DE2831103A1

DE2831103A1 - Regelanordnung

Info

Publication number: DE2831103A1
Application number: DE19782831103
Authority: DE
Inventors: Christopher Linley Johnson; Peter James Stratton
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1977-07-16
Filing date: 1978-07-14
Publication date: 1979-01-18
Also published as: FR2397671B1; GB2004089B; DE2831103C2; IT1097148B; GB2004089A; IT7825676A0; FR2397671A1; JPS628801B2; US4197577A; JPS5422073A

Description

Patentanwälte Dip !.-I ng. Curt Wallach

. Dipl.-Ing. Günther Koch

2831103 *"' " Dipl.-Phys.Dr.Tino Haibach

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 - Telefon (0 89) 24 02 75 - Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 14. Juli 19?8

Unser Zeichen: 16 3I9 - K/Ap

Anmelder: Rolls-Royce Limited

Buckingham Gate
London SWlE OAT
England

Bezeichnung: Regelanordnung

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelanordnung und insbesondere auf eine Regelanordnung für eine Anlage, bei der schnelle Einstellungen benötigt werden, um eine optimale Arbeitsweise der Anlage aufrechtzuerhalten und/oder um Beschädigungen zu vermeiden. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Regler zu schaffen, der die Arbeitsweise bekannter Regelanordnungen über die Möglichkeiten reiner linearer Vorrichtungen oder bekannter nicht-linearer Vorrichtungen verbessert.

Die Anwendungen,bei denen solche Verbesserungen benötigt werden, stellen komplexe Systeme dar, welche das Zusammenwirken von Steuerberechnungselementen und Kraftbetätigungseinrichtungen für eine Anlage, z.B. ein Fahrzeug und insbesondere ein Gasturbinentriebwerk mit Nachbrenner und/oder Überschalleinlaß umfassen, und ebenso Hubschrauber mit Rotordrehzahlreglern.

Lineare Regelanordnungen oder Servo-Meehanismen sind solche Systeme, deren Ausgang mit genügender Genauigkeit durch lineare Differentialgleichungen beschrieben werden können, welche Ableitungen des sich ändernden Eingangs und Ausgangs umfassen.

Ein besonderer Vorteil linearer Systeme besteht darin, daß dann wenn sie mit einem kontinuierlichen sinusförmigen Eingang gespeist werden, der Ausgang nach Eliminierung einiger anfänglicher Störungen ebenfalls sinusförmig ist und die gleiche Frequenz aufweist, jedoch hat der Ausgang gewöhnlich eine unterschiedliche Amplitude und Phase. Ein weiterer allgemeiner Vorteil dieser linearen Systeme besteht darin, daß bei Vergrößerung des Eingangs in einem gegebenen Verhältnis der Ausgang durch das gleiche Verhältnis vergrößert wird, d.h. die Systeme sind proportional.

Alle bekannten nicht-linearen Systeme besitzen diese Eigenschaften nicht, da sie definitionsgemäß keinen linearen Regeln folgen,

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und die meisten nicht-linearen Systeme haben demgemäß die letztgenannte Eigenschaft nicht.

Bekannte Beispiele von nicht-proportionalen, nicht-linearen Systemen können von linearen Systemen dadurch abweichen, daß sie auf kleine Eingangsamplituden nicht ansprechen, die auf Reibung oder Spiel zurückzuführen sind, oder auf große Amplituden, weil sie ihre maximale Ansprechrate erreichen (Sättigung) Diese Ansprecharten können für gewisse Systeme vorteilhaft sein, im allgemeinen sind sie es aber nicht. Bekannte nichtlineare Steuermethoden, die gewisse nützliche Ergebnisse liefern, weisen Systeme auf, deren Ansprechrate abrupt bei großen Fehlern ansteigt. Sie behandeln nur diese großen Fehler und sind fast immer unbefriedigend in der Mähe des Grenzbereiches, wo das schnelle Ansprechen beginnt. Andere bekannte, nichtlineare Steuerverfahren weisen sogenannte "optimale" Systeme auf, Vielehe Vorrichtungen umfassen, die den besten Augenblick vorschreiben, um eine volle Korrekturleistung anzuwenden, aber diese neigen wiederum dazu, eine heftige Korrektur auch bei kleinen Fehlern zu liefern. Es gibt auch "adaptive" Systeme, die das Ansprechen der Anlage in irgendeiner Weise messen und die Steuerung so einstellen, daß eine bestimmte gewünschte Ansprechcharakteristik erhalten wird. Wenn diese Einstellung zu schnell ist, kann dies eine !Instabilität verursachen, während bei zu langsamer Einstellung eine Beschädigung beispielsweise bei Triebwerken und Fahrzeugen auftreten kann, bevor ein langsam ansprechendes adaptives System die Einstellung vornimmt.

Eine typische Anlage, die sehr schwierig durch herkömmliche konventionelle lineare Methoden zu steuern ist, stellt eine Anlage dar, die als ein "Doppelintegrator" bekannt ist weil, wie bekannt, die Verzögerung in der Rückführung sehr groß ist.

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Ein solches Beispiel ist die Nachbrennerdüsensteuerung für ein Gasturbinenstrahltriebwerk mit einem Druckverhältnismesser und einem Ausgang nach einem hydraulischen Stellkolben, dessen Bewegungsgeschwindigkeit proportional dem Fehler vom gewünschten Druckverhältnis ist. Dies bildet den ersten Integrator.

Der hydraulische Kolbenantrieb verändert den Hub eines hydraulischenPlungerpumpenkolbens, der ein Strömungsmittel weiteren Kolbenantrieben zuführt, die die Nachbrennerdüsenklappen mit einer Geschwindigkeit proportional zur Strömung von der Plungerpumpe bewegen. Dies bildet den zweiten Integrator unter der Annahme, daß das gemessene Druckverhältnis funktionell von der Düsenklappensteilung abhängig ist.

Wie erwähnt, wäre dieses System unstabil.

Die normale Praxis bei dem gegenwärtigen Stand der Technik besteht darin, eine positive Rpckkopplung einzuführen, um einen der Integratoren in eine proportionale Steuervorrichtung umzuwandeln. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß eine Rückkopplungsschleife eingeführt wird, die den scheinbaren Druckverhältnisfehler der Druekverhältnismeßvorrichtung proportional zur Abweichung des Verhältnisses von der Ausgleichsstellung modifiziert. Stattdessen kann das Ansprechen der Düsenklappen-Betätigungsantriebe dadurch proportional gemacht werden, daß die Bewegung des hydraulischen Kolbenantriebs mit der Bewegung der Düsenklappen über eine Rückkopplungsschleife kombiniert wird und indem der Hub des hydraulischen Pumpenkolbens mit dem Ergebnis gesteuert wird.

Die GB-PS 14 13 791 und 14 16 401 beschreiben einen Regler zur Erzeugung eines Ausgangssignals das im wesentlichen proportional zu einem Eingangssignal im Sinne obiger Definition

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ist, wobei wenigstens zwei lineare Betriebsarten vorgesehen sind, von denen jede eine unterschiedliche Ansprechgeschwindigkeit besitzt. Eine Umschaltung zwischen den Systemen, d.h. von einer Betriebsart auf die andere erfolgt gemäß dem Verhältnis zwischen der Änderungsgeschwindigkeit einer Variablen und der Variablen selbst, beispielsweise zwischen der Änderungsgeschwindigkeit des Fehlers und dem Fehler.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein nicht-lineares Steuersystem zu schaffen, welches die allgemeine Eigenschaft linearer Systeme hat und eine dem Eingang proportionale Amplitude liefert, wobei das Ansprechen bei jeder Amplitude optimal ist und auch bei anderen Amplituden optimal bleibt, wobei das System keinen heftigen Korrekturen bei kleinen Fehlern unterworfen wird.

Gemäß der Erfindung ist der Regler zur Einstellung einer Anlage derart ausgebildet, daß ein Ausgang erzeugt wird, der im wesentlichen proportional zu einem Eingang ist, wobei Mittel vorgesehen sind, die den Eingang mit dem Ausgang vergleichen und ein Fehlersignal erzeugen, wobei erfindungsgemäß Mittel vorgesehen sind, um aus diesem Fehlersignal ein kontinuierliches Steuersignal für die Anlage abzuleiten, welches einen linearen Ausdruck umfaßt, der eine lineare Funktion des Fehlersignals darstellt,und das außerdem einen nicht-linearen Dämpfungsausdruck umfaßt, welcher eine kontinuierliche variable Funktion ist, die das Verhältnis von Änderungsgeschwindigkeit des Fehlersignals zum Fehlersignal selbst aufweist.

Vorzugsweise umfaßt die kontinuierlich variable Funktion den Modul des Verhältnisses von finderungsgeschwindigkeit des Fehlersignals zu Fehlersignal selbst.

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So wird bei einem großen Fehler bei einer niedrigen Snderungsrate der Dämpfungsausdruck klein und bei kleinen Fehlern wird der Dämpfungsausdruck groß.

Vorzugsweise wird die kontinuierlich variable Funktion durch einen Maximalwert begrenzt, wodurch für sehr kleine Fehlersignale der Dämpfungsausdruck nicht übermäßig groß wird.

Der Dämpfungsausdruck kann bei einer abgewandelten Ausführungsform eine negative Konstante aufweisen, die eine negative
Dämpfung ergibt wenn der Modul einen niedrigen Wert besitzt. In diesem Fall kann es erwünscht sein, die Anordnung derart zu treffen, daß der Dämpfungsfaktor Null wird wenn die Summe der kontinuierlich variablen Funktion und der negativen Konstanten negativ ist.

Das Steuersignal wird demgemäß durch einen linearen Ausdruck und einen Dämpfungsausdruck erzeugt, wobei der Dämpfungsausdruck sich in nicht-linearer Weise ändert, aber so ausgebildet ist, daß das Steuersignal dem Eingangssignal im wesentlichen proportional ist.

Um zu erklären wie dies erreicht werden kann, könnte man sich eine Anlage vorstellen, deren Ansprechen durch eine Differentialgleichung zweiter Ordnung definiert werden kann, und die die Form eines Doppelintegrals hätte, wenn keine Dämpfung vorhanden wäre. Aus Gründen der Vereinfachung soll das Ansprechen des Systems nach einer Störung im Eingangssignal, z.B. einer
Stufenänderung betrachtet werden, wodurch der Pegel des Eingangssignals geändert wurde, so daß das Eingangssignal dann nicht weiter geändert wird. Unter diesen Umständen kann die Differentialgleichung in Ausdrücken des Fehlers E zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Anlage und der Ableitungen geschrieben
werden, ohne explizite auf die Eingangs- oder Ausgangssignale

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Bezug zu nehmen.

In ihrer einfachsten Form lautet die Gleichung wie folgt:

E* + 2Z (E,E) E + E = 0
dabei ist Z(E,E) die Dämpfungsfunktion.

Die Dämpfungsfunktion Z(E,E) wird mit dem Koeffizienten 2 multipliziert, weil in der Theorie Linearsysteme die Zweckmäßigkeit besteht, das Dämpfungsglied als 2 % wobei % eine Konstante ist. Bei dem Regler gemäß der genannten GB-PS 1413791 und l4l6401 wird der Dämpfungsausdruck zwischen zwei oder mehreren konstanten Werten geändert. Jedoch kann Z irgendeine Form haben. Um aber die Vorteile eines Proportionalsystems aufrechtzuerhalten, muß es eine sogenannte "nicht-dimensionale" oder"dimensionslose" Funktion von E,E oder anderen Ableitungen sein. Eine einfache Funktion, die diese Eigenschaft hat, ist K (E) wobei I den Modul des nicht-dimensionellen Verhält-

nisses darstellt und immer positiv ist (Absolutwert), während K eine Konstante ist. Diese Funktion kann jedoch sehr groß werden wenn der Fehler klein ist,und es wird eine sehr heftige Dämpfung erzeugt. Um dies zu vermeiden, wird das Verhältnis vorzugsweise auf einen Maximalwert begrenzt, der äquivalent dem Einführen einer anderen Betriebsart mit einem konstanten Dämpfung ausdruck ist. Es kann leicht gezeigt werden, daß deshalb, weil die Änderung zwischen den Moden mit einem konstanten Verhältnis E stattfindet, das Steuersystem, welches auf diesen beiden E

Dämpfungsmoden basiert, die erforderliche Proportionaleigenschaft besitzt.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild, welches die Grundbestandteile der Regelanordnung gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine elektrische analoge Darstellung der Regeleinrichtung gemäs der Erfindung, welche dazu dient, eine Doppelintegralanlage zu regeln;

Fig. 3 eine Abwandlung des Systems gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Vorderansicht eines Flugzeugs mit einer Regelanlage gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Regelsystem, bei welchem der Ausgang des Systems mit dem Eingang verglichen wird, und bei dem der Fehler verstärkt und dazu benutzt wird, den Ausgang in einer Weise zu modifizieren, daß der Fehler vermindert wird.

Der Eingang des Regelsystems wird über die Leitung 1 einem Fehlerdetektor 20 zugeführt, der außerdem mit einem Ausgangssignal längs der Leitung 2 von der zu regelnden Anlage 60 gespeist wird.

Der Fehlerdetektor ist über die Leitung 3 mit einer Steuerstufe 30 verbunden, die ihrerseits über eine Leitung 12 mit der Anlage 60 verbunden ist, die einen Endausgang erzeugt, um dem Eingang zu folgen und die über die Leitung 2 zurück nach dem Fehlerdetektor 20 geführt wird, um den Fehler zu bestimmen.

Die Steuerstufe 30 berechnet aus dem Fehlersignal eine Funktion des Fehlersignals und dessen Ableitung derart, daß bei Zuführung dieser Funktion nach der Anlage die Anlage in der Weise aktiviert wird, daß ihr Ausgang mit dem Eingang übereinstimmt, d.h. es soll ein Nullfehler so schnell als möglich, aber in stabiler

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■"-.A

V/eise erreicht werden.

Fig. 2 zeigt eine elektrische Schaltungsanordnung der Regelanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zur Regelung einer Doppelintegralanlage.

Bei dem System nach Fig. 2 besteht der Fehlerdetektor aus einem Summierungsverstärker "j6, der mit dem Eingangssignal über die Leitung 1 und einem Ausgangssignal über die Leitung 2 gespeist wird. Das Ausgangssignal wird von der Anlage abgenommen und über die Leitung 15 und einen Inverter 77 dem Summierungsverstärker 76 zugeführt.

Der Ausgang des Summierungsverstärkers J6 wird über die Leitung 3 einem Inverter 21 und einer Verstärker/Dioden-Kombination 22 zugeführt. Der Ausgang des Inverters 21 wird dann einer weiteren Verstärker/Dioden-Kombination 23 zugeführt, die ihren Ausgang längs der Leitung 5 nach dem Eingang eines Summierungsverstärkers 24 gelangen läßt. Der Ausgang der Verstärker /Dioden-Kombination 22 wird außerdem über die Leitung 4 dem Eingang des Summierungsverstärkers 24 zugeführt.

Die Verstärker/Dioden-Kombinationen 22 und 23 (und 42,43 die später erläutert werden) sind an sich bekannt und liefern eine im wesentlichen perfekte Diodencharakteristik, außer für die VorZeichenänderung, die dem Verstärker zugeordnet ist.

Die Anordnung der Schaltungselemente 21, 22, 23 und 24 ist derart, daß der Ausgang des Summierungsverstärkers 24 der Modul des Signals längs der Leitung 3 wird, d.h. der Fehlermodul skaliert mit einem geeigneten Faktor von beispielsweise 10.

Der Ausgang I El des Summierungsverstärkers 24 wird dann längs der Leitung 6 dem Nennereingang der Dividierstufe 3I zugeführt.

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Der Fehler auf der Leitung j5 wiod außerdem einer Differenzierstufe 100 zugeführt, die aus Widerständen 34 und 86,einem Kondensator 85 und einem Verstärker 87 mit hohem Verstärkungsgrad besteht. Der Ausgang E dieser Differenzierstufe wird dann einem Filter 102 zugeführt, das aus Widerständen 9I, 92 und 94, Kondensatoren 93 und 95 und einem Verstärker 96 mit hohem Verstärkungsgrad sowie einem Summierungsverstärker 97 besteht. Dieses Filter verhindert die Erzeugung von Störungen und begrenzt den Wert des Fehlergeschwindigkeitssignals E für sehr sohneile Änderungen des Fehlersignals E. Die verschiedenen Verstärker ändern das Vorzeichen des Signals, und demgemä 3 wird der Ausgang - E .

Der Ausgang des Filters wird längs der Leitung I3 einem Inverter 74 zugeführt, der das Vorzeichen des Signals umkehrt, und dann läuft dieses durch eine Verstärkungsänderungsstufe 75, die den konstanten Faktor 2K einführt, bevor das Signal längs der Leitung 14 dem Zählereingang der Dividierstufe 3I zugeführt wird.

2 KE
Der Ausgang der Dividierstufe 3I wird durch eine Sättigungsbegrenzungsstufe 34 und Verstärkungsänderungsstufen 32 und 33 begrenzt um zu verhindern, daß der Verstärker 35 in die Sättigung gelangt. Außer der Verhinderung der Sättigung des Verstärkers 35 verhindert die Begrenzungsstufe 34, daß der Dämpfungsausdruck eine vorbestimmte Grenze durch die Verstärkungsänderungsstufen 32 und 33 überschreitet. Auf diese V/eise werden sehr hohe Dämpfungsausdrücke, die auftreten könnten, wenn das Fehlersignal sehr klein ist, vermieden.

Der Ausgang des Verstärkers 35 wird über die Leitung 7 einer Verstärker/Dioden-Kombinatj on 43 und einem Inverter 41 zugeführt. Der Ausgang des Inverters 41 wird dann über eine Verstärker/Dioden-Kombination 42 einem Summierungsverstärker 44

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über die Leitung 9 zugeführt. Die Leitung 8 verbindet den Ausgang der Verstärker/Dioden-Kombination 43 mit dem Eingang des Summierungsverstärkers 44.

Die Schaltungselemente 41, 42, 43 und 44 bewirken, daß der Ausgang des Summierungsverstärkers 44 der Modul des Signals

längs der Leitung 7 ist. Dieser Modul 2K

wird dann längs

der Leitung 10 dem Eingang einer Multiplizierstufe 51 zugeführt, Ein weiterer Eingang der Multiplizierstufe 51 wird über die Leitung 16 mit einem Signal -E vom Filter 102 über den Summierungsverstärker 75 gespeist.

* IE

Das Produkt der beiden Eingänge -2KE hp

auf den Leitungen 10

und 16 wird der Multiplizierstufe 51 über einen Verstärker 52 zugeführt, der das positive Vorzeichen wieder herstellt, und dann erfolgt eine Zuführung nach einem Summierungsverstärker 71, Der Systemfehler auf der Leitung 3 wird außerdem einem Summierungsverstärker 71 über einen Inverter 72 zugeführt, der ihm ein negatives Vorzeichen verleiht, d.h. -E. Der Ausgang des

' E

Summierungsverstärkers ist deshalb -(E- 2KE

) und dies ist

die für das Steuersignal erforderliche Form. Wenn ein Faktor L erforderlich ist, um den linearen Ausdruck E zu benutzen, dann kann eine Verstärkungsänderungsstufe benutzt werden.

Die Leitung 12 führt das Steuersignal des Summierungsverstärkers 71 der Doppelintegralanlage zu, die durch die Summierungsintegratoren 61 und 62 repräsentiert ist.

Demgemäß hat das Steuersignal für die Doppelintegralanlage die

It-1 ·
■SIE, wobei LE ein linear wirkender Ausdruck ist und ¹H

E ein Dämpfungsausdruck.

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Wenn das Ausgangssignal plötzlich einer Stufenänderung unterworfen wird, dann würde ein plötzlicher großer Fehler auftreten, und die folgende Tabelle zeigt stufenweise wie das System reagiert.

	Fehler und Fehlergeschwindigkeit	LE	- 2K	wlw · I
1	E groß E null	große Reaktion
2	E groß . E klein	große Reaktion	null Dämpfung
3	E groß E groß	große Reaktion	geringe Dämpfung
4	E klein E groß	kleine Reaktion	mittlere Dämpfung
5	E klein E klein.	kleine Reaktion	sehr heftige Dämpfung
β	E nähert sich null an E klein	sehr kleine Reaktion	mittlere Dämpfung
Dämpfungs ausdruck erreicht einen Maximalwert

Fig. j5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die in der gleichen Weise wie in Fig. 2 beziffert ist, aber zusätzlich zu den beschriebenen Merkmalen einen Ausgang des

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Surnmierungsverstärkers 44 über die Leitung 20 durch eine Verstärker/Dioden-Kombination 82 und einen Inverter 83 leitet, bevor das Signal über die Leitung I9 der Multiplizierstufe 51 zugeführt wird. Ein v/eiterer negativer konstanter Eingang - t der Verstärker/Dioden-Kombination 82 wird über die Leitung 18 von einer Verstärkungsänderungsstufe 81 zugeführt. Die Wirkung dieser zusätzlichen Schaltungselemente besteht darin, den Ausgang des Inverters 83 auf Null zu halten, bis die Summierung der Signale auf den Leitungen 10 und 18 positiv ist. Wenn die Summe der Signale auf den Leitungen 10 und 18 positiv ist, dann repräsentiert der Ausgang des Inverters 83 diese Summe. Weil der Ausgang des Verstärkers 44 gleich -2K E ist, bedeutet dies daß kein Ausgang vom Inverter 85 geliefert wird, wenn

- Ύ + 2K E negativ ist, d.h. 2K E < χ .In diesem Fall wird E E

daher der Dämpfungsausdruck in der Systemgleichung gleich E(2K|EJ-t ) solange (2Κ|Ε|.γ ) positiv ist, oder es wird Null,

wenn dieser Ausdruck negativ wird. Die physikalische Wirkung davon besteht darin, daß wenn E klein ist,(d.h. unmittelbar

1· E _ύ

Ii ^L

im Dämpfungsausdruck negativ würde. Hierdurch würden die Maßnahmen der Anlage auf die Änderung des Eingangs anzusprechen verstärkt, aber die Anlage kann nicht in der Lage sein, dieses verstärkte Ansprechen zu akzeptieren. Demgemäß ist die Auslegung so getroffen, daß ein Null-Dämpfungsfaktor erzeugt wird, so

lange der Paktor (2K

„ γ ) negativ ist. Dadurch kann die

E
Anlage auf die eigene natürliche Rate ansprechen, unverstärkt

und ungedämpft durch die Regelanlage bis E einen solchen Wert

erreicht, daß der Faktor positiv wird»

Die Anordnung nach Fig. 3 ergibt daher gewisse Vorteile gegenüber der Anordnung nach Fig. 2, wenigstens im Hinblick auf die

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Ansprechgeschwindigkeit einer Stufenänderung im Eingang.

In Fig. 4 ist eine nicht-lineare Regelanlage dargestellt, die in Verbindung mit einem Luftstrahlsystem benutzt wird, um die Lagesteuerung eines schwebenden Vertikalstartflugzeugs durchzuführen.

Die Luftstrahlen 141 v/erden durch Luft vom Kompressor 142 gebildet, die über Leitungen 143 angeliefert wird. Die Gesamtluftströmung ist bei jeder gegebenen Betriebsbedingung des Kompressors konstant, aber das Strömungsverhältnis zwischen den beiden Luftstrahlen 141 kann durch Klappenventile 144 geändert werden, die durch einen Antrieb 145 über ein Gestänge 146 bewegt werden. Ein Sensor 147 stellt eine Abweichung von der Flugzeuglage gegenüber einer horizontalen Bezugslage fest und erzeugt ein Fehlersignal, welches proportional dieser Abweichung ist.

Dieses Fehlersignal wird einer Steuervorrichtung 148 zugeführt, die dieses Signal differenziert und als resultierendes Fehlergeschwindigkeitssignal zusammen mit dem Fehlersignal benutzt, um ein Steuersignal unter Vermittlung der nicht-linearen Steuerschaltung gemäß Fig. 2 zu erzeugen, die in der Vorrichtung 148 enthalten ist. Dieses Steuersignal wird der Betätigungsvorrichtung 145 zugeführt, die das Gestänge 146 proportional zur Größe des Steuersignals bewegt. Diese Bewegung ändert die Stellungen der Klappenventile 144, was eine Änderung der Relativluftströmung zwischen den beiden Strahlen bewirkt, so daß ein Drehmoment erzeugt wird, welches in der Weise auf das Flugzeug einwirkt, daß die Abweichung verringert wird.

Vorstehend wurde eine Regelanlage beschrieben, die elektronische Bauteile benutzt. Es ist jedoch klar, daß die Regelschleife auch mechanische Komponenten oder Fluidics oder andere Elemente enthalten kann, die geeignete Signale liefern bzw. verarbeiten.

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Claims

Patentanwälte Dip!.-Ing. Curt Wallach Dipl.-lng. Günther Koch 2-831103 Dipl.-Phys.Dr.Tino Haibach Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: jA. Juli 19 "B

Unser Zeichen: 1;; ''I) _ 'Λ/.,ρ

l.) Regelancr-inun.'i; zur Steuerung einer Anlage unc: ^ zur Erzeugung eines .iusgangssignals, welches den Eingang im wesentlichen proportional ist, mit einem Fehlerdetektor, der den Eingang mit der:: Ausgang vergleicht und ein Fehlersignal erzeugt, und mit einer Steuerstufe, die aus -lern- ?ehlorsigiial ein kontinuierliches Steuersignal für die Anlage ableitet,

dadurch gekennzeichnet, daß die oteuerstufe ijü) ein Steuersignal irz^ugt, vjelches einen linearen Ausdruck umfaßt, we „eher eine lineare Funktion des Fehlersignali? E,- ist, und daJ dan Steuersignal außerdem einen nichtlinearen .Dämpfungsausdruck umfaßt, der eine kontinuierliche veränderbare Funktion darstellt, die das Verhältnis der Änderungsgeschwindigkeit des Fehlersignals und den Fehler selbst umfaßt.^E) .

ο Regelanlage nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die kontinuierlich veränderbare Funktion den Dfodul des Verhältnisses der A'nderungsrate des Fehlersignals und den Fehler selbst umfaßt ( Kl ).

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INSPECTED

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3. Regelanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kontinuierlich veränderbare Funktion außerdem eine negative Konstante (-Ύ) enthält.

k. Regelanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kontinuierlich veränderbare Funktion Null wird, wenn die Summe des Moduls oder ein vorbestimmtes Vielfaches des Moduls und die negative Konstante einen negativen Wert haben.

5. Regelanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennze i chne t, da.3 eine Begrenzungsstufe (3-Ό vorgesehen ist, um den Wert der sich kontinuierlich ändernden variablen Funktion auf einen Maximalwert derart zu begrenzen, da.3 unter diesen Bedingungen das System in ein lineares System umgewandelt wird.

6. Regelanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsausdruck ein Vielfaches des Moduls IEl ), oder die Summe des Moduls und die negative E|

Konstante (2K |e| - T ) und die Änderungsrate des

IeJ

Fehlersignals (E) umfaßt.

7. Regelanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lineare Funktion des Fehlersignals das Fehlersignal multipliziert mit einem konstanten Faktor umfaßt (LE).

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8. Regelanlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennz eich net, daß die Regelanlage den Modul des Fehlersignals (JE J) liefert, um das Differential des Fehlersignals (E) zu liefern, und um ein Vielfaches des Differentials (2IiE) durch den Modul zu teilen, um den Modul (2K I El ) des Ergebnisses dieser Division

IeI

zu erhalten, und um dieses Modul mit dem Differential zu multiplizieren, um den Dämpfungsausdruck (2KE E

τ?

zu erhalten.

9. Regelanlage nach Anspruch 8,

"- "■ ■ dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsschritte elektrisch bzw. elektronisch durchgeführt werden.

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