige Regelschleifen, wie Harmonische im Ausgangssignal unterdrückt werden sollen. In der Praxis kann man sich in den meisten Fällen auf eine Unterdrückung der Harmonischen der Ordnung J5 und 5 beschränken.

Bei dem in Pig» 2 dargestellten Ausführungsbeispiel soll die'Beschleunigung If für den Kolben in einem elektrohydraulischen System 4 geregelt werden.

Das vom System 4 abgegebene Signal ^ wird zunächst in einer Einrichtung Ik einer Formung unterzogen,, durch die sein mittlerer gleichgerichteter Wert in. etwa konstant wird/Während der Scfcwingungsversuche Ist nämlich die Beschleunigungsamplitude innerhalb des betrachteten Frequenzbereichs F sehr weitgehend variabel,, Dies ist erforderlich,, um den technologischen Begrenzungen für den Hubzylinder Rechnung zu tragen und um eine realistische Nachahmung der' Umgebungsbedingungen zu erhalten.

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Die in den Bauelementen für die ZurtickfÜhrung der ■Verzerrung auf ein Minimum interessierende Größe ist nicht die Amplitude der Beschleunigungskomponente tf~n der Ordnung n_s sondern der Relativwert, fn/tf* dieser Amplitude in Relation zur Grundschwingung. Diese Operation wird ebenso wie die Reduktion der Dynamik des. Steuersignals mit Hilfe einer Pegelnachführung in·der. Weise angenähert realisiert _s daß das momentane Signal Jf nach seiner-Formung einem in etwa konstanten mittleren gleichgerichteten Wert entspricht. Das erhaltene Er-. gebnis kommt dem genauen· Wert umso.näher-, je geringer der Verzerrungsgrad-ist» . ■_.■ .

Anschließend wird das Signal f in ein homodynes Filter 16 eingeführti, das durch, den Wechselspannungsgenerator 10 mit der Frequenz nF gesteuert wird. Am Ausgang des Filters 16 erscheint ein Signal K₅ das gleich dem Verhältnis zwischen den Amplituden der Signale '^n und ■Ψ1 ist, wobei if die Grundschwingung bezeichnet _o

Das Signal· H wird anschließend einem Differenzierglied 18 üblicher Bauart zugeführt£das an seinem Ausgang die zeitliche Ableitung des Signals H abgibt. Das Differenzierglied 18 kann mit Vorteil in bekannter Weise mit Hilfe eines Verstärkers realisiert werden, der an seinem. Eingang einen Widerstand und einen Gegenkopplüngszweig aus .einer Parallelschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes aufweist. An den Ausgang des Differenziergliedes 18 ist der Eingang einer Schwellwertstufe 20 ' angeschlossen. Diese Schwellwertstufe 20 gibt "ein Signal • mit dem Pegel +V ab^'wenn die Ableitung des Signals H einen positiven Wert besitzt, und im umgekehrten Fälle

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ein Signal mit dem Pegel -V. Die Schwellwertstufe 20 ist mit einem Vorzeichendiskriminator 22 verbunden. Dieser Vorzeichendiskriminator 22 gibt nur dann einen Impuls I ab, wenn die Von der Schwellwert stufe 20 abgegebene Spannung vom Werte -V zum Werte +V tibergeht , wenn also die Ableitung des Signals H von einem negativen Wert zu einem positiven Wert übergeht. Der Vorzeichendiskriminator 22 kann beispielsweise in im wesentlichen bekannter Art mit Hilfe einer Diode und eines Kondensators realisiert werden, der sich unter der Einwirkung des. Übergangs der an seinen Klemmen anliegenden Spannung von dem Werte -V zum Werte +V entlädt.

Der Impuls I wird über einen duroh einen Taktgeber gesteuerten Umschalter 28 entweder einem Speicher 24 für die Phasenregelung oder einem Speicher 26 für die Amplitudenregelung zugeführt. Ein weiterer, ebenfalls vom Taktgeber 30 gesteuerter Umschalter 28' verbindet die beiden Speieher 24 und 26 mit einer Steuereinrichtung 32 für die Steuerung des Regelsinnes. Diese Steuer-, einrichtung 32 wird außerdem mit einer dem durch das Signal H repräsentierten Verzerrungsgrad proportionalen Spannung gespeist. Außerdem ist die Steuereinrichtung 32 über einen ebenfalls vom Taktgeber 30 gesteuerten Umschalter 34 mit einer Regeleinrichtung J>6 für die Regelung der Phase ^ und mit einer Regeleinrichtung für die Amplitude A des vom Wechselspannungsgenerator abgegebenen Korrektur signals mit der Frequenz nF verbunden. Das auf diese Weise in seiner Phase ^ und in seiner Amplitude A geregelte Korrektursignal mit der Frequenz nF wird dem Summierglied 12 an einem zweiten Eingang zugeführt. ■ ■ ' ■

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In Pig. J ist das homodyne Filter .16 von Fig. 2 im einzelnen dargestellt,, .Dieses Filter 16 enthält zwei Multiplikatoren 40 und 42,, von denen jeder mit · dem Eingang eines Tiefpaßfilters 44 bzw.. 46 mit der Verstärkung G bei der Frequenz O verbunden ist, wobei der Multiplikator 4o ein Signal X und der Multipllkätor 42 ein Signal Y an' das ihm zugeordnete Tiefpaßfilter 44 bzw_o 46 abgibt ο .Ah"-die Ausgänge der beiden Tiefpaßfilter 44 und 46 sind die beiden Eingänge einer Rechenschaltung 48 angeschlossen, in der für die beiden ihr zugeführten Gr5ßen X und ί die Operation

durchgeführt wird/ ' . >. . .® ■

Diese Rechenoperation kann wiederum mit Hilfe an sich bekannter analoger Elernentarschaltungen durchgeführt werden., die sich beispielsweise mit Hilfö von Reqhenverstärkern realisieren lassen_o Es handelt sich dabei um zwei Quadrierschaltungen, ein S/ümmierglied und eine Schaltung zürn Bilden der Quadratwurzelο :

Der Multiplikator 40 wird in Fig, 3 zum einen mit dein in der Einrichtung 14 geformten Signal'^ und zum anderen mit dem vom Wechselspannungsgenerator -10 mit der Frequenz nF abgegebenen Signal 10 cos η tut,-gespeist.-" . -..

Das Signal j läßt sich auf die Form bringen; u;t+ßcos (2w/ t-h f 2)"+_Ρ. o-ä-N cos (n «/V^'ii)+.. _o-f Ueos (Xi'uit+ f u)

wenn die Amplitude für die' Grundschwingung des Signals Y- ■ in der Einrichtung 14 auf den Wert 10 Volt gebracht wird.

Der Multiplikator 4o teilt das als Ergebnis erhaltene Produkt durch-10, also durch die Amplitude für die Grundschwingung des Signals Y^.

Auf diese Weise erhält man am Ausgang des Multiplikators 4o ein Signal g,· für das die Beziehung gilt:

g= locos U/t cos nu-'t + ßcos (2Wt +-f 2) cos nu;t -+-..,.

• " f JJ . " -.- . W

:-n)LUt J+...+ ^cos (2Ώϋϋί+¥τι)+--cos

f nt + ...+ ?rcos (u-n)u/t +Jp'ix 1+ ^cos I. (u+n).U/'t +-fuf

' ^d L !J^ L- ¹J

Nach dem Durchgang durch das Tiefpaßfilter 44 geht das Signal g über in ein Signal g', das nachstehender Beziehung genügt: - . _ -. .

• S¹- - G ^-cos *■? η

£1.1

. In gleicher Weise wird der Multiplikator.42 einerseits mit dem Signalfund andererseits mit einem vom Wechselspannungsgenerator IQ abgegebenen Signal 10 sin •j'nu.'t gespeist. . , . _: ·

Am Ausgang des dem Multiplikator 42 nachge se halteten Tiefpaßfilters 46 entsteht dann ein. Signal g" , das der ._ -.--. nachstehenden Beziehung genügt: ---■■■-.■..··

"'= G § Sinfn

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Das Signal H am Ausgang der Rechenschaltung 48 er -gibt sich damit'zu:

H =

und dieser Ausdruck entspricht dem Verzerrungsgrad }fn für die Harmonische der· Ordnung η. ^ίχ· -. '"_'■'"'- ■■■:>'-■■'-'.■

In Fig. 5 ist' ein Ausführungsbeispiel für die Einrichtungen 36 und' 38--^;für die R'egeiung der Phase j'u'nd ' ' der Amplitude A des Korrektursignals dargestellt·. ' ''■/■■

Die Einrichtung 3-6 zur R'e;geiung' der· Thäse^^besteht V im wesentlichen aus zwei regelbaren Phasenschiebern 50 und 50' bekannter Bauart. Der Phasenschieber 50 wird mit ' · einem vom Wechsels'pännung'sgenerator 10 Abgegebenen Signal A,cos CVt gespeist, während der Phasenschieber 50^r' ein Signal A sin U/t zugeführt erhält. Die Schleifer 52 und 52' der beiden Phasens^chiebelr "50 und ^V5O^! werden gemeinsam miteinander verstellt, jedoch beßteht zwischen ihnen ein fester ·"Phasenwinkel von ■/Γ/2'. 'Daher is'B am Aus- ■ gang des Phasenschiebers 50 ein'Signa 1''Acos u/t cos'"^ abnehmbar¹, während am Ausgang d"es Phasenschiebers 50''fein' Signal A sin w/-t sin ^ auftritt, wenn der Schleifer 52' ' einen Winkel ^ gegenüber seiner Ausgangslage einnimmt. Diese Aus gangs signale der -Phasenschieber ' 50'^; und- 50'''''V' werden in Terstärkerri ^:5^ b'zwv- 5^' verstärkt und an-; ' ' "'' schließend 'einem Summi^^glied 56'zugeführt. Am Ausgang' : des Summiergliedes 5© erscheint-dann ein Signal A cos {ujt-

Dieses Signal i*rird dem Eingang, eines Rotationspotentiometers 58' mit fester Spur zugeführt, das die Ein-

»ad «MN«.

richtung 3>8 für die Regelung der Amplitude A des Korrektursignals bildet. Am Schleifer 60 des "Potentiometers 58' erhält man dann ein Signal K A cos (^t --Y )-»

Die Schleifer 52 und 52''der Phasenschieber 50 und 50' werden mit Hilfe eines in beiden Richtungen wirksamen Getriebemotors M bekannter Bauart verstellt.

Der Schleifer 60 des Potentiometers 58^r wird über einen ebenfalls in beiden Richtungen wirksamen zweiten Getriebemotor"Mp bekannter Bauart'betätigt.

Die Drehgeschv/indigkeit für jeden der beiden Getriebemotore M, und Mp wird durch eine Spannung bestimmt, die der Amplitude des Signals H proportional ist, während der Drehsinn für beide Motoren M, und Mp mit jedem Impuls I wechselt. '

Als nächstes soll die Arbeitsweise der der Harmonischen der Ordnung η zugeordneten Regelschleife,erläutert werden.

Unter der Einwirkung 'des Steuersignals der Frequenz P aus dem Wechselspannungsgenerator 2 gibt das System 4 ein sinusförmiges Signal Yab, das einen bestimmten Verzerrungsgrad für die Harmonische der Ordnung η aufweist. Mit Hilfe der Einrichtung 14 wird die Grundschwingung in diesem Signal ^ auf eine im wesentlichen konstante Amplitude gebracht. Im Filter 16 wird dann das dem Verzerrungsgrad 2f n/?f 1 proportionale Signal H erzeugt.

Dieses Signal H wird im ,Differenzierglied 18 abgeleitet. Am Ausgang des Differenziergliedes. 18. erhält man

AP 9^^ 4 4

BADO«GJNAL

eine der zeitlichen Ableitung des Signals H proportionale Spannung._ In der Regelschleife wird versucht, das Signal H zu,verkleinern und 'praktisch auf den Wert Null zu bringen* Eine Verkleinerung der Amplitude des Signals H bis auf den Wert Null läßt die zeitliche Ableitung für .das Signal H ,zunächst negativ und'dann zu Hull werden. Wie bereits oben erwähnt■; muß die Variation der Phase und. der Amplitude des Korrektur* signals sowohl hinsichtlich des Vorzeichens als. auGh hinsichtlich des Absolutwertes- vorgenommen werden. Man kann daher'sagen* daß der. Korrektursinn gut" ist ,*wenn die zeitliche Ableitung negativ wird,, oder wenn Sie vom Vorzeichen Plus zum Vorzeichen- Minus übergeht* Umgekehrt wird der Korrektursinn schlecht, wenn die z,e-itliche Ableitung vom Vorzeichen Minus zürn Vorzeichen Plus übergeht. Man kann auch sagen,. daß man in -diesem Falle den optimal'en Regelpunkt-überschreitet und daher die Korrekturrichtung umkehren muß. Dies geschient mit Hilfe des Vorzeiehendiskriminator.s 22. Die Korrekturen Inder Amplitude und in der Phase vollziehen sich alternierend, der Impuls I aus dem Vorzeichendiskriminätör wird daher in dem dem gerade nicht in Verarbeitung befindlichen Parameter zugeordneten- Speicher 24 oder. 26 gespeichert. ■Die Korrektureinrichtung J>6 öder- J5& für den jeweils anderen Parameter wirkt auf das vom Generator 10 abgegebene Korrektursignal "mitder Frequenz nF ein. " ',"

Mit anderen Worten ..ausgedrückt* hat fn.a,n/ daher, wenn man die Periode des Taktgebers ^O mit T bezeichnet während eines Zeitintervails -T/2 eine Regelung des Ausgangssignals in Abhängigkeit von der Phasenverschiebung hei konstanter Amplitude des Korrektursignals und während eines an-

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schließenden Zeitintervalls der Länge T/2 eine Regelung des Ausgangssignals in Abhängigkeit von der Amplitude bei konstanter Phasenverschiebung des KorrekturSignaIs, wobei während der Regelung des einen Parameters der dem jeweils anderen Parameter zugeordnete Speicher ?4 oder 36 nicht mit dem Vor- » zelchendiskrlminator 22· verbunden ist, die Änderungsbefehle für den Varistionssinn der Regelung für den einen Parameter' daher ohne Einfluß auf die Regelung des anderen Parameters während der anschließenden _tHalbT periode T/2 bleiben.

Diese alternierende Betriebsweise, der Einrichtungen und 38 wird durch die Kurven in Fig.4 veranschaulicht. In der linken Hälfte der Darstellung in Pig. M- sind die Änderungen im Verzerrungsgrad H für die Harmonische der Ordnung η als Funktion der Amplitude A des Korrektursignals für eine vorgegebene Phasenverschiebung dieses Signals wiedergegeben, während in der rechten Hälfte der Darstellung in Figv 4 die Variationen de:s Verzerrungsgrades H als Punktion- der Phasenverschiebung Ψ des Korrektursignals bei fester Amplitude A wiedergegeben sind.

Für die Beschreibung' sei angenommen, daß mit einer Variation der Amplitude A bei einer anfänglichen Phasenverschiebung Φ , begonnen wird* Den Ausgangspunkt bildet damit ein Punkt A mit der Amplitude A, und.der Phase ^f-, Da die Phase ^f- konstant bleibt, folgt die Änderung des Verzerrungsgrades H in-Abhängigkeit von der Änderung der Amplitude A.der Kurve I in Fig. 4» Mäch Verstreichen eines Zeitintervalls T/2^ gelangt man zum Punkt B auf " der Kurve I, der die Koordinaten A^, und ^ . besitzt»

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BAD CffiöiNAL

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Während eines anschließenden Zeitintervalls T/2 bewegt¹ man sich vom Punkte B zum PunkteC auf der Kurve II', die der Variation des ' Verzerrungsgrades H in Abhängigkeit von der Phasenverschiebung' ^ für eine feste Amplitude Ap entspricht. Während des nächstfolgenden Zeitintervalle T/2 geht man vom Punkte C zum Punkte D auf der Kurve II über, die einer festen ,Phasenverschiebung. ^₂ entspricht.

Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis' man zum Punkte L gelangt, dem eine Amplitude A und eine -■" Phasenverschiebung 4⁷ _n entsprechen und für den der Verzerrungsgrad H zu q. . wird'.

Zur Vereinfachung der Darstellung in Fig.4 ist sowohl für die Phasenregelung als auch· für die Amplitudenregelung angenommen worden, daß der Verzerrungsgrad 0 ohne Überschreiten des Minimums'erreicht wird, d. h. ohne daß das Vorzeichen für die'zeitliche Ableitung des Verzerruhgsgrädes H einen Übergang von Minus nach Plus erfährt./Für den "umgekehrten Fall wurde man die gleiche Art von Kurven erhalten, jedoch waren dann die Werte für die Amplituden A₁, A₃. »_#\ und die Phasen <f ^ f ₃... nicht mehr in zunehmendem S'inne" geordnet.

Es versteht sich von "selbst, daß' die beiden Zeitintervalle für die Phasenregelung und für die.Amplitudenregelung in.bestimmten Fällen verschieden gewählt werden können.^: .

Bei einer bevorzugten Ausführungsart nimmt die yariationsgeschwlndigkeit für die'Variation der Parameter linear mit dem Verzerrungsgrad zu, um eine verbesserte Stabilität der Regelschleife rund um den optimalen Regelpunkt zu erreichen,,

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,- 18 -

Ein entsprechend der vorstehenden Beschreibung von der Anmelderin gebauter Prototyp einer erfindungsgemäß ausgebildeten Anordnung wies die folgenden Kenngrößen auf:' ■-.■■.- .'. .

Untere Korrekturgrenze: 10 Hz Grundfrequenz Korrektürgeschwindigkeit für die Phasenkorrektur: Maximal 12° pro Sekunde im Mittel 1° j50 Minuten je Sekunde ■ '

Korrekturgesehwindigkeit füifdie Amplitudenkorrektur! Maximal Jf₀ je Sekunde, im Mittel If₀ je. Sekunde.

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Claims (5)

. 19 _ -.■■ 2353B00 Patentansprüche

1. Verfahren zum Korrigieren.-.harmonischer Verzerriangen - .. in eine:¹:* ^ on einem, durch ein periodisches Steuersignal der Frequenz P -gesteuerten System abgegebenen perlodl- sehen Signa.l,. -d ä- d u r e h -g e- k β η η' ze: i c h.--η e-t, daß die. auf. jede"Harmonische Kuruekgfeihencten: Verzerrungen getrennt korrigiert, werden, wobfei, zur ■ ' ^ykliscKe-n Korrektur fur jede liärmonische in .einer ersten. Operation ä-e-r jeweiligen fiar'nonlsöhen η enfcsgreeihende \rerzerruhgs-grad des abgegebenen. Signals geraessen wird, in einer zweiten Operation ein, .zum Ste..,ersignal synchro- .'. nes, periodisches Korrekiursignal .der Frequenz. nB¹ erzeugt wird',. In· einer' dritten Operation ein für die Ver-. zerrungsamp-litude repräsenfcatl^es; Signal abgeleitet wird, '·. indem bei .jedem. Übergang; der Ableitung vom, Vorseichen-: Minus zum Vorz-elc-hen Plus der. Inderungssinn ftir· die . Phasenverschiebung und die 'Amplitude, des Korre;let:ursilgnals umgekehrt und-den Snder.ungen des Eor-rektnarsignals: 'In Phase; und Amplitude, eine, linear, mit dem gemessenen Verzerrungsgrad für die jeweilige Ifarmonisehe ■«'arile-rende G-eschwIndlgkeit gegeben wlrd> und in einer vierten Operation das &o auf bereitete Korrektur signal dem· Steuersignal· am Eingang des Systems ,überlagert wird,.

2. verfahren nach Äns-pr-uöft -1* dsdurcshi gekejnnzeialiftefc* daß die PRasenverisohiebung un,d die AmplifeudeW^fegelung das. Korrektur signal alfcerniereiid-

3« Anordnung zmm Durchführen des ye_;r-f9iha?ens .fi&'ch oder %. dadurch gekennzeichnet* -daß sie e;ine; Mehrzahl von

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Regelschleifen umfaßt, von denen jede zur Unterdrückung einer Harmonischen in dem von dem zu regelnden System (4) abgegebenen charakteristischen Signal^dient und eine Einrichtung (16) zum Erzeugen eines dem der Harmonischen η entsprechenden Verzerrungsgrad für das charakteristische Signal propotionalen Signals H, eine Einrichtung (18) zum Ableiten dieses Signals .H, eine Einrichtung (22) zum Erkennen des Übergangs des Signals H vom Vorzeichen Minus zum Vorzeichen Plus und zum Abgeben eines Impulses I bei jedem solchen übergang, eine Einrichtung (10, ld) zum Erzeugen eines zum Steuersignal synchronen Korrektursignals mit der Frequenz nF, eine Einrichtung (36, 38) zum alternierenden Variieren der Amplitude und der Phasenverschiebung des Korrektursignals in Bezug auf das Steuersignal mit .linear von der Amplitude des Signals H abhängiger Geschwindigkeit unter Umkehrung des Variationssinnes bei jedem Auftreten eines Impulses I und eine Einrichtung (12) zum überlagern des so aufbereiteten Korrektursignals über das Steuersignal am Eingang des Systems enthält

4. Anordnung nach Anspruch 3>dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse I einem von einem Taktgeber (30) gesteuerten ersten Umschalter (28) mit mehreren Ausgängen zugeführt werden, von denen jeder mit dem Eingang eines eigenen Speichers (24, 26) verbunden ist, an den wiederum über einen ebenfalls vom Taktgeber gesteuerten zweiten Umschalter (28') die Einrichtung (36, 38) zum Regeln von Phase und Amplitude des KorrekturSignaIs angeschlossen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (l6) zum Erzeugen des .Signals H eine Stufe (14) zum Einstellen des vom System (4)

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abgegebenen Signalsf auf einen konstanten^ gleichgerichteten Wert, zwei.jeweils mit einem Eingang an den Ausgang dieser Stufe angeschlossene Multiplikatoren (40; und 42), von denen der eine Multiplikator an seinem zweiten Eingang mit dem Korrektursignal der Frequenz nF und der andere Multiplikator an seinem zweiten Eingang mit dem gleichen, aber um If/2 phasenverschobenen Korrektursignal der Frequenz nF gespeist wird, zwei jeweils an den Ausgang je eines der beiden Multiplikatoren angeschlossene Tiefpaßfilter (44 und 46) und eine mit den Ausgängen beider Multiplikatoren verbundene Rechenschaltung (.48) für die Durchführung der Operation

Vx²+Y² an den ihr ,eingangsseitig zugefUhrten Variablen X und Y enthält. " - · - ' . ■ : ■

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