DE2410751A1 - Steuereinrichtung, insbesondere fuer ein gasturbinenstrahltriebwerk - Google Patents

Steuereinrichtung, insbesondere fuer ein gasturbinenstrahltriebwerk

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DE2410751A1
DE2410751A1 DE2410751A DE2410751A DE2410751A1 DE 2410751 A1 DE2410751 A1 DE 2410751A1 DE 2410751 A DE2410751 A DE 2410751A DE 2410751 A DE2410751 A DE 2410751A DE 2410751 A1 DE2410751 A1 DE 2410751A1
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Description

Rolls-Royce (1971) Ltd., London (England)
Steuereinrichtung, insbesondere für ein Gasturbinenstrahltriebwerk
Die Erfindung bezieht sich auf Steuersysteme und insbesondere auf Steuersysteme für Anlagen, bei denen schnelle Einstellungen benötigt werden, um einen optimalen Betrieb zu gewährleisten und eine Beschädigung zu vermeiden.
In der DT-OS 2253760 ist ein derartiges Steuersystem beschrieben, welches wenigstens zwei Arbeitskreise aufweist, von denen jeder eine unterscniedliche Ansprechgeschwindigkeit besitzt und mit Schaltern ausgestattet ist, die den einen oder anderen Kreis wirksam machen, damit diesem ein Eingangssignal zugeführt wird, wobei die Schalter gemäß dem Wert des Eingangssignals, des Ausgangssignals, des Fehlersignals zwischen diesen beiden Signalen oder gemäß einer Ableitung gesteuert wird. Die Arbeitskreise sind stückweise linear, d.h. sie arbeiten als lineare Systeme zwischen Schaltpunkten, aber die die Schalter steuernden Schaltungen können in nicht linearer Weise arbeiten.
Lineare Steuersysteme oder Servo-Mechanismen sind Systeme, deren Ausgang mit genügender Genauigkeit durch lineare Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten beschrieben werden kann, welche Ableitungen des variierenden Eingangs und Ausgangs enthalten.
Nicht lineare Steuersysteme können auf diese Weise nicht beschrieben werden. Ein spezieller Vorteil linearer Systeme besteht darin,
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daß, wenn sie mit einem kontinuierlichen sinusförmigen Eingang gespeist werden, der Ausgang nach Abklingen einer anfänglichen Störung sinusförmig verläuft una die gleiche Frequenz hat, aber gewöhnlich eine andere Amplitude und Phase. Eine weitere allgemeine Eigenschaft besteht darin, daß wenn der Eingang des line- · aren Systems in einem gegebenen Verhältnis vergrößert wird, der Ausgang in der gleichen Weise vergrößert wird, d.h. sie sind nicht amplitudenabhängig. Sämtliche nichtlinearen Systeme besitzen definitionsgemäß diese spezielle Eigenschaft nicht, una die meisten bekannten nichtlinearen Systeme besitzen nicht diese allgemeine Eigenschaft.
Bekannte Beispiele amplitudenempfindliche nichtlinearer Systeme können sich von linearen Systemen durch das Fehlen eines Ansprechens gegenüber kleinen Eingangsamplituden unterscheiden, die durch Reibung oder Spiel verursacht sind, oder gegenüber großen Amplituden, in dem der maximale Ansprechwert überschritten wird, was man unter dem Begriff der "Sättigung" erläutern kann. Diese Art des Ansprechens kann einigen Einrichtungen eigen sein, aber sie sina nicht alle vorteilhaft. Bekannte, nichtlineare Methoden der Steuerung, die gewisse nützliche Ergebnisse erlangen, weisen Systeme auf, deren Ansprechgeschwindigkeit abrupt bei großen Fehlern ansteigt, und bei adaptiven Systemen sind Vorrichtungen vorgesehen, die den letzten Moment vorschreiben, um eine volle Korrekturleistung anzuwenden. Die ersteren haben geringere Wirkungen und sind fast immer unzufriedenstellend in der Nähe der Grenze, wo ein schnelles Ansprechen gerade erfolgen soll, während die letztere Gattung entweder heftige Korrekturen bei kleinen Fehlern liefert oder zu langsam adaptiert, so daß eine Beschädigung der zu steuernden Anlage auftreten kann.
Eine typische Anlage, die schwierig durch herkömmliche lineare Methoden steuerbar ist, ist eine Anlage, die als Doppelintegrator bezeichnet wird, wobei ein Beispiel einer solchen Anlage eine solche ist, bei der der Ausgang sich proportional zur zugeführten Störung beschleunigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem zu
schaffen, das stückweise linear ist und in der Lage ist, eine
Doppelintegratoranlage zu steuern.
Gemäß der Erfindung.ist ein.Steuersystem vorgesehen, um eine
Anlage gemäß einem Ausgangssignal zu steuern, wobei Mittel vorhanden sind, um das Eingangssignal una ein Anlageausgangssignal zu vergleichen und ein Fehlersignal zu erzeugen, das der Differenz zwischen Eingangs und Ausgangssignal proportional ist, wobei Mittel vorgesehen sind, ein Fehlergeschwindigkeitssignal zu erzeugen, das proportional der Änderungsgeschwindigkeit des
Fehlersignals ist und wobei Mittel vorgesehen sind, um ein kontinuierliches Steuersignal zu erzeugen, welches eine von wenigstens zwei verschiedenen linearen Funktionen von Fenlersignal und Fehlergeschwindigkeitssignal ist, welche Funktion gemäß den Werten des Fenlersignals und- des Fehlergeschwindigkeitssignals
gewählt ist, und wobei das Steuersignal die Anlage steuert.
Vorzugsweise wird das Fehlersignal benutzt, um zwei Signale
hervorzubringen, wobei das eine proportional der positiven
Komponente des Fehlersignals ist, und das andere proportional der negativen Komponente des Fenlersignals.
Vorzugsweise wird das Fehlergeschwindigkeitssignal benutzt, um
zwei Signale hervorzubringen, von denen das eine proportional
der positiven Komponente des Fehlergeschwindigkeitssignals und
das andere proportional zu der negativen Komponente des Fehlergeschwindigkeitssignals ist.
Vorzugsweise sina Mittel vorgesehen, um die Fehlersignale und
die Fenlergesehwindigkeitssignale zu summieren. Diese Mittel
umfassen eine erste Summierungsstufe, die die Fehlersignale und jenes Signal summiert, das proportional der positiven Komponente des Fehlergeschwindigkeitssignales ist. Eine zweite Summierungsstufe summiert die Fehlersignale und jenes Signal, das proportional der negativen Komponente des Fehlergeschwindigkeitssignals ist.
.'« 0 9 P ? 3 / 0 9 1 'A
Eine dritte Summierungsstufe summiert die Ausgänge der ersten und zweiten Summierungsstufe.
Es kann eine Gegenkopplung des Ausgangs der ersten Summierungsstufe nach der zweiten Summierungsstufe vorgesehen sein, und außerdem eine Gegenkopplung des Ausgangs der zweiten Summierungsstufe nach der ersten Summierungsstufe.
Das der positiven Komponente des Fehlersignals proportionale Signal wird vorzugsweise in einen negativen Wert umgewandelt, bevor es der ersten Summierungsstufe zugeführt wird, und das der negativen Komponente des Fehlersignals proportionale Signal wird vorzugsweise in einen negativen Wert umgeformt, bevor es der zweiten Summierungsstufe zugeführt wird.
Der Ausgang der zweiten Summierungsstufe wird vorzugsweise in seinem Vorzeichen geändert, bevor er der dritten Summierungsstufe zugeführt wird.
Wenigstens eine der Funktion des Steuersignals kann unstabil oder nahe den Grenzwerten unstabil sein, wenn die Einrichtung in Betrieb befindlich ist.
Das Steuersignal hat drei Funktionen. Die erste Funktion des Steuersignals besteht darin, ein ungedämpftes Schwingungssystern zu erzeugen, die zweite Funktion besteht darin, ein kritisch gedämpftes System zu schaffen, und die dritte Funktion besteht darin, ein überdämpftes System zu schaffen.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine elektrische Analogdarstellung eines Steuersystems gemäß der Erfindung zum Steuern einer Doppelintegralanlage;
4 0 9 C ? P /091 Ά _/_
Fig. 2 ein Phasendiagramm, welches die verschiedenen Punktionen des Steuersignals bei dem Ausi'ührungsbeispiel nach Figur 1 veranschaulicht;
Fig. 3 eine elektrische Analogschaltung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 ein Phasendiagramm, welches die verschiedenen Funktionen des Steuersignals in dem System nach Figur 3 veranschaulicht;
Fig. 5 eine schematische Vorderansicht eines Flugzeuges, bei welchem die'erfindungsgemäße Steuereinrichtung Anwendung findet.
Bei den folgenden Ausführungsbeispielen werden Eingangssignale nach dem Steuersystem in unabhängige positive una negative Komponenten aufgespalten und jede Komponente wird in ein positives Signal umgewandelt. Das System, in welchem dies geschieht, wird hierbei als "posinomisches Steuersystem" bezeichnet.
In der Schaltung gemäß Figur 1 erscheinen an verschiedenen Punkten des Steuergerätes negative Spannungen, weil durch einen elektrischen Verstärker Vorzeichen umgewandelt werden. Das Prinzip einer posinomischen Steuerung bleibt jedoch erhalten.
Die Differenz zwischen einem Eingangssignal χ und dem Ausgang v_ einer Anlage PL wird über einen das Vorzeichen ändernden Verstärker und einen Summierungsverstärker 2 erlangt, wodurch ein Fehlersignal £ geliefert wird. Das Fehlersignal Γ wird über einen Differentiator 3, bestehend aus Widerstand 26, Kondensator 27, Widerstand 28 und Verstärker 29 mit hohem Verstärkungsgrad geleitet, und dann einem Filter 4 zugeführt, das aus Widerständen 30,31,32, Kondensatoren 33 und 35, einem Verstärker 34 mit hohem Verstärkungsgrad und einem Verstärker 36 besteht, um ein negatives Fehlergeschwindigkeitssignal — <£ zu erhalten.
4 0-9 8 3 P / 0 9 1 Ά
Das Filter 4 verhindert eine Rauscherzeugung und begrenzt den Wert von t für sehr schnelle Änderungen des Fehlersignals £
Das Fehlersignal £und das Fehlergeschwindigkeitssignal -herden einem posinomischen Steuergerät PC zugeführt. Das Fehlersignal E. wird über einen das Vorzeichen ändernden Verstärker 5 einer Verstärker/Diodenkombination 6 zugeführt, die den positiven Teil des Fehlersignals £+ als Ausgang liefert. Das Fehlersignal £ wird außerdem direkt einer Verstärker/Diodenkombination 7 zugeführt, die den negativen Teil des Fehlersignals als positiver Ausgang liefert(£-).
Das negative Fehlereingangssignal -£ von dem Filter 4 wird einer Verstärker/Diodenkombination 9 zugeführt, um den positiven Wert des Fehlergeschwindigkeitssignalst + zu liefern, und über einen das Vorzeichen ändernden Verstärker 8 wird das Signal einer Verstärker/ Diodenkombination 10 zugeführt, um den negativen Teil des Fehlergeschwindigkeitssignals als positiven Ausgange- zu liefern.
Die Verstärker/Diodenkombinationen 6,7*9 unc^ 10 liefern im wesentlichen perfekte Diodencharakteristiken außer für die Vorzeichenänderung, die dem Verstärker zugeordnet ist.
Die Signale £ + und £ - werden über eine Stufe 11, die die Verstärkung ändert, und eine Stufe 15, die das Vorzeichen ändert, sowie eine Stufe 14, die die Verstärkung ändert, der ersten Summierungs-Verstärker/Diodenkombination 17 zugeführt, und das Signal£- wird direkt der ersten Summierungs-Verstärker/Diodenkombination zugeführt. Die drei Signale wirken zusammen und erzeugen den negativen Wert des Anlage-Eingangssteuersignals in Form eines negativen Ausgangs u-.
In gleicher Weise werden die Signale-* - und £+ über die Verstärkungsänderungsstufe 12 und den Vorzeichenwandler 16 sowie dem Verstärkungswandler I^ einer zweiten Summierungs-Verstärker/Diodenkombination l8 zugeführt, während das Signal £ + direkt nach der zweiten Summierungs-Verstärker/Diodenkombination l8 gelangt.
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Die drei Signale wirken zusammen und erzeugen den positiven Teil des Anlage-Eingangssteuersignals in Gestalt eines negativen Ausgangs u+.
Die Summierungsverstärker/Dipdenkombination 17 und l8 führen Summierungs- und Verstärkungsfunktionen durch, und zwar zusätzlich zu einer im wesentlichen perfekten Diodencharakteristik und Vorzeichenänderung.
Der Ausgang der ersten Suramierungs-Verstärker/Diodenkombination 17 wird über einen Vorzeichenwandler 19 einem Summierungsverstärker 20 zusammen mit dem Ausgang von einer zweiten Summierungsverstärker/Diodenkombination l8 zugeführt. Der Ausgang des Summierungs- ' Verstärkers 20 bildet ein Anlagesteuersignal u welches gleich der Differenz zwischen positivem und negativem Teil u+ und u- ist. Das Signal u des Summierungsverstärkers 20 wird der Anlage PL zugeführt, welche als Doppelintegralanlage ausgebildet ist und zwei Verstärkungswandler 21 und 23 und 2 Integratoren 22 und 24 aufweist, Der Ausgang des Integrators 24 stellt das Ausgangssignal v_ der Anlage dar, welches dem Sußimi erungs -Verstärker 2 zugeführt wird, um mit dem Eingangssignal χ ^es Systems verglichen zu werden, und das Fehlersignal zu liefern, wodurch sich ein System mit geschlossener Schleife ergibt.
Das Steuersignal u, das durch das posinomische Steuergerät erzeugt wird, besteht aus einer von drei verschiedenen linearen Funktionen von t (Fehlersignal) und £ (Fehlergeschwindigkeitssignal) gemäß der Bedingung der Anlage und dies wird später unter Bezugnahme auf das Phasendiagramm beschrieben, d.h. gemäß der Beziehung zwischen £ und fc. in Figur 2.
Die Gleichung für u ist:
wobei u+ =[(£+) + (b^+j - (a^t-) (l),
aus (fc+HCbjE +)K(a^%,-)s folgt eindeutig daß u+ = 0
und wenn u- = £ (£-)+(b2i-)J -(a2 ti-+) (2),
wenn(fc-)+(bpt-)^(a^£f)dann folgt wiederum daß u-= 0
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Im folgenden wird auf Figur 2 der Zeichnung Bezug genommen, die ein Phasendiagramm für Bedingungen zeigt, die auftreten können, je nach den Werten des Fehlersignals £ und des Fehlergeschwindigkeitssignals t . Die Figur 2 stellt eine grafische Darstellung dieser beiden Signale dar, wobei eine lineare Funktion der beiden Signale gezeigt ist, nämlich
at+bt = O
Für ein vollständig symmetrisches posinomisches Steuergerät (dies ist der übliche Fall) werden die Konstanten in den Gleichungen (l)und(2)gleich: *
ax = a2 = a (4),
bx = b2 = b (5)
Daher definiert Figur 2 drei Paare von Moden 1-3, in denen die Gleichungen (1) und (2) wie in der Figur veranschaulicht, ausgedrückt werden können. So ist es beispielsweise klar, daß im Modus 1 auf der linken Seite des Diagramms
* außerdem liefern die Werte von £ und £ wenn sie in die Funktion a t + b£ eingesetzt werden, einen Wert dieser Funktion, der negativ ist, z.B. a£ + b£ <^ 0.
Aus der Gleichung (1) ergibt sich
be < a E*
una daher u+ = 0
Aus der Gleicnung (2) ergibt sich
u - = (έ -) +0-0=6-deshalb u = -(£-) =£
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Der Ausdruck in jeder der anderen Moden kann in gleicher Weise berechnet werden und es zeigt sich, daß die Abszisse und Ordinate der Funkti ons linie a£+ b £,= O je eine Modenänderungslinie bildet, die zwischen ihnen 6 Moden definiert, die infolge identischer Bedingungen drei Paare von den obigen Moden bilden. Es zeigt sich, daß diese drei alternative Steuersignale liefern, die wie folgt erhalten werden:
Modus 1) u=t ergibt ein ungedämpftes Schwingungssystem Modus 2) u=(l + a)t + b£ ergibt ein kritisch gedämpftes Systeir Modus 3) u= £+ bi liefert ein übergedämpftes System.
Bei einer praktischen Anwendung sind die Verstärker konstant en a_ 1, bl, a_2 und b2 in dem posinomischen Steuergerät so eingestellt, daß die erwünschte Ansprechcharakteristik des gesamten Systems erhalten wird.
Die Konstanten a_l, b_l, §_2, b_2 tragen beispielsweise eine Beziehung z.B. das Zehnfache zur Einstellung der Verstärkungswandler 12, 13* 11 und 14 und diese Verstärkung wird in einer Verstärker/Diodenkombination 17, l8 erlangt.
Die absoluten Größen von a_ und b bestimmen die Anteile der Dämpfung in den gedämpften Moden (je größer sie sind, desto größer ist die Dämpfung), die ihrerseits den Anteil der über-Dämpfung steuern, daß das System in einem Stufenansprechen aufweist.
Figur 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung una die Schaltung ist exakt die gleiche wie jene nach Figur 1, mit dem Unterschied, daß der Ausgang der ersten Summierungs-Verstärker/ Diodenkombination 17 dem Eingang der zweiten Summierungs-Verstärker/Diodenkombination 18 zugeführt wird, una der Ausgang der zweiten Summierungs-Verstärker/Diodenkombination 18 dem Eingang der ersten Verstärker/Diodenkombination 17 zugerührt wird. Diese Rückkoppelung ist alt- gegenseitige Rückkopplungssperrung bekannt una vermeidet das gleichzeitige Auftreten von den beiden Ausgängen u + und u -. Hierdurch ergibt sich eine Verbesserung des Steuersystems
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iind eine Vereinfachung der Einstellung, die zur Anpassung des Systems an verschiedene Anlagen erforderlich ist.
Bei diesen Ausführungsbeispielen ist die Gleichung für _u wie folgt:
Dabei ist, u+ = I (E+) +
!(£.+) +
aber wenn u+=0
dann wird
Ebenso wird *- = [(ε-) +
[(E-) +
und wenn u- = 0
dann wird
Wie bei dem vorigen Ausführungsbeispiel können die Konstanten al, bl, a_2 und b_2 der Zehnfachen Einstellung der Verstarkungswandler 12, 13, 11 und 14 gemäß Figur j5 bestehen, wobei die ersten und zweiten Summierungs-Verstärker/Dioaenkombinationen 17 und 18 die Signale mit einem Faktor 10 verstärken, die durch diese Verstärkungswandler hindurchlaufen.
Die Bereiche, in der jede Gleichung wirksam ist, zeigt der Phasenplan nach Figur 4.
Die drei Funktionen, die das Steuersignal u angibt, erzeugen die drei unterschiedlichen Arbeitsmoden, wenn die Steuereinrichtung und die Anlage eine geschlossene Regelschleife bilden.
Modus 1) u = £ ergibt ein ungedämpftes Schwingungssystem Modus 2) u = a£ + bfc liefert ein kritisch gedämpftes System Modus 3) u=£ +h£ liefert ein überdämpftes System.
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Diese sind in Figur 4 zusammengefaßt.
Bei der praktischen Anwendung werden die Verstärkungskonstanten a_l, bl, a2 und b2 in dem posinomisehen Steuergerät so eingestellt, daß die erwünschte Ansprech-Charakteristik des Gesamtsystems erhalten wird.
Das Verhältnis(l + a)/b entscheidet die Neigung der schrägen Modusänderungslinie in der Phasenebene und im allgemeinen kann gesagt werden, je steiler diese Linie ist, desto schneller spricht das System an.
Wie bei dem ersten AusfUhrungsbeispiel bestimmt die absolute Größe von §_ und b die Größe der Dämpfung in den gedämpften Moden (je größer die Beträge sind desto größer wird die Dämpfung) und diese Dämpfung steuert ihrerseits das Maß der Überdämpfung des Systems, die das System bei einem Stufenansprechen hat.
Figur 5 zeigt ein posinomisches Steuergerät, welches in Verbindung mit einem Luftstrahlsystem benutzt wird, um die Lagesteuerung eines Vertikal-Start-Flugzeugs zu übernehmen.
Die Luftstrahlen 41 werden mit Luft von einem Kompressor 42 über Kanäle 43 gespeist. Die Gesamtluftströmung ist konstant, aber das Verhältnis der Strömung zwischen den beiden Strahldüsen 41 kann durch Klappenventile 44 geändert werden, die durch einen Antrieb 45 über ein Gestänge 46 bewegt werden. Ein Fühler 47 stellt Abweichungen der Lage des Flugzeugs gegenüber einer horizontalen Bezugslage dar, und erzeugt ein Fehlersignal proportional der Abweichung Θ.
Dieses Fehlersignal wird einer Steuereinrichtung 48 zugeführt, die es differenziert und das sich hieraus ergebende Fehlergeschwindigkeitssignal mit dem Fehlersignal benutzt, um ein Steuersignal u mittels einer posinomisehen Schaltung gemäß Figur 1 zu erzeugen, die in der Einrichtung 48 enthalten ist.
409833/0913 ./.
Dieses Steuersignal wird dem Antrieb 45 zugeführt, der das Gestänge 46 proportional zur Größe des Steuersignals stellt. Diese Bewegung ändert die Stellungen der Klappenventile 44, was eine Änderung der relativen Luftströmung zwischen zwei Strahlen zur Folge hat, so daß ein Drehmoment erzeugt wird, welches auf das Flugzeug in der Weise einwirkt, daß die Abweichung O vermindert wird.
Vorstehend wurde ein Steuersystem beschrieben, welches elektronische Schaltungselemente umfaßte. Es ist jedoch klar, daß das posinomische Steuersystem auch mechanische Elemente oder Fluidics benutzen kann, um eine entsprechende Summierung von Signalen vorzunehmen .
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können als "posinomische stückweise lineare" Steuersysteme bezeichnet werden.
Ein posinomisches Steuersystem benutzt eine Zahl von zusammenwirkenden positiven Signalen, um die stückweise lineare Steuerung zu erhalten. Diese positiven Signale werden von dem Fehlersignal bzw. dem Fehlergeschwindigkeitssignal des Systems abgeleitet, in dem Dioden oder Äquivalente hiervon benutzt werden. Das Zusammenwirken der positiven Signale bewirkt entweder ein teilweises Auslöschen oder eine Verstärkung des Gesamtsignals, das als Steuereingangssignal für die Anlage benutzt wird. Diese Abschwächung oder Verstärkung findet gemäß dem Zustand des kompletten Systems statt und ist derart, daß das Ansprechen des Systems gegenüber Störungen des Eingangs stabilisiert wird.
Die stückweise lineare Steuereinrichtung benutzt zwei verschiedene Arbeitsmoden. Jede dieser beiden Moden entspricht einer linearen Steuerung. Ein Modus hat ein schnelles Ansprechen, welches möglicherweise unstabil ist, und ein weiteres muß schnellen Änderungen widerstehen, um ein gewisses Maß von Dämpfung bezüglich Ausschlägen des Systems zu liefern. Die Moden werden gemäß dem Status des Systems benutzt, um ein schnelles Gesamtanspreehen und
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eine erhöhte Stabilität zu erzeugen. Das posinomisohe Steuergerät für eine Doppelintegralanlage benutzt drei Moden, nämlich eine ungedämpfte schnelle und zwei gedämpfte, und die Änderung von einem Modus nach dem anderen geschieht wenn gewisse, der verschiedenen positiven Signale den Null-Punkt erreichen. Die Dioden verhindern das Auftreten negativer Signale und somit eine Änderung des Modus. Das System weist dagegen keine Schalter auf.
3 9/0913 Patentansprüche

Claims (9)

Patentansprüche
1. Steuersystem zur Steuerung einer Anlage gemäß einem Ausgangssignal, welches dem Steuersystem zugeführt wird, mit einer Stufe, die das Eingangssignal und ein Ausgangssignal der Anlage vergleicht, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das proportional der. Differenz zwischen Eingangsund Ausgangssignal ist, mit einer Stufe zur Erzeugung eines Fehlergeschwindigkeitssignals, das proportional der Snderungsgeschwindigkeit des Fehlersignals ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stufe(17, 18, 19, 20) vorgesehen ist, um ein kontinuierliches Steuersignal (u) zu erzeugen, das aus wenigstens zwei verschiedenen linearen Funktionen (u=f ; u =έ + b£ ; u = a£+b£) von Fehler- und Fehlergeschwindigkeitssignal besteht, wobei die Funktion gemäß Moden (1,2 oder 3) sowie gemäß den Werten von Fehler- und Fehlergeschwindigkeitssignal gewählt wird, wobei das Steuersignal (u) die Anlage (PL) steuert,
2. Steuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlersignal (£) benutzt wird, um zwei Signale zu erhalten, wobei das eine (2 + ) proportional zu der positiven Komponente des Fehlersignals (£ ) ist und das andere (£-) proportional zur negativen Komponente des Fehlersignals (£.) ist.
3. Steuersystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlergeschwindigkeitssignal (£.) benutzt wird, um zwei Signale abzuleiten, von denen das eine (£+) proportional der positiven Komponente der Ä'nderungsgeschwindigkeit (έ ) des Fehlersignals ist, und das andere (&-) proportional der negativen Komponente der Änderungsgeschwindigkeit (£) des Fehlersignals ist.
409839/091 :^
4. Steuersystem nach Anspruch 3> bei welchem eine Summierungsstufe vorgesehen ist, um die Signale proportional zu dem Fehlersignal und dem Fehlergeschwindigkeitssignal zu summieren,
dadurch gekennzeichnet, daß diese Summierungsstufe eine erste Summierungseinheit (17) umfasst, die die Fenlersignale (£ +) und (£-) sowie jenes Signal (fc+) summiert, das proportional zur positiven Komponente der A'nderungsgeschwindigkeit (fc) des Fenlersignals ist, und daß eine zweite Summierungseinheiö (18) vorgesehen ist, die die Fenlersignale (£ + undfc-) und jenes Signal (£.-) summiert, das proportional der negativen Komponente der Anderungsgeschwindigkeit (fc) des Fenlersignals ist, und daß eine dritte Summierungseinheit (20) vorgesehen ist, um die Ausgänge der ersten (17) und zweiten (l8) Summierungseinheit zu addieren.
5. Steuersystem nach Anspruch 4,
dadurch gekennzei chnet, daß eine Gegenkopplung des Ausgangs derjersten Summierungseinheit (17) nach der zweiten Summierungseinheit (18) und eine Gegenkopplung des Ausgangs derjzweiten Summierungseinheit (18) nach der ersten Summierungseinheit (17) vorgesehen sind.
6. Steuersystem nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurcn gekennzei chnet, daß das der positiven Komponente des Fehlersignals (€.) proportionale Signal (£ + ) in ein Signal mit negativem Wert umgewandelt wird, bevor es der zweiten Summierungsstufe (l8) zugeführt wird, und daß das der negativen Komponente des Fehlersignals (ß.) proportionale Signal (£-) in ein negatives Signal umgewandelt wird, bevor es der ersten Summierungsstufe (17) zugeführt wird.
409839/0913
7·' Steuersystem nach den Ansprüchen 4,5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der ersten Summierungsstufe (17) im Vorzeichen geändert wird, bevor er der dritten Summierungseinheit (17) zugeführt wird.
8. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzei chnet, daß wenigstens eine der Funktionen des Steuersignals un-
in
stabil oder den Grenzwerten unstabil ist, weil eine Null-Dämpfung oder exne kleine Dämpfung vorliegen.
9. Steuersystem nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzei chnet, daß das Steuersignal (u) eine von drei verschiedenen linearen Funktionen aufweist, wobei die erste Funktion ein ungedämpftes Schwingungssystem darstellt, die zweite Funktion ein kritisch gedämpftes System und die dritte Funktion ein überdämpftes System darstellt, und daß die Anlage eine Anlage mit Doppe±integrator ist.
U 0 9 P λ9 / 0 9 1 :-'
DE2410751A 1973-03-06 1974-03-06 Regler Expired DE2410751C3 (de)

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