DE4106850A1 - Verfahren und vorrichtung zur synchronisierung wenigstens eines freilaufenden phasenregelkreises - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur Synchronisierung wenigstens eines freilaufenden Phasen­ regelkreises, wobei Führungswerte dieses freilaufenden Phasen­ regelkreises datentechnisch übertragen werden.

Bei einem Antrieb eines spurgebundenen Magnetschwebefahrzeugs besteht dieser Antrieb aus zwei Langstatormotoren, die in viele Statorabschnitte unterteilt sind. Die Statorabschnitte werden in einem Streckenabschnitt von einem Umrichterpaar gespeist. Das Fahrzeug durchfährt nacheinander die Streckenabschnitte. Dabei geben nur die Umrichter Leistung ab und nur die Antriebsregelun­ gen sind aktiviert, in dessen Streckenabschnitt sich das Fahr­ zeug befindet. Jedes Unterwerk enthält neben den Umrichtern die kompletten Einrichtungen zur Regelung und Steuerung des Antriebs. Da ein Streckenabschnitt immer von zwei Unterwerken gespeist wird, sich aber nur ein Fahrzeug auf diesem Abschnitt befindet, muß aus den vorhandenen zwei Antriebsregelungen und -steuerungen eine ausgewählt werden, die die Steuerung und Regelung des Fahr­ zeugantriebs übernimmt.

Die Aufgaben der Regelung des Fahrzeugantriebs sind mehrschich­ tig. Die obere Schicht hat die Aufgabe, die Fahrzeuglage und -geschwindigkeit nach den vorgabewerten von einer Betriebsleit­ technik zu steuern und zu regeln. Die daran anschließende Schicht hat die Aufgabe, den Motorstrom (Statorabschnittsstrom) getrennt für jeden Motor zu regeln. Eine dritte Schicht hat die Aufgabe, mit dem Vorgabewert aus der zweiten Schicht die Aus­ gangsspannung der zwei speisenden Umrichter eines Statorab­ schnitts, getrennt für jeden, zu regeln.

Die Antriebsregelung wird entsprechend ihrer Aufgabe in drei Ebenen gegliedert. Die Regel- und Steuereinrichtung der unteren Ebene der Antriebsregelung sind je einmal für jeden Umrichter vorhanden. Sie enthalten den Spannungs-Regler mit einer Anpas­ sung an den Umrichtereingang (einschließlich Strom- und Span­ nungsbegrenzungen), die Regelgrößenerfassung für die Umrichter­ ausgangsspannung und den Umrichterausgangsstrom, Rechenmodelle für die Speiseleitung des Statorabschnitts und die Steuerung für die Streckenschaltanlage. Die untere Ebene übernimmt von der mittleren Ebene die Steuergrößen für die beiden Spannungsrege­ lungen und übergibt an die mittlere Ebene die Regelgrößen für die Statorabschnittsspannung und den eingespeisten Teilstrom. Die Regel- und Steuereinrichtungen der mittleren Ebene der An­ triebsregelung sind je einmal für jeden Motor (linker oder rech­ ter Statorabschnitt) vorhanden und steuern die beiden zugehöri­ gen Spannungs-Regelungen mit den Umrichtern der unteren Ebene. Sie enthalten den Motorstromregler, das Motormodell und eine Lastaufteilungssteuerung für eine nicht verlustminimale Strom­ aufteilung der Umrichterströme. Die mittlere Ebene übernimmt von der oberen Ebene die Steuergröße für die beiden Motorstrom­ regler und übergibt an sie die errechneten Polradspannungen und die Ströme der zwei Motoren. Die Regel- und Steuereinrichtungen der oberen Ebene enthalten den Fahrzeuglagegeber mit einem Pha­ senregelkreis, den Führungsgrößengeber mit einem Geschwindig­ keits- und Weg-Regler und das Fahrzeugmodell. Sie erhalten über eine Datenübertragung ihre Steuergrößen von der Betriebsleit­ technik.

Da in jedem Unterwerk die komplette Antriebsregelung vorhanden ist und für ein Fahrzeug nur einmal ein Fahrzeuglagegeber, ein Führungsgrößengeber mit dem Geschwindigkeits-Regler und ein Fahrzeugmodell in Betrieb sein darf, muß in einem der aktiven Unterwerke ein Teil der Antriebsregelung abgeschaltet sein. Da­ bei bestimmt der Fahrzeugort bzw. die Unterwerksüberwachung, in welchem Unterwerk die obere Ebene der Antriebsregelung in Betrieb ist.

Da die beiden speisenden Unterwerke bis zu 30 km voneinander entfernt sein können, ist zur Übertragung der Signale eine Datenübertragung notwendig, die besondere Anforderungen erfül­ len muß. Die besonderen Anforderungen ergeben sich daraus, daß die einen Streckenabschnitt speisenden Umrichter synchron lau­ fen müssen und eine laufzeitbedingte Phasenverschiebung vermie­ den werden muß.

Bei einer Übertragungsstrecke von beispielsweise 30 km beträgt die reine Signallaufzeit 0,3 msec., wenn von einer Phasengeschwin­ digkeit in den üblichen Übertragungsleitungen von 0,1 10⁶ km/s ausgegangen wird. Bei der höchsten vorkommenden Grundfrequenz von 270 Hz dreht die Phase der Wechselgröße während der Signal­ laufzeit um 30°. Ergebnisse, die aus Signalen mit einer solchen Phasenverschiebung errechnet werden, sind falsch. Außerdem müs­ sen zur Übertragung der Wechselgrößen die Augenblickswerte ca. 360 mal je Periode erfaßt und weitergeleitet werden. Das bedeu­ tet bei 270 Hz alle 10 µsec. ein Wert je Signal und damit eine Datenrate von ca. 2 Mbit/s für ein Signal. Daher werden nicht die Augenblickswerte der Wechselgrößen übertragen, sondern die Komponentengrößen eines rechtwinkligen d,q-Systems, die sich nur langsam ändern. Mit Hilfe des Fahrzeuglagewinkels R werden alle Regelgrößen in die Komponentengrößen des d,q-System transfor­ miert. Der Fahrzeuglagewinkel R wird in der aktiven Fahrzeug­ lagewinkelerfassung des einen Unterwerks gebildet und zum ande­ ren Unterwerk übertragen.

Nachteilig bei dieser Übertragung des Phasenwinkels R (Führungs­ wert) wirkt sich die Übertragungsverzögerung aus. Außerdem ver­ läuft das übertragene Winkelsignal nicht stetig (diskrete Werte), obwohl die damit gesteuerten Umrichter nur stetige Frequenzsi­ gnale verarbeiten können. Bei Störungen auf der Datenübertragung könnte der Fahrzeuglagewinkel R nicht mehr zur Verfügung stehen, wodurch ein Winkelfehler auftritt. Auch müßten alle 50 µsec. ein Winkelwert übertragen werden, damit der Winkelfehler unter 5° gehalten werden kann, jedoch wäre dann die Datenübertragung ausschließlich mit der Übertragung von Werten eines Signals be­ schäftigt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Synchronisierung wenigstens eines freilau­ fenden Phasenregelkreises anzugeben, das die aufgeführten Nach­ teile beseitigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An­ spruchs 1 und 5 gelöst.

Dadurch, daß neben dem Phasenwinkel-Führungswert auch dessen erste zeitliche Ableitung (Frequenz-Führungswert) datentechnisch übertragen werden, kann zunächst aus dem übertragenen Winkelsi­ gnal (diskrete Werte) ein stetiger Phasenwinkel-Sollwert gene­ riert werden, der den freilaufenden Phasenregelkreis synchroni­ siert. Außerdem wird dieser Phasenregelkreis mittels des über­ tragenen Frequenz-Führungswertes vorgesteuert. Somit gibt der entfernt liegende freilaufende Phasenregelkreis einen Winkel­ wert ab, der mit der gleichen Geschwindigkeit umläuft wie der Führungswert, da er mit dem der Winkelgeschwindigkeit propor­ tionalen Frequenz vorgesteuert wird.

Bei einem vorteilhaften Verfahren wird in Abhängigkeit des generierten stetigen Phasenwinkel-Sollwertes und des Phasenwin­ kel-Führungswertes ein einer Übertragungszeit entsprechender Verzögerungswert gebildet, der zum Phasenwinkel-Führungswert addiert, einen zeitlich korrigierten Phasenwinkel-Führungswert ergibt. Dadurch wird der zu übertragende Winkel soweit vorge­ dreht, wie er durch die Datenübertragung verzögert wird.

Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren wird in Abhängigkeit des zu übertragenden Frequenz-Führungswertes und einer konstan­ ten Übertragungszeit ein Verzögerungswert gebildet, der addiert zum Phasenwinkel-Führungswert einen zeitlich korrigierten Pha­ senwinkel-Führungswert ergibt. Dieses vorteilhafte Verfahren setzt jedoch voraus, daß die Übertragungszeiten konstant und bekannt sind.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist der Datenfernübertragungs-Einrichtung ein Oszillator nachgeschaltet, der vom übertragenen Frequenz-Füh­ rungswert vorgesteuert und vom übertragenen Phasenwinkel-Füh­ rungswert zu diskreten Zeiten gesetzt wird und wobei ein Syn­ chronisierungseingang des freilaufenden Phasenregelkreises mit dem Ausgang des Oszillators verknüpft ist, und wobei ein Vor­ steuereingang dieses Phasenregelkreises mit dem Frequenzausgang der Datenfernübertragungs-Einrichtung verbunden ist. Durch die Verwendung eines Oszillators werden aus diskreten übertragenen Winkelwerten ein stetiger Winkelwert gebildet, ohne dabei bei­ spielsweise alle 50 µsec. einen Wert übertragen zu müssen. Die­ ser stetige Winkelwert führt den freilaufenden Phasenregelkreis, der außerdem mit dem der Winkelgeschwindigkeit proportionale Frequenz vorgesteuert wird. Somit läuft der Winkelwert am Aus­ gang des Phasenregelkreises mit der gleichen Geschwindigkeit um, wie der zu übertragende Phasenwinkel-Führungswert. Somit werden Schleppfehler, die durch den geführten Phasenregelkreis verursacht werden, kompensiert und der Phasenfehler minimiert trotz geringer Übertragungsrate.

Bei einer vorteilhaften Vorrichtung ist der Datenfernübertra­ gungs-Einrichtung ein Übertragungszeitkompensator vorgeschaltet, dem die Führungswerte zugeführt sind. Außerdem ist dieser Kom­ pensator das Ausgangssignal des Oszillators mittels der Daten­ fernübertragungs-Einrichtung zugeführt. Der Oszillator und der Kompensator bilden zusammen einen weiteren Phasenregelkreis. Dabei wird der Oszillator mit dem korrigierten Winkelwert fort­ laufend zu diskreten Zeiten, entsprechend einem Telegrammzyklus der Übertragungs-Einrichtung, gesetzt. Außerdem wird er mit dem übertragenen Frequenz-Führungswert vorgesteuert, damit die Ver­ zögerung seinen Ausgangswert vom zu übertragenden Führungswert zu jeder Zeit möglichst klein wird. Somit wird der Winkelwert, der am Ausgang eines entfernt liegenden Phasenregelkreises an­ steht, und der Winkel-Führungswert aufeinander derart synchro­ nisiert, daß der Winkelfehler möglichst klein ist, wobei die Winkelwerte der entfernt liegenden Phasenregelkreise unterein­ ander keinen Winkelfehler aufweisen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Übertragungszeitkompensators sind den Unteransprüchen 7 bis 10 zu entnehmen.

Zur weiteren Erläuterung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Synchronisierung wenigstens eines freilau­ fenden Phasenregelkreises schematisch veranschaulicht sind.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung, in

Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung dargestellt, und in den

Fig. 3 bis 6 sind Ausführungsbeispiele des Übertragungs­ zeitkompensators nach Fig. 2 schematisch veranschau­ licht.

In der Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Synchronisierung wenigstens eines freilaufenden Phasenregelkreises 2 dargestellt. Da der Aufbau und die Funktion eines Phasenregelkreises aus dem Buch "Theorie und Anwendung des Phase-locked-Loops" von Dr. R. Best, 1976, Seiten 11 bis 44, bekannt sind, wird nur das Wesentliche beschrieben. Dieser freilaufende Phasenregelkreis 2 besteht aus einem eingangsseitig angeordneten Phasendetektor 4, dem ein Filter 6 nachgeschaltet ist. Ausgangsseitig ist ein Oszillator 8 vorgesehen, dessen Ausgang einerseits den Ausgang 10 des Pha­ senregelkreises 2 bildet und andererseits auf den Phasendetek­ tor 4 rückgekoppelt ist. Der Ausgang des Filters 6 ist über einen Addierer 12 mit dem Eingang des Oszillators 8 verknüpft, wobei ein zweiter Eingang dieses Addierers 12 mit einem Vor­ steuereingang 14 des Phasenregelkreises 2 verbunden ist. Der Plus-Eingang des Phasendetektors 4 bildet den Synchronisier­ eingang 16 des Phasenregelkreises 2.

Diesem Synchronisiereingang 16 ist ein Oszillator 18 vorge­ schaltet, der eingangsseitig mit einem Frequenz-Ausgang 20 einer Datenfernübertragungs-Einrichtung 22 verbunden ist. Der Phasen­ winkel-Ausgang 24 dieser Datenfernübertragungs-Einrichtung 22 ist mit einem Setzeingang 26 des Oszillators 18 verknüpft. Der Frequenz-Ausgang 20 der Übertragungs-Einrichtung 22 ist außerdem mit dem Vorsteuereingang 14 des Phasenregelkreises 2 verbunden.

Eingangsseitig ist die Übertragungs-Einrichtung 22 einerseits mit einem Phasen-Ausgang 28 eines Führungsgrößengebers 30 und andererseits mit seinem Frequenz-Ausgang 32 verknüpft. Der Füh­ rungsgrößengeber 30 ist beispielsweise als Fahrzeuglage-Phasen­ regelkreis aufgebaut, der in Abhängigkeit einer Polradspannung u_P einem Phasenwinkel R und dessen erste zeitliche Ableitung, die Winkelgeschwindigkeit ω, erzeugt. Zwischen diesem Führungs­ größengeber 30, der beispielsweise in einem ersten Unterwerk einer Magnetschwebebahn untergebracht ist, und dem freilaufen­ den Phasenregelkreis 2, der in einem zweiten Unterwerk dieser Magnetschwebebahn untergebracht ist, kann eine Strecke von bei­ spielsweise 30 km liegen.

Vor Ort des Führungsgrößengebers 30 ist noch ein Phasenregel­ kreis 34 angeordnet, dessen Synchronisiereingang 36 mit dem Phasen-Ausgang 28 des Führungsgrößengebers 30 und dessen Vor­ steuereingang 38 mit dem Frequenz-Ausgang 32 des Führungsgrößen­ gebers 30 verbunden sind. Da dieser Phasenregelkreis 34 mit dem stetigen Winkelsignal R und dessen Winkelgeschwindigkeit ω des Führungsgrößengebers 30 geführt wird, folgt der Winkelwert R₁, der am Ausgang 40 des Phasenregelkreises 34 ansteht, synchron zum Phasenwinkel-Führungswert R.

Die Datenfernübertragungs-Einrichtung 22 hat die Aufgabe, Si­ gnale in Abhängigkeit eines Systemübertragungstaktes T_Sys über eine längere Strecke in einem Datennetz zu übertragen. Dabei werden die Signale nacheinander abgetastet und übertragen. D.h., ein stetiges Signal am Eingang der Übertragungs-Einrichtung 22 erscheint an seinem Ausgang als Folge diskreter Signalwerte. Wieviel Werte eines jeden Signales übertragen werden kann, hängt von der Datenrate der Datenfernübertragungs-Einrichtung 22 ab.

Der Oszillator 18 generiert mittels der übertragenen Führungs­ werte R und ω einen stetigen Phasenwinkel-Sollwert R₂ in dem der Oszillator 18 fortlaufend zu diskreten Zeiten, entsprechend dem Systemübertragungstakt T_Sys gesetzt und außerdem mit dem Frequenz-Führungswert ω vorgesteuert wird. Mittels diesem Phasen­ winkel-Sollwert R₂ wird der Phasenregelkreis 2 geführt, wobei dieser Winkelwert R₂ außerdem noch geglättet wird, weswegen der Phasenregelkreis 2 auch Glättungsphasenregelkreis genannt wird. Am Ausgang 10 des Phasenregelkreises 2 steht ein Winkelsignal R₂ an, das synchron zum Phasenwinkel-Führungswert R und dem Pha­ senwinkelsignal R₁ am Ausgang 40 des Phasenregelkreises 34 um­ läuft, wobei zwischen dem Phasenwinkelsignal R₁ und dem Phasen­ winkelsignal R₂ am Ausgang 10 des freilaufenden Phasenregelkrei­ ses 2 eine Verzögerung auftritt, die durch die Übertragungszei­ ten in der Datenübertragung verursacht wird.

Durch Übertragungszeiten in der Datenübertragung entstehen Ver­ zögerungen, die kompensiert werden können. In der Fig. 2 ist die Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1 um einen Über­ tragungszeitkompensator 42 erweitert dargestellt. Verschiedene Ausführungsformen dieses Übertragungszeitkompensators 42 sind in den Fig. 3 bis 6 näher dargestellt. Dieser Kompensator 42 ermittelt die Verzögerung zwischen dem Winkelsignal R vor und dem Winkelsignal R₂ nach der Datenübertragung. Die ermittelte Differenz wird dann dem zu übertragenden Phasenwinkel R zuge­ schlagen. D.h., der Winkel R wird um den Betrag der Differenz vorgedreht, so daß ein korrigierter Winkel R₂* übertragen wird. Der ermittelte Betrag entspricht der Verzögerung, die durch die Datenübertragung entsteht. Das übertragene Winkelsignal R₂* am Phasenwinkel-Ausgang 24 der Datenfernübertragungs-Einrichtung 22 ist gleich dem Phasenwinkel R am Ausgang 28 des Führungs­ größengebers 30. Dieses diskrete Winkelsignal R₂* = R wird, wie in Fig. 1 beschrieben, in ein stetiges Winkelsignal R₂ umge­ wandelt.

Durch die Verwendung dieses Übertragungszeitkompensators 42 in Verbindung mit dem Oszillator 18 ist die Verzögerung zwischen dem Winkelsignal R₂ am Ausgang 10 des freilaufenden Phasenregel­ kreises 2 und dem Phasenwinkel-Führungssignal R am Ausgang 28 des Führungsgrößengebers 30 minimal und das Winkelsignal R₂ des freilaufenden Phasenregelkreises 2 und das Winkelsignal R₁ des geführten Phasenregelkreises 34 laufen synchron zueinander mit der Winkelgeschwindigkeit ω um.

Wie eingangs schon beschrieben, sind die Phasenregelkreise 30 und 34 Bestandteil einer Antriebsregelung eines Unterwerks und der Phasenregelkreis 2 ist Bestandteil einer Antriebsregelung eines nächsten entfernt liegenden Unterwerks eines Antriebs eines Fahrzeugs mit Langstatormotor. Da diese Antriebsregelung nach dem feldorientierten Betrieb arbeitet, wird dieser Phasen­ winkel ω, gebildet aus einer Polradspannung u_P, zur Transfor­ mierung von Regelgrößen in Komponentengrößen eines rechtwinkli­ gen Koordinatensystems (d,q-System) und umgekehrt benötigt. Bei einem System von mehreren synchron laufenden Phasenregelkreisen, untergebracht in mehreren entfernt liegenden Unterwerken, kann die Ausgangsspannung von entfernt liegenden Umrichtern auf das Polrad eines linearen Antriebsmotors synchronisiert werden. Da­ mit sind auch die Umrichterausgangsspannungen untereinander synchronisiert.

Die Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungs­ form des Übertragungszeitkompensators 42 nach Fig. 2. Dem Pha­ senwinkel-Eingang 44 ist ein Addierer 46 nachgeschaltet, dessen Ausgang mit dem Ausgang 48 des Kompensators 42 verknüpft ist. Der zweite Eingang des Addierers 46 ist mit dem Ausgang eines Multiplizierers 50 verbunden, dessen erster Eingang mit einem Zeitkonstanter 52 und dessen zweiter Eingang einerseits mit einem Frequenz-Eingang 54 und andererseits mit einem Frequenz­ Ausgang 56 des Kompensators 42 verbunden sind. Der Multiplizie­ rer 50 multipliziert den Frequenz-Führungswert ω mit einer kon­ stanten Übertragungszeit t_DÜ, die mittels des Zeitkonstanters 52 einstellbar ist, wodurch am Ausgang des Multiplizierers 50 ein Verzögerungswert R_VT erscheint, der zum zu übertragenden Phasen­ winkel-Führungswert R zugeschlagen wird, so daß am Ausgang 48 des Kompensators ein korrigierter Winkel R₂* ansteht. Dieser Winkel R₂* ist genau um den Betrag vorgedreht, der bei der Über­ tragung als Verzögerung entsteht.

In der Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform des Übertra­ gungszeitkompensators 42 dargestellt, die, wie die Ausführungs­ form nach Fig. 3, nur für konstante Übertragungszeiten t_DÜ ge­ eignet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Phasenwinkel- Eingang 44 über zwei in Reihe geschaltete Addierer 58 und 46 mit dem Ausgang 48 des Kompensators 42 verbunden. Der Eingang 44 ist außerdem mit einem Plus-Eingang eines Differenzbildners 60 verbunden, dessen Ausgang über einen Regler 62 mit einem zweiten Eingang des Addierers 58 verbunden ist. Der Frequenz- Eingang 54 des Übertragungszeitkompensators 42 ist einerseits direkt mit seinem Frequenz-Ausgang 56 und andererseits jeweils über einen Zeitkonstanter 64 bzw. 52 mit einem Addierer 66 bzw. 46 verknüpft. Ausgangsseitig ist der Addierer 66 mit einem Minus-Eingang des Differenzbildners 60 verbunden, wobei sein zweiter Eingang mit einem weiteren Phasenwinkel-Eingang 68 des Kompensators 42 verbunden ist, an dem das Ausgangssignal R₂ des Oszillators 18 ansteht. Am Ausgang des Zeitkonstanters 52 steht ein erster Verzögerungswert R_VT an, der auf die Abweichung be­ dingt durch die Datenübertragung reagiert, wobei am Ausgang des Reglers 62, insbesondere eines PI-Reglers, ein Verzögerungswert R_V ansteht, der auf die Abweichung bedingt durch die Datenüber­ tragung bei Frequenzänderungen reagiert. Beide zum Phasenwinkel- Führungswert R addiert, ergibt das korrigierte Winkelsignal R₂*.

Bei der Ausführungsform des Übertragungszeitkompensators 42 nach Fig. 5 ist der Eingang 44 einerseits über den Addierer 46 mit dem Ausgang 48 und andererseits über einen weiteren Diffe­ renzbildner 70 mit dem ersten Differenzbildner 60 verknüpft. Der weitere Eingang 68 ist mit dem Minus-Eingang des ersten Differenzbildners 60 verbunden, der ausgangsseitig über den Regler 62 mit dem zweiten Eingang des Addierers 46 verknüpft ist. Der Regler 62 ist ausgangsseitig außerdem noch über ein Konstantglied 72 mit dem Minus-Eingang des weiteren Differenz­ bildners 70 verbunden. Die Konstante k des Konstantgliedes 72 gibt das Verhältnis zwischen der Vorausübertragung tv und Zurückübertragungszeit tz an. Dieses Verhältnis k ist durch folgende Gleichung:

bestimmt. Diese Ausführungsform des Kompensators 42 ist beson­ ders dann geeignet, wenn die Übertragungszeit t_DÜ veränderlich ist, aber das Verhältnis k konstant ist.

Die Ausführungsform des Kompensators 42 ist dargestellt in Fig. 6, ist eine weitere Ausgestaltung der Ausführungsform des Übertragungszeitkompensators 42 nach Fig. 5. Dabei ist der Fre­ quenz-Eingang 54 des Kompensators 42 über einen Addierer 74 mit dem Frequenz-Ausgang 56 des Kompensators 42 verbunden. Der zweite Eingang dieses Addierers 74 ist mit dem Ausgang eines weiteren Zeitkonstanters 76 verbunden, an dessen Eingang ein Winkelwert ansteht. Diese Variation des Kompensators 42 ist dann geeignet, wenn zusätzlich die Winkelgeschwindigkeitsabweichung, die durch die Übertragungszeit bei Winkelgeschwindigkeitsänderung verur­ sacht wird, kompensiert werden soll.

All diese Ausführungsformen des Übertragungszeitkompensators 42 haben die Aufgabe, den Phasenwinkel-Führungswert R in Abhängig­ keit der bei einer Datenübertragung entstehenden Verzögerung so zu korrigieren, daß am Phasenwinkel-Ausgang 24 der Datenfern­ übertragungs-Einrichtung 22 ein Phasensignal R₂* ansteht, das gleich dem Führungswert R ist.

Claims (10)

1. Verfahren zur Synchronisierung wenigstens eines freilaufenden Phasenregelkreises (2), wobei aus einem Phasenwinkel-Führungs­ wert (R) und dessen erste zeitliche Ableitung (ω), die beide über eine längere Strecke datentechnisch übertragen werden, ein stetiger Phasenwinkel-Sollwert (R₂) für den freilaufenden Phasen­ regelkreis (2) generiert wird, wobei dieser Phasenregelkreis (2) vom übertragenen Frequenz-Führungswert (ω) vorgesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in Abhängigkeit des generierten steti­ gen Phasenwinkel-Sollwertes (R₂) und des Phasenwinkel-Führungs­ wertes (R) ein einer Übertragungszeit (t_DÜ) entsprechender Ver­ zögerungswert (R_V) gebildet wird, der addiert zum Phasenwinkel- Führungswert (R) einen zeitlich korrigierten Phasenwinkel-Füh­ rungswert (R₂*) ergibt, der datentechnisch übertragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in Abhängigkeit des zu übertragenden Frequenz-Führungswertes (ω) und einer konstanten Übertragungs­ zeit (t_DÜ) ein Verzögerungswert (R_VT) gebildet wird, der addiert zum Phasenwinkel-Führungswert (R) einen zeitlich korrigierten Phasenwinkel-Führungswert (R₂*) ergibt, der datentechnisch über­ tragen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein zu übertragender Phasenwinkel-Füh­ rungswert (R₂*) aus der Addition der beiden Verzögerungswerte (R_V, R_VT) ermittelt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Führungsgrößengeber (30), dessen Führungswerte (R, ω) einer Datenfernübertragungs-Einrichtung (22) zugeführt werden, und mit einem entfernt liegenden Phasenregelkreis (2), da­ durch gekennzeichnet, daß der Datenfern­ übertragungs-Einrichtung (22) ein Oszillator (18) nachgeschaltet ist, der vom übertragenen Frequenz-Führungswert (ω) vorgesteuert und vom übertragenen Phasenwinkel-Führungswert (R) fortlaufend zu diskreten Zeiten gesetzt wird, und daß der Oszillator (18) ausgangsseitig mit einem Synchronisiereingang (16) des freilau­ fenden Phasenregelkreises (2) verknüpft ist, wobei ein Vor­ steuereingang (14) mit dem Frequenz-Ausgang (20) der Datenfern­ übertragungs-Einrichtung (22) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Führungsgrößengeber (30) ein Über­ tragungszeitkompensator (42) nachgeschaltet ist, der ausgangs­ seitig mit der Datenfernübertragungs-Einrichtung (22) verbunden ist und daß der Synchronisierungseingang (16) des freilaufenden Phasenregelkreises (2) mittels der Datenfernübertragungs-Ein­ richtung (22) mit einem weiteren Eingang (68) des Übertragungs­ zeitkompensators (42) verknüpft ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Übertragungszeitkompensator (42) einen Addierer (46), einen Multiplizierer (50) und einen Zeit­ konstanter (52) enthält, wobei dem Multiplizierer (50) einer­ seits der Frequenz-Führungswert (ω) und andererseits das Aus­ gangssignal (t_DÜ) des Zeitkonstanters (52) zugeführt ist, wobei der Multiplizierer (50) ausgangsseitig mit dem Addierer (46) verbunden ist, an dessen zweitem Eingang der Phasenwinkel-Füh­ rungswert (R) und an dessem Ausgang ein korrigierter Phasen­ winkel-Führungswert (R₂*) anstehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Übertragungszeitkompensator (42) eingangsseitig einen ersten bzw. zweiten Addierer (58, 66) auf­ weist, dem ein weiterer Addierer (46) bzw. ein Differenzbildner (60) nachgeschaltet ist, wobei der Ausgang des Differenzbild­ ners (60) über einen Regler (62) mit einem Eingang des ersten Addierers (58), dessen anderer Eingang einerseits mit dem Phasenwinkel-Eingang (44) und andererseits mit dem Plus-Ein­ gang des Differenzbildners (60) verbunden ist, wobei der Minus-Eingang des Differenzbildners (60) mit dem Ausgang des zweiten Addierers (66) verknüpft ist, dessen einer Eingang über einen Zeitkonstanter (64) einerseits mit dem Frequenz-Ein­ gang (54) und andererseits mit dem Frequenz-Ausgang (56) des Kompensators (42) und dessen anderer Eingang mit dem weiteren Eingang (68) des Kompensators (42) verbunden sind, und daß der zweite Eingang des weiteren Addierers (46) über einen Zeitkon­ stanter (52) mit dem Frequenz-Eingang und -Ausgang (54,56) des Kompensators (42) verbunden ist, wobei der Ausgang des weiteren Addierers (46) einen Phasenwinkel-Ausgang (48) des Übertragungs­ zeitkompensators (42) bildet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Übertragungszeitkompensator (42) eingangsseitig einen ersten und zweiten Differenzbildner (60,70) aufweist, wobei der zweite Differenzbildner (70) ausgangsseitig mit einem Plus-Eingang des ersten Differenzbildners (60) ver­ bunden ist, der ausgangsseitig über einen Regler (62) einer­ seits mit einem Eingang eines ausgangsseitigen Addierers (46) und andererseits über ein Konstantglied (72) mit einem Minus- Eingang des zweiten Differenzbildners (70) verbunden ist, dessen Plus-Eingang mit einem Eingang (44) des Kompensators (42) ver­ knüpft ist, wobei dieser Eingang (44) mit einem weiteren Ein­ gang des ausgangsseitigen Addierers (46) verbunden ist, dessen Ausgang mit einem Phasenwinkel-Ausgang (48) des Kompensators (42) verknüpft ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Frequenz-Eingang (54) des Kompensa­ tors (42) über einen Addierer (74) mit dem Frequenz-Ausgang (56) des Kompensators (42) verknüpft ist, wobei ein Zeitkonstanter (76) ausgangsseitig mit einem zweiten Eingang des Addierers (74) verbunden ist.