DE2533479A1 - Mehrfachantriebssteueranlagen - Google Patents

Description

Int. Cl.²:

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

G 05 D 3-00

Offenlegungsschrift 25 33 479

Aktenzeichen:

Anmeldetag:

Offenlegungstag:

P 25 33 479.6
24. 7.75
19. 2.76

Unionspriorität:

29. 7.74 USA 492448

Bezeichnung:

Mehrfachantriebssteueranlagen

Anmelder:

MTS Systems Corp., Eden Prairie, Minn. (V.StA.)

Vertreter:

Erfinder:

Meissner, W., Dipl.-Ing.; Meissner, P.E., Dipl.-Ing.;

Presting, H.-J., Dipl.-Ing.; Pat.-Anwälte, 1000 Berlin u. 8000 München

Petersen, Niel R., Hopkins; Larson, Rodney L., Minnetonka;
Minn.(V.St.A.)

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zu einer horizontalen Basis bewegt. Die Antriebe können an gegenüberliegenden Enden des Tisches angebracht sein und der Tisch wird in einer horizontalen Ebene geschüttelt. Dieselbe Steuerung kann auch dazu verwendet werden, dass die Antriebe, die das starre Gebilde in einer horizontalen Ebene bewegen, gleiche Kräfte führen.

Die Kompensationssignale, die zum Korrigieren der Kräfteungleichheit zwischen den Betätigern verwendet werden, werden dadurch abgeleitet, dass die Kräfte der Antriebe auf einen Durchschnittswert gebracht werden, und dann wird diese Durchschnittskraft mit dem jeweiligen Kraftrückkopplungssignal eines jeden gesteuerten Antriebs verglichen und summiert. Dieses Kraftunterschiedssignal liegt an einem Servoventil, das den hydraulischen Antrieb so steuert, dass dessen Geschwindigkeit entweder ansteigt oder abnimmt, um diese Kraftungleichheiten zu kompensieren und zu beseitigen.

Wenn das starre Gebilde in einer horizontalen Ebene geschüttelt wird, kann die Achse, um die das Gebilde oder der Tisch gesteuert werden kann, ein "Yaw"-Achse oder eine vertikale Achse sein.

Geschwindigkeits- und Differentialdruck oder Beschleunigungsstabilisiersignale können ebenfalls in jeder Servoanlage vorgesehen werden, um eine Resonanzfrequenz zu kompensieren, die sonst

Steuerprobleme aufwerfen kann, die durch die endliche Nachgiebigkeit der Antriebe und der Masse des Tisches bzw. Gebildes bedingt sind. Solche Steueranlagen werden nur schematisch dargestellt, da sie an sich bekannt und in der Patentschrift 3,800,588 beschrieben

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Die Steuerung enthält Mittel zum Angleichen der Kraft eines jeden Antriebes, um das Arbeiten durch Ableiten eines Kraftunterschiedsignals für jeden Antrieb und durch Verwenden dieses Signals zum Unterstützen der genauen Steuerung des Antriebes optimal zu machen.

Die Antriebe sind an assymmetrischen und willkürlichen Stellen an dem starren Gebilde angeordnet. Die Anlage kann zum Steuern beliebig vieler Antriebe zum Schütteln des Gebildes in einer gewünschten Ebene oder Sichtung verwendet werden.

Beim Steuern starrer Gebilde wie ein grosser Tisch ist es auch zum Halten der Tischebene in richtiger Ausrichtung mit einer Bezugsebene oder, wenn der Tisch um eine Rollachse gerollt oder um eine Achse geschwenkt wird, wichtig, geeignete Steuerungen für diese Bewegungen vorzusehen. Wenn viele Antriebe verwendet werden, können diese an verschiedenen Radien von der gesteuerten Achse arbeiten und tun dies auch in vielen Fällen. Die Einrichtung nach der Erfindung enthält ferner eine Einrichtung zum Kompensieren verschiedener räumlicher Anordnungen der Antriebe in bezug auf die jeweilige Steuerachse. Aus den Verschieberückkopplungssignalen wird ein Fehlersignal abgeleitet, das die Lage des Tisches an der gesteuerten Achse anzeigt und für jedes Steuersignal proportional zum Abstand eines jeden Antriebes von der steuernden Achse geeicht ist.

Die Regelanlage ermöglicht das Rollen und/oder Steigen des Tisches zu gleicher Zeit mit dem Schütteln dieses in liniearer Richtung.

In der Beschreibung ist das starre Gebilde als fester Tisch beschrieben, der sich nicht biegt, wenn er Differentialkräften der Antriebe ausgesetzt ist. Der Tisch wird in vertikaler Richtung

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jedes Antriebes von der Durchschnittskraft der Antriebe, um jeden zu einem Punkt zurückzubringen, an dem alle eine gleiche Kraft anlegen.

Die Tischsteigeachse 11 und die Rollachse 12 stehen zueinander im rechten Winkel und sind für Bezugszwecke gewählt. Die einzelnen Antriebe 13 sind in Figur 1 gestrichelt gezeigt, weil sie sich unter dem Tisch, befinden. Sie sind in Figur 2 und schematisch in Figur k dargestellt und sind die Antriebe 13A und I3B und stellen die mittlere Anzahl der Antriebe bis zu einer Gesamtzahl von N dar. Ein Antrieb I3I wird als mittlerer Antrieb dargestellt und der letzte oder N-the Antrieb ist der mit der Bezeichnung I3N. Die Antriebe müssen nicht notwendigerweise symmetrisch zu den Achsen des Tisches angeordnet sein.

Der Abstand der einzelnen Antriebe von der Steigungsachse 11 ist mit r bezeichnet, deren Radius bei jedem einzelnen Antrieb die Unterscheidungszeichen r_A, r , r und r trägt. Der Abstand von der Eollenachse 12 ist mit R und die jeweiligen Abstände sind mit R., R^, R_ und R^ bezeichnet. Es ist zu erkennen, dass für die richtige Richtung der Signale an den Antrieben die Werte r und R negativ sein können, wenn sie sich an der gegenüberliegenden Seite einer der entsprechenden Achsen von jeder Seite befinden, die so gewählt ist, dass sie von positivem Wert ist. Es wird vorausgesetzt, dass die Steigungsachse sich zwischen zwei Antrieben befindet und dass die Rollenachse ebenfalls zwischen mindestens zwei Antrieben fällt.

Während in den Beispielen nach den Figuren 1 und 2 der Tisch in einer vertikalen Richtung geschüttelt wird und die Steigung und das Rollen des Tisches normal bei Null gehalten wird, so dass der Tisch parallel zur Bezugsebene bleibt, können die Antriebe an den

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In den Zeichnungen ist:

Figur 1 eine Draufsicht eines üblichen starren Tisches oder Gebildes, wobei die Lage der hydraulischen Antriebe zum Schütteln des Tisches gezeigt ist;

Figur 2 eine Seitenansicht der Einrichtung nach Figur 1;

Figur 3A eine schematische Darstellung einer Vertikalservosteuerung für die vertikalen Bewegungen des starrenGebildes nach Figur 1;

Figur j5B eine schematische Darstellung einer Servosteuerung für die Bewegung um eine Steigungsachse;

Figur J)G eine schematische Darstellung einer Servosteuerung für Bewegungen des starren Tisches um eine Rollachse; und

Figur k eine schematische Darstellung der Rückkopplungsschaltung und der endgültigen Steuerschaltung zur Aufnahme von Impulsen von den Servosteuerungen nach den Figuren 3A bis J>0 und zum Betreiben der Servoventile für die Antrieben.

Figur 1 ist eine schematische Draufsicht einer starren Prüftisches 10, bei dem die Steueranlage verwendet wird. Der Tisch 10 wird

duch hydraulische Verschiebeantriebe 13 bewegt. Der Ausdruck "starre Einrichtung" bedeutet, dass der T^sch sich nicht fühlbar verbiegt oder krümmt, wenn aus den verwendeten Antrieben Kraftdifferentiale entstehen. Eine Kraftdifferenz bei dem einen Antrieb ergibt die Änderung der Kraft der anderen Antriebe in entgegengesetzter Richtung. Die Zahl der Antriebe zum Schütteln des Tisches 10 kann schwanken und bei der Anlage nach der Erfindung ist die genaue Anordnung der Antriebe zu den Steuerachsen nicht kritisch, da der abweichende Abstand in bezug auf die Rollachse des Tisches und die Steigungsachse des Tisches kompensiert wird. Ein Signal für jeden Antrieb ist eine Funktion der Kraftdifferenz

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zur Konditionierschaltung 22 liefert, die ein Ausgangssignal von jedem Wandler liefert, das die Lage ihrer entsprechenden Antriebsstange 15 zur Bezugslage anzeigt.

Die Differentialdruckwandler 16 liefern Signale, die dem Differentialdruck am Kolben jedes Betätigers proportional ist. Das Signal ist somit auch der vom Betätiger ausgeübten Kraft proportional. Diese Signale werden mit dem Buchstaben F mit einem Index angezeigt, der dem jeweiligen Antrieb zugeordnet ist, also ¹A' ^Fb^USW* ^{Die Versc3lietiewandler} liefern ein Verschiebe-Signal X, wobei der jeweilige Index jeden betreffenden Antrieb, d.h. X», Xg usw. anzeigt. Die Leitungen, die als Verbindungen dargestellt sind, sind keine individuellen Leitungen, sondern dienen zum Übertragen der notwendigen Signale. Wo ein Signal am Eingang eines Verstärkers oder dergl. ohne physikalische Verbindung der einzelnen Elemente dargestellt ist, wird der Eingang zur Quelle des entsprechenden Signals zurückgeführt.

Figur JA zeigt den Servoregler zum Steuern der Antriebe in linearer vertikaler Bewegung. Diesxist ein vertikales Hin- und Herbeiregen des Tisches, wie der Pfeil 23 in Figur 2 zeigt. Eine Befehlssignalquelle 2h zum vertikalen Bewegen kann ein Bandrekorder oder eine ähnliche Quelle eines statisch oder dynamisch schwankenden Signals sein, das die Antriebe in ihrer Pendelbewegung antreibt. Dieses vertikale Befehlssignal liegt an jedem Antrieb als ein mit der Zeit sich änderndes Signal, das die gewünschte Verschiebung der Antriebe als Funktion der Zeit darstellt. Das Befehlssignal liegt über einer Leitung 25 an einer Summierungsverbindung 26. Die einzelnen Verschi&besignale X^ bis X_n, die die tatsächliche Verschiebung der jeweiligen Antriebe anzeigen, liegen an den Eingängen eines Durchschnittsverstärkers 27, das einen be-

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Enden des Tisches angeordnet sein, damit sie den Ti_sch auch in einer horizontalen Ebene quer schütteln, oder der Tisch kann in Kombination dieser beiden Richtungen gleichzeitig vibrieren.

Figur h zeigt schematisch die einzelnen Antriebe I3A, I3B, 13I und I3N, die von elektro-hydraulischen Ströraungsregelservoventilen gesteuert werden, die über entsprechende Verteiler mit den einzelnen Antrieben verbunden sind. Die Antriebe sind doppeltwirkende hydraulische Zylinder mit Kolbenstangen I5, die durch Betätigen des Servoventiles, ein- und ausgezogen werden. Das Ventil liefert ein unter Druck stehendes Strömungsmittel, das den an der Stange befestigten Kolben antreibt. Die gemeinsamen Signale an den Servoventilen treiben den Antrieb in der richtigen Richtung an. Ein Strömungsregelventil ist grundsätzlich eine Strömungsgeschwindigkeitsregeleinrichtung, die die Bewegungsgeschwindigkeit der hydraulischen unter Druck stehenden Flüssigkeit an die richtige Seite des Kolbens an der Stange 15 legt, während die hydraulische Flüssigkeit von der anderen Seite des Kolbens zurückfliessen kann.

An jedem Antrieb befindet sich ein Differentialdrucksensor 16, um ein Differentialdrucksignal an den Leitungen 17 zum Trennen von Signal-Konditionierern 18 für jeden Antrieb abzutrennen. Die Kondition!erer 18 enthalten eine Schaltung zum notwendigen Erregen der Druckwandler und zum Liefern eines Ausgangssignals entsprechender Form, das zum Differentialdruck proportional ist und bei Ruhe der Servoventile verwendet werden kann. Das Differentialdrucksignal ist proportional der vom Antrieb ausgeübten Kraft.

Ausserdem ist ein Verschiebewandler 20 bekannter Art an jedem Antrieb angebracht, der ein Verschiebesignal an den Leitungen 21

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Beispielsweise kann die Stabilisiergeschwindigkeit ein differenziertes Signal der vertikalen Durchschnittsverschiebesignale an der Leitung 28 sein oder kann von Beschleunigungsmessern oder besonderen Sensoren geliefert werden. Die Geschwindigkeitsstabilisierschaltung 36 ist ein wahlweiser Eingang an der Summiereinrichtung 26. Ausserdem kann ein Differentialdruckstabilisierungssignal an die Einrichtung 26 gelegt werden, das ein Durchschnitt der Differentialdrucksignale oder der Kraftsignale F~ist, um die Resonanzeffekte des ölsäulendrucks zu kompensieren. Bei den Betriebsfrequenzen der Einrichtungen dieser Art drückt sich hydraulisches öl, das normalerweise als unzusammendrückbares Strömungsmittel gedacht ist, etwas zusammen und die Wirkungen dieser ölsäulenkompression kann durch die Stabilisierungsschaltung mit einem Durchschnitt von Differentialdrucksignalen kompensiert werden. Der Durchschnittsdifferentialdruck wird durch einen Durchschnittsverstärker 80 abgeleitet. Das E - Signal ist einer entsprechenden Verstärkungsgradregelung unterworfen, wenn dies für die Einrichtung 26 notwendig wird. Jeder einzelne Servoregler nach den Figuren 3B und ^C können solche Stabiliserungssignale verwenden.

Beim Steuern des starren Tisches oder Gebildes 10 um eine Rolloder Steigungsachse oder eine andere Achse müssen die Regler sicherstellen, dass der Tisch richtig ausgerichtet bleibt. In den meisten Fällen muss der Tisch so horizontal gehalten werden, dass kein besonderer Steigungsbefehl zur Differentialverschiebung zwischen den Antrieben an gegenüberliegenden Seiten der Steigungsachse bleichzeitig mit dem Auf- und Abbewegen des Tisches besteht. Nach Figur 3B liefert der Stiigungsservoregler die Kompensation für die verschiedenen Wirkungsradien der Antriebe in bezug auf die Steigungsachse.

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_6Onderen Eingang für jeden Betätiger zur Aufnahme der Versehiebesignale der Antriebe und zum Liefern eines Ausgangssignals an der Leitung 28 besitzt. Dies ist die Durchschnittsverschiebung (X) aller gesteuerten Antriebe. Dies kann mathematisch mit

χ = ^xa ^{+ x}b ⁺ ·" ^xi * — *n

ausgedrückt werden. Wenn sich die Betätiger an gegenüberliegenden Seiten oder gegenüberliegenden Enden des Tisches befinden, müssen die Signale an einer Seite oder am anderen Ende am Durchschnittsverstärker umgekehrt werden, während andere Antriebe ausgezogen und die Antriebe an der anderen Seite bzw. am anderen Ende *&Bg§* zogen sind.

Die tatsächliche Durchschnittsbewegung kann bei 31 schematisch abgelesen werden und das Signal an der Leitung 28 wird ebenfalls an einen Invertiereingang der Summiereinrichtung 26 gelegt. Die Einrichtung 26 kann nur diese beiden Signale summieren, um ein Fehlersignal an der Leitung 32 zu liefern, das einen Durchschnittsfehler der Antriebe anzeigt. D.h. die gewünschte Verschiebung wird mit der tatsächlichen Durchschnittsverschiebung verglichen und der Fehler ist der durchschnittliche Verschiebefehler. Dieses Signal ist durch die Symbole X dargestellt und wird an einen Ver-

stärker 33 geführt, der einen einstellbaren Verstärkungsgrad 33A besitzt und eine zum Fehlersignal kondante Verstärkung und somit ein Signal KX_ an seinem Ausgang liefert. Dieses Signal dient als Primärsignal zum Steuern eines jeden Antriebes und wird an jeden Steuerkanal für die (N) Antriebe geliefert.

In der bereits erwähnten USA-Patentschrift 3,800,588 werden zusätzliche Stabilisationssignale gezeigt, die an die Summiereinrichtung 26 gelegt werden können.

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Steigungsfehlersignal O an einen Steigungsverstärker V?, der

einen konstanten Multiplikationsfaktor K liefert und an seiner

P _

Ausgangsleitung k6 ergibt sich die Funktion KpO . Dieses Signal kann zum Kompensieren des Antriebssignals für die Servoventile für Steigungsfehler benutzt werden.

Wie bereits erwähnt, haben einige Antriebe 13 einen anderen Kadius (r) von der Steigungsachse aus. Wenn jeder Antrieb mit demsenlben Steigungsfehlersignal beliefert wird, würde die Kompensation unrichtig sein, weil manche Antriebe mehr bewegt werden müssen als' andere, um die notwendige Kompensation zu erhalten. Die Verschiebungsdxfferenz zum Ausführen der gewünschten Steigung ist proportional dem Sadiias des Antriebes von der Steigungsachse aus. Deshalb wird das Hengen-KpO -Signal durch die Abwärtsverstärker herabgesetzt, von denen jeder eine Verstärkung liefert, die dem Kadius des jeweiligen Antriebes von der Steigungsachse proportional ist.

Beispielsweise liegt das Signal KO an einem ersten Abwärtsverstärker 50, der das Signal ö-mal mit einer Menge multipliziert, die r proportional ist und an der Leitung 5I einen Ausgang liefert,

der gleich KJd^r ist. In gleicher Weise liefert ein zweiter Abwärtsverstärker 52 an der Leitung 53 ein Signal, das das Steigungsfehlersignal mal der Verstärkung des Verstärkers 52 und proportional r ist, um K_Ö r zu erhalten. Ein Verstärker 5k liefert an der Leitung 55 einen Ausgang KJSLr . Diese Signale sind für den Antrieb I bzw. N bestimmt. Die Signale an den Leitungen 51, 53, 55 lind 57 (je eine Leitung und ein Signal für jeden Antrieb) dienen als Eingang zum Entwickeln des Endsignals zum Betrieb des Servoventils.

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Der Durchschnittsverstärker hO besitzt mehrere Eingänge zur Aufnahme der die Verschiebung anzeigenden Signale der jeweiligen Antriebe X bis X^. Wenn sich die Antriebe I3A und I3B auf einer Seite der Steigungsachse befinden, liegen die Antriebe 131 und I3N an der gegenüberliegenden Seite der Achse, um die Durchschnittssteigung an dieser Achse zu bestimmen,

werden die Signale auf der einen Seite als positiv angesehen, während die Signale an der gegenüberliegenden Seite umgekehrt werden müssen. Die Eingänge für die Verschiebesignale X» und X_ sind als positiv zum Durchschnittsverstärker und die Eingänge Xj. und X^ als negative oder invertierte Eingänge dargestellt. Der Verstärker ^tO liefert ein Ausgangssignal O, das die Durchschnittssteigung um die Achse darstellt, oder in anderen Worten, die Differenz der Verschiebung zwischen den Antrieben auf der einen Seite der Achse geteilt durch deren Gesamtzahl. Die Arbeitsweise des Verstärkers kann ausgedrückt werden zu

Dieses Durchschnittssteigungssignal 0 liegt an der Ausgangsleitung Vl des Vestärkers Vl. Die Summiereinrichtung h-2. besitzt die Funktion des Vergleichens eines Steigungsbefehlssignals der Befehlsquelle V3, das an der Leitung ¥t von der Quelle Vj> zu

einem nicht-invertierenden Eingang der Einrichtung k2v geliefert wird, wobei die Durchschnittssteigung durch die Verschiebung der Antriebe tatsächlich gemessen ist. Wenn kein Steigungssignal erwünscht ist oder wenn der Tisch horizontal gehalten werden soll, würde der Eingang an der Leitung hh Null sein und die Durchschnittssteigung O würde ebenfalls der durchschnittliche Steigungsfehler sein. Der Ausgang der Einrichtung hZ liefert ein Durchschnitts-

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sind. Beispielsweise liefert ein Verstärker 70 an der Leitung 71 ein Signal KJLR , das proportional zu R_A herabgesetzt wird. Der Verstärker 72 liefert an der Leitung 73 einen Ausgang K_Rffl_fi , der eine Konstante R^ergibt. Ein Verstärker 74 liefert an der Leitung 75 ein Signal Kgffi^R und der Verstärker % an der Leitung 77 ein Signal

Ausser diesen Signalen zum Steuern der Antriebe in der Vertikalen um die Steigungs- und die Rollachse, muss jeder Antrieb seinen Lastanteil tragen. Zum Gleichmachen der Kräfte und der Belastungen dient ein Rückkopplungssignal, wobei der Kraftunterschied durch jeden Antrieb von der der Durchschnittskraft aller Antriebe als Kompensationaägnal am Eingang der Servoventile zum Kompensieren des jeweiligen Kraftunterschieds oder der Ungleichheit von der Durchschnittskraft dient.

Die Durchschnittskraft wird, wie Figur 4 zeigt, durch den Summierverstärker 80 erhalten, der mehrere Eingänge besitzt, von denen jeder mit einer Konditioniereinrichtung 18 verbunden ist, der das Differentialdrucksignal (F) liefert und dann den Gesamtwert durch die Zahl der Antriebe teilt, so dass ein Ausgang an der Leitung 81 ein Durchschnittskraftsignal F ist, das als Stabilisiersignal am Eingang von aktiven Summierschaltungen, wie die Einrichtung 26, benutzt und auch an jeden von Kraftungleichheitsvergleichseinrichtungen oder Summiereinrichtungen gelegt wird, die zum Vergleichen der Differentialdrücke oder Kraftsignale jedes Antriebes mit dem Durchschnittskraftsignal dienen. Beispielsweise wird im Verstärker 85A das Durchschnittskraftsignal an einen Eingang gegeben und das jeweilige Kraftsignal i\an Invertiereingang. Die Vergleichseinrichtung liefert über eine Ausgangsleitung 86A ein Signal, das die Differenz zwischen der

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Die Rollachsenservoregler wird in Figur 3C gezeigt. Er enthält eine Einrichtung sum Kompensieren von Differentialen der Betriebsradien der einzelnen Antriebe, um die gewählte Rollachse. Ein Durchschnittsverstärker 60 besitzt Eingänge von den Verschiebesignalkonditioniereinrichtungen 22 jedes Antriebes (X-Signale). T5n die richtige Polarität der Signale zu erhalten sollen die Antriebe an einer ersten Seite der Rollachse positive Signale haben, während die an der anderen Seite durch Invertiereingänge zum Verstärker 60 geführt werden. In diesem Fall gelangt das Signal X. an eine positive Klemme, während das Signal Xg invertiert wird, wie es das Signal X_n ist. Der Verstärker 60 gibt dann ein Durchschnittsrollfehlersignal QI, um den Viert des Rollens um die Bollenachse an der Ausgangsleitung 61 des Verstärkers anzuzeigen.

Das Signal QJ gelangt zu einer Summiereinrichtung 62, die auch einen zweiten Eingang von der Befehlsquelle 63 an der Leitung 6k aufnimmt. Das Signal Öl geht durch einen Invertiereingang der Einrichtung 62 hindurch, während das Rollbefehlssignal (wenn sich dort eines befindet) an eine nicht-invertierende Klemme gelegt wird. Diese Signale werden verglichen, so dass bei einem Fehlersignal zwischen dem gewüns'chten Rollbefehlssignal und dem Durchschnittsrollsignal ein Fehlersignal ÖL am Ausgang der Summiereinrichtung an der Leitung 65 liegt. Dieses Signal wird durch einen Verstärker 66 geführt, der einen konstanten Faktor K- ergibt und ein Signal KJI an seinen Ausgang liefert.

Der Arbeitsradius der einzelnen Antriebe von der Rollachse aus ist nicht derselbe und deshalb wird der Ausgang des Verstärkers 66 über die Rollachsenverstärker geführt,' die Verstärkungsgrade besitzen, die den entsprechenden Radien der Antriebe proportional

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Die Endsteuerphase für jedes Servoventil sind Summierverstärker 1OOA. bis 10ON, von denen jeder einen Ausgang von der Vertikalservosteuerung EC, einen Ausgang vom entsprechenden Abwärtsverstärker der Steigungsservosteuerung und der Rollservosteuerung und ein besonders Kraftausgleichssignal vom Verstärker 85 aufnimmt. Die Ausgänge an der Leitung 10OA bis 100N zum jeweiligen Servoventil sind eine Summierung dieses Signals mal dem Verstärkungsgrad. Die Polarität der Eingänge wird so gewählt, dass die richtige Signalrichtung erhalten wird. So sind beim Verstärker 100A alle Eingänge positiv und enthalten das Durchschnittsverschiebefehlersignal K3L·., das Durchschnittssteigungsfehlersignal KO r mal dem Aktionsradius des Antriebes A, das an der Leitung 86 A befindet und die Differenz zwischen der Kraft des Antriebes A und der Durchschnittskraft aller Antriebe darstellt.

Das Steigungs- und das Rollfehlersignal befinden sich entweder an der normalen oder der Invertiereingangsklemme, je nach ihrer Lage zur entsprechenden Achse. Zum Beispiel wird das Rollfehlersignal für den Antrieb I3B, das in den Summierverstärker 100B gelangt, wegen der Anordnung des Antriebes I3B an der gegenüberliegenden Seite der Rollachse vom Antrieb 1JB invertiert. Dies gilt auch für das Steigungsfehlersignal am Summierverstärker 1001. Beide Signale für den Summierverstärker 100N werden invertiert. Die Leitungen 86A, 86B, 86I und 86N führen je ein besonderes Kraftausgleichssignal an den jeweiligen Summierverstärker 100.

In manchen Fällen enthalten die Servoverntilsteuerungen eine besondere Rückkopplung unmittelbar zur Ventilantriebsschaltung für die Bewegung der Hauptstufenspule des Savoventils, das die Signale an der Leitung 101 mit einem solchen Ventilrückkopplungssignal vergleichen würde, aber in anderen Servoventilsteuerungen ist eine

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jeweiligen Antriebskraft und der Durchschnittskraft darstellt, Dies kann im allgemeinen ausgedrückt werden zu

E. = K (f. - ( ¹A ^{+ F}B - ^FN )\

¹ I_n ¹ ν J

E. ist das Kompensationssignal für einen jeweiligen Antrieb, F. das Kraftsignal dieses Antriebs und die Durchschnittskraft ist das Endteil der Gleichung. K ist eine Konstante, die den Verstärkungsgrad des Vergleichsverstärkers 85 darstellt. Jeder jeweilige Antrieb und jede Antriebssteuerung besitzen eine Vergleichs- oder Summiereinrichtung 85 und im dargestellten Fall ist für richtige Polaritäten der Invertiereingang jedes Vergleichsverstärkers mit dem jeweiligen Rückkopplungskraftsignal

(F., F ... F ... F) von den Konditioniereinrichtungen 18 des ** α χ JN

jeweiligen Betätigers verbunden. In der gezeigten Form ist somit bei einem grösseren Durchschnittskraftsignal F als das Kraftsignal des jeweiligen Antriebes das Signal an der jeweiligen Leitung 86 ein positives Signal zum Vergrössern des Signals, das das Servoventil steuert, den Antrieb beschleunigt und den jeweiligen Antrieb einen gleichen Belasttungsanteil tragen lässt. Wenn jedoch das Kraftrückkopplungssignal eines jeweiligen Antriebes grosser als die Durchschnittskraft ist, bewi*t die uminvertierte Richtung des jeweiligen Eingangs der Verstärker 85 ein negatives Signal an der entsprechenden Leitung 86, das dann zum Verringern des Steuersignals am jeweiligen Servoventil dieses Antriebes dient.

Aufjdiese Weise wird jeder Antrieb mit einem Kraftausgleichssignal beliefert, das die jeweilige Kraft mit der Durchschnittskraft an allen Antrieben vergleicht. Dieses Kraftdifferenzsignal kann bei einer Schüttelanlage eine unbeschränkte Zahl von Antrieben vorgesehen sein.

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2 *. JUL11975

PATENTANSPRÜCHE

( 1.^Steueranlage zum Bewegen eines grossen, verhältnismässig starren Gebildes über eine elektronisch zeitbezogen gesteuerte Bewegung mit mehreren Verschiebeinrichtungen, die mit dem Gebilde verbunden sind, um es in einer Schüttelbahn zu bewegen, mit einer Einrichtung zum Liefern eines mit der Zeit sich ändernden Befehlssignals an die Verschiebeeinrichtungen für eine gewünschte zeitbezogene Durchschnittsverschiebung, dadurch gekennzeichnet, dass das Befehlssignal von einer weiteren zweiten Einrichtung so eingestellt wird, dass die Belastung zwischen den Verschiebeeinrichtungen (13) gleich gemacht wird, dass an jeder Verschiebeeinrichtung eine dritte Einrichtung Signale liefert, die die von jeder Verschiebeeinrichtung ausgeübte Kraft anzeigen, und dass eine vierte Einrichtung, an der dritten Einrichtung ein besonderes Signal an jede Verschiebeeinrichtung legt, das eine Funktion der von der jeweiligen Verschiebeeinrichtung in bezug auf die Durchschnittskraft ausgeübte Kraft ist, die von allen Verschiebeeinrichtungen ausgeübt wird.

2. Steueranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einrichtung zum Einstellen des Befehlssignals eine fünfte Einrichtung enthält, die mit den Verschiebeeinrichtungen verbunden ist und Signale liefert, die die Verschiebung jeder Verschiebeeinrichtung darstellt, dass eine sechste Einrichtung zum Ermitteln des Durchschnitts aller Verschiebesignale mit dem Befehlssignal ein Fehlirbefehlssignal liefert, und dass eine siebente Einrichtung an jeder Verschiebeeinrichtung das einzelne Signal der jeweiligen Verschiebeeinrichtung und das Fehlerbefehlssignal addiert, um ein Steuersignal für jede Ver-

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Claims (1)

1. unmittelbare Rückkopplung nicht notwendig. In dem beschriebenen Beispiel sind die Polaritäten der Signale wie folgt: ein positives Signal am Servoventileingang treibt den Kolben nach oben (zum Tisch hin); ein positives Kraftsignal ist vorgesehen, wenn der Druck an der unteren Seite des Kolbens grosser als der an der oberen Seite ist; ein positives Verschiebesignal ist vorgesehen, wenn der Kolben und die Stange sich von einer mittleren Null .stellung nach oben bewegen und ein negatives Signal ist vorgesehen, wenn der Kolben und die Stange sich von der Nullstellung nach unten bewegen. Die Bewegung um die Roll- und die Steigungsachse ist eine positive Winkelverschiebung, wenn der Antrieb I3A zu den Antrieben an den gegenüberliegenden Seiten der Achsen verläuft.

   Der Ausdruck Durchschnittskraft bedeutet, dass eine Abänderung des tatsächlichen Durchschnittskraftsignals durch Konstanten oder Herabsetzungsfaktoren zum Kompensieren von Situationen möglich ist, die eine Abänderung des Durchschnittskraftsignals an einem oder mehreren Antrieben verlangen, d.h. die Durchschnittskraft kann eine grössere Durchschnittskraft sein.

   Zusammenfassung

   für Schütteltische
   Eine Steueranlage/besitzt mehrere Antriebe, die einen starren Tisch schütteln, der sich nicht wesentlich bei Belastung zwischen den Antrieben mit einer Steueranlage verbiegt. Ein Kraftungleicheinstellsignal ist für jeden Antrieb vorgesehen, um die Differentiale in der Kraft an jedem Betätiger in bezug auf die Durchschnittskraft der anderen Antriebe zu kompensieren.

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   7· Steueranlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das besondere Signal an jeder Verschiebeeinrichtung dargestellt wird durch

   Ε, =K|F.

   worin E. das besondere Signal für eine Verschiebeeinrichtung i F. die von der Verschiebeeinrichtung ausgeübte Kraft

   1 ⁺ 2

   N eine Funktion der Durchschnittskraft

   aller Verschiebeeinrichtungen und K ein Konst^tit^ ist.

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   schiebeeinrichtung zu erhalten.

   3· Steueranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine achte Einrichtung an den Verschiebeeinrichtungen und an der siebenten Einrichtung ein Geschwindigkeitsstabilisiersignal liefert, das die Geschwindigkeit der Verschiebung der Ve*- schiebeeinochtungen anzeigt.

   k. Steueranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Verschiebeeinrichtungen das starre Gebilde um eine zur Verschieberichtung senkrechte Achse drehbar ist und dass eine neunte Einrichtung an den Verschiebeeinrichtungen ein neuntes Signal liefert, das die Durchschnittswinkelverschiebung des Gebildes (1O) anzeigt und mit der siebenten Einrichtung gekoppelt ist.

   5. Steueranlage nach Anspruch ^f, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einige Verschiebeeinrichtungen in einem Abstand von der Achse angeordnet sind, der sich von den anderen Verschiebeeinrichtungen unterscheidet, und dass die neunte Einrichtung eine besondere Einrichtung für jede Verschiebeeinrichtung besitzt, die das Signal der neunten Einrichtung in Funktion zum Abstand jeder Verschiebeeinrichtung von der Achse abändert, und einen Teil besitzt, der die neunte Einrichtung mit der siebenten koppelt.

   6. Steueranlage nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, dass eine Befehlseinrichtung ein zweites Befehlssignal liefert, das den Betrag der Bewegung des starren Gebildes (10) um die Achse darstellt, und die fünfte Einrichtung mit der vierten koppelt und eine Vergleichseinrichtung enthält, die das fünfte Signal mit dem zweiten Befehlssignal vergleicht und ein Signal liefert, das den Fehler zwischen dem fünften Signal und dem zweiten Befehlssignal darstellt.

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   ΚΧ_Ε

   FIG. 3A

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   FIG. 3B

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   77.

   FIG. 3C

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