DE68919171T2

DE68919171T2 - Servo-Steuerungsgerät.

Info

Publication number: DE68919171T2
Application number: DE68919171T
Authority: DE
Inventors: Hidenobu Ako
Original assignee: Teijin Seiki Co Ltd
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 1988-08-23
Filing date: 1989-08-16
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2009-08-17
Also published as: EP0356133A3; DE68919171D1; EP0356133A2; US5025199A; JPH0257702A; EP0356133B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf Servo- Steuergeräte und im besonderen auf solche Geräte, bei welchen eine Genauigkeit der Steuerung bei einem darin verwendeten elektrohydraulischen Servosystem (nachfolgend bezogen als ein Servosystem) mit einer einfacheren Konstruktion vergrößert wird.

Beschreibung des Standes der Technik

Ein Servomechanismus ist typisch derart konstruiert, daß die Position, der Kurs, die Höhe od.dgl. eines Objekts durch die Abweichung (Fehler) zwischen einem gesetzten Ziel und dem tatsächlichen Ansprechen gesteuert wird. Der Servomechanismus wird bei verschiedenen Steuerungen angewendet, wie bspw. einer Steuerung der Position oder der Höhe von Schiffen, Luftfahrzeugen und Weltraumsatelliten, der Steuerung einer Werkzeugposition von Maschinenwerkzeugen u.dgl. Ein solcher Servomechanismus wird normal mit relativ hohen Geschwindigkeiten betrieben, sodaß eine hohe Genauigkeit der Steuerung bei der Betätigung des Servomechanismus erforderlich ist.
Fig. 6 zeigt ein herkömmliches Servo-Steuergerät, welches bei dem Servomechanismus des vorstehenden Typs angewendet wird. Das in Fig. 6 gezeigte Steuergerät ergibt eine elektrohydraulische Servoschleife. In Fig. 6 wird der Hydraulikdruck einer Hydraulikquelle 1 über ein hydraulisches Servoventil 2 an ein hydraulisches Stellglied 3 geliefert, welches zum Antrieb einer Steuerfläche (Ruder, Höhenrichtwerk, Querruder, Klappen eines Flugzeuges) oder einer Last 4 in Abhängigkeit von der Strömungsrate angepaßt ist, die durch das hydraulische Servoventil 2 gesteuert wird. Das Servoventil 2 ist ein elektrohydraulischer Wandler, der für ein Steuern einer hydraulischen Leistung entsprechend einiger Pferdestärken bis zu einigen Zehner-Pferdestärken mittels eines sehr kleinen elektrischen Eingangs fähig ist, also bspw. eines elektrischen Signals von einigen Milliwatt. Das hydraulische Stellglied 3 sollte dabei vorzugsweise eine rasche Ansprechzeit haben. Die Steuerfläche 4 ist zum Steuern einer Höhe des Flugzeuges angepaßt und dreht um eine Drehachse 4a in den in Fig. 6 durch den Pfeil angegebenen Richtungen, sodaß sich so ein Drehwinkel der Steuerfläche 4 ändert.
Die Position des Kolbens 3a des hydraulischen Stellgliedes 3 wird durch einen Positionsdetektor 5 erfaßt, der einen LVDT (linear veränderlicher Differentialwandler) aufweist, wobei der Positionsdetektor die erfaßte Kolbenposition in ein elektrisches Signal umwandelt und das Signal an einen Demodulator 6 abgibt. Der Demodulator 6 hat ein Filterteil zum Entfernen von Geräuschkomponenten des Ausgangssignals des Positionsdetektors 5 und demoduliert das Ausgangssignal auf dasselbe Schaltkreissignal des Steuersystems und gibt es an einen A/D (Analog/Digital) Wandler 7 ab. Der A/D Wandler 7 wandelt das Analogsignal von dem Demodulator 6 in ein Digitalsignal um. Der A/D Wandler 7 ist über eine Busleitung 8 mit einem Speicher 9, einer CPU (zentrale Datenverarbeitungsanlage) 10, einer Fern-Terminalschaltung (RT) 11 und einem D/A (Digital/Analog) Wandler 12 verbunden. Die Fern-Terminalschaltung 11 empfängt ein Steuerziel, welches einem Steuerbefehl des Drehwinkels der Steuerfläche 4 entspricht, der von einem Flugcomputer (nicht gezeigt) ausgegeben wird, sodaß bspw. ein Signal von einem Cockpit über ein Signalübertragungssystem übertragen wird, wobei dieses Signal in ein Digitalsignal durch ein Modem umgewandelt und an die Busleitung 8 durch die Fern-Terminalschaltung übertragen wird.
Die CPU 10 berechnet die Abweichung zwischen dem Steuerziel umgewandelt in das Digitalsignal und dem Ausgang des Demodulators umgewandelt in das Digitalsignal in Übereinstimmung mit einem in dem Speicher 9 gespeicherten Programm. Auf der Basis dieser Abweichung berechnet die CPU 10 einen Steuerwert der Servosteuerung des Servo-Steuergerätes, sodaß der Drehwinkel O der Steuerfläche 4 mit dem Steuerziel übereinstimmt. Der durch die CPU 10 berechnete Steuerwert wird durch den D/A Wandler 12 in ein Analogsignal umgewandelt, und das Analogsignal wird an einen Verstärker 13 eingegeben. Der Verstärker 13 verstärkt den analogen Ausgang des D/A Wandlers 12 und liefert den verstärkten Ausgang an das hydraulische Servoventil 2. Das hydraulische Servoventil 2 erzeugt eine hydraulische Leistung in Abhängigkeit von dem Stromsignal, welches von dem Verstärker 13 geliefert wird. Auf diese Weise wird die elektrohydraulische Servosteuerung des Servo-Steuergerätes wie gezeigt in Fig. 6 erhalten.
Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Servo-Steuergerät konnte jedoch die Genauigkeit der Steuerung nicht vergrößert werden, weil bei den aktuellen Ausgängen des Positionsdetektors 5, des Demodultors 6 und des A/D Wandlers 7 Fehler auftreten als Folge der Verstärkungsfehler oder der Nullvorspannung bei dem Positionsdetektor 5, dem Demodulator 6 und dem A/D Wandler 7. Wenn daher ein Steuerwert der Servoschleife des Gerätes auf der Basis der Abweichung zwischen dem Steuerziel und dem Ausgang des Positionsdetektors 5 unter Einschluß der Fehler erhalten wird, dann wird auch der Steuerwert Fehler enthalten und wird somit nicht die Steuerfläche 4 mit einer hohen Genauigkeit steuern können. Als ein Ergebnis davon ist die Genauigkeit der Steuerung des Servo-Steuergerätes verringert.
Eine Verringerung der vorerwähnten Fehler auf eine Minimalhöhe ist für die Flugkontrolle eines Flugzeuges am wichtigsten, welches ein hohes Ausmaß an Genauigkeit erfordert. Um die Fehler auf einen minimalen Anteil zu verringern, können elektronische Komponenten hoher Genauigkeit bei dem Positionsdetektor 5, dem Demodulator 6 u.dgl. verwendet werden. Dies resultiert jedoch in einer Erhöhung der Produktionskosten und in einer Erhöhung des Gewichts. Da die Stellglieder (hydraulisches Stellglied 3, Positonsdetektor 5, usw.) und die Steuerelektronikeinheiten (Demodulator 6, A/D Wandler 7, CPU 10, usw.) jedoch normal angeliefert und einzeln angeordnet werden, kann weiterhin das Zusammenpassen zwischen den Stellgliedern und den Steuerelektronikeinheiten gepaart mit den Stellgliedern nicht mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden. Es wird daher ein Zusammenpassen mit einer hohen Genauigkeit benötigt.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Servo-Steuergerät bereitzustellen, welches die Genauigkeit der Steuerung erhöhen kann, ohne daß eine Erhöhung der Produktionskosten und eine Erhöhung des Gewichts auftritt.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein neues Servo- Steuergerät bereitzustellen, bei welchem das Zusammenpassen zwischen den Stellgliedern und den Steuerelektronikeinheiten mit einer hohen Genauigkeit erreichbar ist.

Zusammenfassung der Erfindung

In Übereinstimmung mit einem wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Servo-Steuergerät bereitgestellt, bestehend aus: einer Einrichtung zur Erzeugung eines Steuerziels; einem Stellglied, welches zum Antrieb einer Last angepaßt ist und seine maximale Verstellung in einer Richtung und seine minimale Verstellung in der anderen Richtung aufweist; einer Antriebseinrichtung zum Antrieb des Stellgliedes; einer Position-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Verstellung des Stellgliedes; und einer Steuereinrichtung zur Korrektur des Steuerziels auf der Basis der maximalen und minimalen Verstellungen des Stellgliedes und zur Berechnung eines Steuerwertes, sodaß ein Ausgang der Position-Erfassungseinrichtung übereinstimmt mit dem korrigierten Steuerziel; wobei die Last durch den Steuerwert gesteuert wird. Dieser Aspekt der Erfindung ist in dem unabhängigen Patentanspruch 1 definiert.
Das Servo-Steuergerät kann weiterhin eine Speichereinrichtung aufweisen zum Speichern eines Ausgangs der Position- Erfassungseinrichtung als eine maximale Verstellung, wenn das Stellglied in die maximale Verstellung bewegt ist, und zum Speichern eines Ausgangs der Position-Erfassungseinrichtung als eine minimale Verstellung, wenn das Stellglied in die minimale Verstellung bewegt ist. Das Servo-Steuergerät kann weiterhin auch einen Demodulator aufweisen, welcher mit der Position-Erfassungseinrichtung verbunden ist, einen Analog/Digital-Wandler, der mit dem Demodulator verbunden ist und einen Ausgang des Demodulators in ein Digitalsignal umwandelt, eine Fern-Terminalschaltung zum Umwandeln des Steuerziels in ein Digitalsignal und einen Digital/Analog- Wandler zum Umwandeln des Steuerziels berechnet durch die Steuereinrichtung in ein Digitalsignal und verbunden mit der Antriebseinrichtung. Der Analog/Digital-Wandler, die Speichereinrichtung, die Steuereinrichtung, die Fern-Terminalschaltung und der Digital/Analog-Wandler sind miteinander verbunden.
Die Last kann aus einer Steuerfläche eines Flugzeuges bestehen.
In Übereinstimmung mit einem anderen wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Servo-Steuergerät bereitgestellt, bestehend aus: einer Einrichtung zur Erzeugung eines Steuerziels; einem Stellglied, das zum Antrieb einer Last angepaßt ist und seine maximale Verstellung in der einen Richtung und seine minimale Verstellung in der anderen Richtung aufweist; einer Antriebseinrichtung für den Antrieb des Stellgliedes; einer Position-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Verstellung des Stellgliedes; und einer Steuereinrichtung für die Korrektur eines Ausgangs der Position-Erfassungseinrichtung auf der Basis der maximalen und minimalen Verstellungen des Stellgliedes und für die Berechnung eines Steuerwertes, sodaß der korrigierte Ausgang der Position-Erfassungseinrichtung mit dem Steuerziel übereinstimmt; wobei die Last durch den Steuerwert gesteuert wird. Dieser Aspekt der Erfindung ist in dem unabhängigen Patentanspruch 5 definiert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorstehenden und weitere Aufgaben und Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erkennbar, bei welchen
Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, welches eine Ausführungsform eines Servo-Steuergerätes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 2 ein Flußdiagramm ist, welches ein bei der CPU (zentrale Datenverarbeitungsanlage) der Fig. 1 verwendetes Kalibrierprogramm zeigt,
Fig. 3 ein Flußdiagramm ist, welches ein Programm zum Berechnen eines Steuerwertes zeigt, mit welchem die Last der Fig. 1 servogesteuert wird,
Fig. 4 ein vergrößertes Flußdiagramm ist, welches schematisch einen Berechnungsprozeß zum Erhalt des Steuerwertes zeigt,
Fig. 5 ein Diagramm ähnlich der Fig. 4 ist, welches jedoch einen anderen Berechnungsprozeß zum Erhalt des Steuerwertes zeigt, und
Fig. 6 ein Blockdiagramm ist, welches ein herkömmliches Servo-Steuergerät zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 ist darauf eine bevorzugte Ausführungsform eines Servo-Steuergerätes gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie bei dem in Fig. 6 gezeigten herkömmlichen Servo-Steuergerät wird diese Ausführungsform für die Flugsteuerung eines Flugzeuges angewendet. Die Stellglieder und die Steuerelektronikeinheiten sind im wesentlichen identisch mit denjenigen der Fig. 6 und sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet, um die Beschreibung zu vermeiden.
In Fig. 1 sind eine CPU (zentrale Datenverarbeitungsanlage) 21 und ein Speicher 22 in der Funktion unterschiedlich zu demjenigen bei dem Fig. 6 gezeigten herkömmlichen Steuergerät. Anders als bei der CPU 10 des in Fig. 6 gezeigten herkömmlichen Steuergerätes hat die CPU 21 eine Steuereinrichtung und eine Korrektureinrichtung und bewegt den Kolben 3a des hydraulischen Stellgliedes 3 in seine maximalen Positionen in den entgegengesetzten Richtungen des Stellgliedes 3, und die Ausgänge des Positionsdetektors 5 in diesen maximalen Positionen werden als eine maximale Verstellung und eine minimale Verstellung in dem Speicher 22 gespeichert. Auf der Basis dieser maximalen und minimalen Verstellungen korrigiert die CPU 21 ein Steuerziel und berechnet einen Steuerwert, der die Steuerfläche 4 mit dem korrigierten Steuerziel steuert. Auch der Speicher 22 hat ein Programm unterschiedlich von demjenigen des herkömmlichen Speichers 9 der Fig. 6, und in Übereinstimmung mit diesem Programm berechnet die CPU 21 einen für die Servosteuerung notwendigen Prozeßwert. Der Positionsdetektor 5 umfaßt einen LVDT (linear veränderlicher Differentialwandler) und ergibt eine Erfassungsvorrichtung.
Der Betrieb des Servo-Steuergerätes der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail beschrieben.
Um einen Versatz für Verstärkungsfehler und eine Nullvorspannung in der Servoschleife des Servo-Steuergerätes zu erhalten, wird bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anstelle der Verwendung eines Steuerziels als solches das Steuerziel durch die Berechnung der CPU 21 korrigiert. Eine bei dieser Berechnung verwendete Konstante wird in Übereinstimmung mit dem Programm der Fig. 2 erhalten, wobei eine sog. "Bodenkupplung" des hydraulischen Stellgliedes 3 verwendet wird. Auf der Basis dieser Konstanten wird das Steuerziel korrigiert, und der Steuerwert zum Steuern der Steuerfläche 4 wird durch das korrigierte Steuerziel berechnet, wie es mit dem Programm der Fig. 3 gezeigt ist.
In Fig. 2 beginnt eine Kalibrierung (entsprechend der vorerwähnten Korrektur) durch ein Kalibrierstartsignal. Wenn die Kalibrierung bei dem Prozeß P1 startet, dann wird zunächst ein Stellglied-Hartruderbefehl an die Servoschleife des Servo-Steuergerätes ausgegeben. Durch diesen Befehl wird die Steuerfläche 4 gegen ihre Aufseite in ihre maximale Position bewegt, welche der sog. Bodenkupplungsposition des Stellgliedes 3 und dem maximalen Drehwinkel der Steuerfläche 4 in der Aufrichtung entspricht. Als nächstes wird bei dem Prozeß P2 der Ausgang des Demodulators 6 zu dem Zeitpunkt, wenn der Kolben 3a des Stellgliedes 3 mit dem Boden in der Aufseite gekuppelt ist, als Smax gelesen. Gleichartig wird in einem Prozeß P3 ein Stellglied-Hartruderbefehl ausgegeben, welcher den maximalen Drehwinkel der Steuerfläche 4 in der Niederrichtung entspricht, und bei dem Prozeß P4 wird dann der Ausgang des Demodulators 6 zu diesem Zeitpunkt als Smin gelesen. Bei dem Prozeß P5 werden der Maximalwert Cmax und der Minimalwert Cmin des Steuerziels von dem Speicher 22 ausgelesen. Der Maximalwert Cmax und der Minimalwert Cmin entsprechen dem Maximalwinkel der Aufrichtung und dem Maximalwinkel der Niederrichtung, und sie entsprechen in Bezug auf das hydraulische Stellglied 3 den Bodenkupplungspositionen in den entgegengesetzten Richtungen. Bei dem Prozeß P6 werden die Koeffizienten a und b mit den folgenden Gleichungen berechnet:
S = a c + b (1)
a = (Smax - Smin)/(Cmax - Cmin) (2)
b = (Smin Cmax - Smax Cmin)/(Cmax - Cmin) (3)
wobei S ein Rückkopplungssignal einer Servoschleife unter Einschluß der Nullvorspannung- und Verstärkungsfehler und C ein Steuersignal angeben. Die Koeffizienten a und b sind die Koeffizienten einer linearen Gleichung, die durch zwei Punkte (Cmax, Smax) und (Cmin, Smin) hindurchgeht, und sind Parameter, welche den tatsächlichen Betriebszustand des hydraulischen Stellgliedes 3 in Bezug auf das Steuerziel darstellen. Bei dem Prozeß P7 werden die Werte der Koeffizienten a und b in dem Speicher 22 gespeichert, worauf die Kalibrierung vervollständigt ist.
Als nächstes werden bei dem Programm des normalen Betriebsmodus, wie gezeigt in Fig. 3, die Koeffizienten a und b von dem Speicher 22 bei dem Prozeß P11 ausgewiesen, und es wird ein Steuerzielbefehl bei dem Prozeß P12 eingegeben. Bei dem Prozeß P13 wird die Korrekturberechnung des Steuerziels in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung durchgeführt:
C' = a c + b (4)
wobei C' einen Korrekturwert eines Steuerziels angibt. Durch die Gleichung (4) wird das Steuerziel C auf der Basis der Koeffizienten a und b korrigiert, und wenn die Gleichung (4) mit der Gleichung (1) verglichen wird, dann wird C' gleich S. Es bedeutet, daß die Korrektur durchgeführt wurde um eine Übereinstimmung des Servobefehls mit dem Rückkopplungswert unter Einschluß der Fehler zu erhalten. Bei dem Prozeß P14 wird der Ausgang des Demodulators 6 (Eingang des Rückkopplungswertes) gelesen und bei dem Prozeß P15 zu dem Korrekturwert C' addiert (d.h. der Prozeßwert der Servosteuerung wird von der Abweichung zwischen dem Ausgang des Demodulators 6 und dem Korrekturwert C' berechnet). Das Ergebnis der Berechnung wird an den D/A Wandler 12 eingegeben, und das hydraulische Stellglied 3 wird durch den Verstärker 13 und das hydraulische Servoventil 2 angetrieben. Die Steuerfläche 4 ändert sich daher in Übereinstimmung mit dem Steuerziel. Danach wird bei dem Prozeß P16 bestimmt, ob ein Haltebefehl betreffend einen normalen Betrieb vorhanden ist oder nicht, und wenn kein Haltebefehl vorhanden ist, dann wird der Prozeß P16 an den Prozeß P12 zurückgeführt, um die Servoschleife zu wiederholen, wenn jedoch der Haltebefehl vorhanden ist, dann ist das Programm vervollständigt.
Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird daher der tatsächliche Betriebszustand des hydraulischen Stellgliedes 3 zuerst in Bezug auf das Steuerziel kalibriert, und zwar auf der Basis der Bodenkupplungspositionen des hydraulischen Stellgliedes 3, während bei dem normalen Betriebsmodus, der bei dem Flug vorherrscht, der Servobefehl korrigiert wird, um mit dem Rückkopplungswert unter Einschluß der Fehler übereinzustimmen. Das Prozeßverfahren der Kalibrierung und Korrektur ist in Fig. 4 gezeigt. Die CPU 21 korrigiert den Steuerzielwert C nach C' auf der Basis der Koeffizienten a und b, und danach wird der Ausgang von dem Demodulator 6 zu dem Korrekturwert C' addiert und die Summe wird an den D/A Wandler 12 eingegeben. Als ein Ergebnis wird eine Übereinstimmung der tatsächlichen Betätigung des Kolbens 3a des hydraulischen Stellgliedes 3 mit dem Steuerziel erhalten, und die Verstärkungsfehler und die durch die Nullvorspannung bewirkten Fehler können ausgeschaltet werden.
Es wird angemerkt, daß in der Praxis nichtlineare Fehler neben den Verstärkungsfehlern und den Fehlern der Nullvorspannung bestehen, und die Korrektur für diese Fehler wird nicht immer durch die vorerwähnte Lineargleichung effektiv ausgeführt. Da jedoch ein nichtlineares Verhalten der Komponenten bei der Servoschleife des Stellgliedes des Typs, welcher bei dem herkömmlichen Gerät und bei dem Gerät der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sehr klein ist im Vergleich mit den Verstärkungsfehlern und den Fehlern der Nullvorspannung, werden sich unter dem Gesichtpunkt der Steuerung keine Probleme ergeben, selbst wenn solche nichtlinearen Fehler als solche verbleiben.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die Notwendigkeit für elektronische Komponenten hoher Genauigkeit für ein Entfernen von Fehlern ausgeschaltet. Weil das Berechnungsverfahren der CPU 21 und das Datenprozeßverfahren des Speichers 22 kaum verbessert sind, ergibt sich nur eine sehr kleine Erhöhung der Kosten und keine Erhöhung des Gewichts. Eine Stellglied-Servoschleife mit geringeren Kosten und höherer Genauigkeit kann daher erhalten werden.
Wenn daher wirtschaftliche Komponenten (die nicht mit einem größeren Ausmaß an Genauigkeit hergestellt sind) bei der Stellglied-Servoschleife verwendet werden, dann werden die Fehler groß. Die Genauigkeit der Bodenkupplung des Stellgliedes 3 kann jedoch einfach erhalten werden. Bei der vorliegenden Erfindung wird daher durch eine Versicherung der Genauigkeit der Bodenschleife ein Algorithmus zur Ausschaltung von Fehlern mit niedrigen Kosten erhalten auf der Basis von Daten hoher Genauigkeit.
Als nächstes wird das Zusammenpassen zwischen dem hydraulischen Stellglied 3 und den Steuerelektronikeinheiten nachfolgend erläutert.
Wie bei dem herkömmlichen Steuergerät der Fig. 6 werden auch bei der vorliegenden Erfindung Steuerelektronikeinheiten individuell geliefert. Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch bspw. die Steuerfläche 4 periodisch in die Bodenkupplungspositionen des Stellgliedes 3 vor dem Flug bewegt, und die betreffenden Bodenkupplungspositionen werden als Bezugspositionen eingestellt, um mit einem Maximalwert eines Steuerziels zusammenzupassen. In diesem Fall hat das hydraulische Stellglied 3 eine hohe Dimensionsgenauigkeit der Bodenkupplung, und die hohe Dimensionsgenauigkeit in der Größenordnung von einigen Zehn Mikrons kann normal mit einer ökonomischen Bearbeitungsmethode erhalten werden. Da die Abweichung der elektronischen Komponenten der Servoschleife verursacht durch die Verstärkungsfehler und die Fehler der Nullspannung jedoch mehr als 1 % des vollen Bereichs beträgt, wird bspw. ein Fehler von mehr als 1 mm in dem Fall auftreten, daß der Hub des Stellgliedes 3 mehr als 100 mm beträgt. Da bei der vorliegenden Erfindung das Steuerziel auf der Basis der Bodenkupplungspositionen des Stellgliedes 3 korrigiert wird, die eine hohe Dimensionsgenauigkeit aufweisen, wird das Zusammenpassen zwischen dem Stellglied 3 und den Steuerelektronikeinheiten durch diese Korrektur automatisch herbeigeführt. Das Zusammenpassen kann daher äußerst einfach und mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
Während bei der vorerwähnten Ausführunsform das Steuerziel korrigiert wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, vielmehr kann sie dieselbe Wirkung auch in dem Fall erzielen, daß, wie in Fig. 5 gezeigt, der Ausgang des Demodulators 6 korrigiert wird. In Fig. 5 substrahiert die CPU 21 den Koeffizienten b von dem Ausgang des Demodulators 6, multipliziert das Ergebnis mit 1/a und addiert es zu dem Steuerziel C. Danach wird die Summe mit a multipliziert und das Ergebnis wird an den D/A Wandler 12 ausgegeben. Selbst wenn der Ausgang des Demodulators korrigiert wird, wird so dieselbe Wirkung wie bei der Ausführungsform der Fig. 4 erhalten.
Während die vorerwähnten Ausführungsformen auf die Flugkontrolle eines Flugzeuges angewendet sind, ist die vorliegende Erfindung auch auf andere Servo-Steuergeräte anwendbar.

Claims

1. Servo-Steuergerät, bestehend aus:

einer Einrichtung zur Erzeugung eines Steuerziels (C), welches die gewünschte Position eines angetriebenen Elements (4) anzeigt;

einem Stellglied (3), welches den Antrieb des Elements (4) ermöglicht und eine maximale Verstellung in einer Richtung und eine minimale Verstellung in der entgegengesetzten Richtung hat;

einer Antriebseinrichtung (1, 2) zum Antrieb des Stellgliedes (3);

einer Position-Erfassungseinrichtung (5) zum Erfassen einer Verstellung des Stellgliedes (3); und

einer Steuereinrichtung (21) zur Korrektur des Steuerziels (C) auf der Basis der maximalen und minimalen Verstellungen des Stellgliedes (3) und zur Berechnung auf der Basis des korrigierten Steuerziels eines Steuerwertes, sodaß ein Ausgang der Position-Erfassungseinrichtung (5) übereinstimmt mit dem korrigierten Steuerziel;

wobei das Element (4) durch den Steuerwert gesteuert wird.

2. Servo-Steuergerät nach Anspruch 1, welches weiterhin aus einer Speichereinrichtung (22) zum Speichern eines Ausgangs der Position-Erfassungseinrichtung (5) als eine maximale Verstellung besteht, wenn das Stellglied (3) in die maxmimale Verstellung bewegt ist, und zum Speichern eines Ausgangs der Position-Erfassungseinrichtung (5) als eine minimale Verstellung, wenn das Stellglied (3) in die minimale Verstellung bewegt ist.

3. Servo-Steuergerät nach Anspruch 2, welches weiterhin aus einem Demodulator (6) besteht, der mit der Position- Erfassungseinrichtung (5) verbunden ist, einem Analog/ Digital-Wandler (7), der mit dem Demodulator (6) verbunden ist und einen Ausgang des Demodulators (6) in ein Digitalsignal umwandelt, einer Fern-Terminalschaltung (11) zur Umwandlung des Steuerziels in ein Digitalsignal und einem Digital/Analog-Wandler (12) zum Umwandeln des durch die Steuereinrichtung (21) berechneten Steuerziels in ein Digitalsignal, welcher mit der Antriebseinrichtung (2) verbunden ist, wobei der Analog/Digital-Wandler (7), die Speichereinrichtung (22), die Steuereinrichtung (21), die Fern-Terminalschaltung (11) und der Digital/ Analog-Wandler (12) miteinander verbunden sind.

4. Servo-Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem das angetriebene Element (4) eine Steuerfläche eines Luftfahrzeuges umfaßt.

5. Servo-Steuergerät, bestehend aus:

einem Stellglied (3), welches den Antrieb des Elements (4) ermöglicht und eine maximale Verstellung in einer Richtung und eine minimale Verstellung in der entgegengesetzten Richtung aufweist;

einer Antriebseinrichtung (1, 2) zum Antrieb des Stellgliedes (3);

einer Steuereinrichtung (21) zur Korrektur eines Ausgangs der Position-Erfassungseinrichtung (5) auf der Basis der maximalen und minimalen Verstellungen des Stellgliedes (3) und zur Berechnung auf der Basis des korrigierten Ausgangs der Position-Erfassungseinrichtung (5) eines Steuerwertes, sodaß der korrigierte Ausgang der Position-Erfassungseinrichtung (5) übereinstimmt mit dem Steuerziel (C);

wobei das Element (4) durch den Steuerwert gesteuert wird.

6. Servo-Steuergerät nach Anspruch 5, welches weiterhin aus einer Speichereinrichtung (22) zum Speichern eines Ausgangs der Position-Erfassungseinrichtung (5) als eine maximale Verstellung besteht, wenn das Stellglied (3) in die maximale Stellung bewegt ist, und zum Speichern eines Ausgangs der Position-Erfassungseinrichtung (5) als eine minimale Verstellung, wenn das Stellglied (3) in die minimale Verstellung bewegt ist.

7. Servo-Steuergerät nach Anspruch 6, welches weiterhin aus einem Demodulator (6) besteht, der mit der Position- Erfassungseinrichtung (5) verbunden ist, einem Analog/ Digital-Wandler (7), der mit dem Demodulator (6) verbunden ist und einen Ausgang des Demodulators (6) in ein Digitalsignal umwandelt, einer Fern-Terminalschaltung (11) zur Umwandlung des Steuerziels in ein Digitalsignal und einem Digital/Analog-Wandler (12) zum Umwandeln des durch die Steuereinrichtung (21) berechneten Steuerziels in ein Digitalsignal, welcher mit der Antriebseinrichtung (2) verbunden ist, wobei der Analog/Digital-Wandler (7), die Speichereinrichtung (22), die Steuereinrichtung (21), die Fern-Terminalschaltung (11) und der Digital/ Analog-Wandler (12) miteinander verbunden sind.

8. Servo-Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei welchem das angetriebene Element (4) eine Steuerfläche eines Luftfahrzeuges umfaßt.