JP2760533B2 - 航空機の操縦翼面部材の位置を制御する装置 - Google Patents
航空機の操縦翼面部材の位置を制御する装置Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
- B64C13/24—Transmitting means
- B64C13/38—Transmitting means with power amplification
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-
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- B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、可動部材の位置決めを制御する装置に関
し、詳しくは、航空機の可動翼部材、特に、航空機の操
縦翼面部材の位置を制御する装置に関する。
し、詳しくは、航空機の可動翼部材、特に、航空機の操
縦翼面部材の位置を制御する装置に関する。
[従来の技術] 航空機の位置は、1以上の可変取付角(迎え角)操縦
翼面部材(variable incidence control surface membe
rs)を使用して制御することが出来る。これらの操縦翼
面部材を動かすことによって、航空機の位置を変化さ
せ、航空機を所望の位置に修正することが出来る。
翼面部材(variable incidence control surface membe
rs)を使用して制御することが出来る。これらの操縦翼
面部材を動かすことによって、航空機の位置を変化さ
せ、航空機を所望の位置に修正することが出来る。
典型的には、パイロットの作業負荷を少なくするため
に、航空機の位置、加速度、対気速度、パイロットのス
ティック入力操作などの入力パラメータに基づいて信号
処理装置から出力される制御信号によって自動的に制御
できる駆動装置によって、制御翼面部材の迎え角を調節
し、航空機の位置を所望の位置に制御することが出来
る。
に、航空機の位置、加速度、対気速度、パイロットのス
ティック入力操作などの入力パラメータに基づいて信号
処理装置から出力される制御信号によって自動的に制御
できる駆動装置によって、制御翼面部材の迎え角を調節
し、航空機の位置を所望の位置に制御することが出来
る。
航空機の制御翼面部材の駆動装置は、入力信号におけ
る、ノイズ等に起因する一時的な変動や瞬間的な変動
(deviation)に反応してはならないが、入力センサに
よって感知される入力信号値のゆるやかな変化には即座
に応答することが必要である。このような状態を達成す
るために、上記のような一時的変動が含まれる入力信号
をローパスフィルターで処理することが提案されてい
る。
る、ノイズ等に起因する一時的な変動や瞬間的な変動
(deviation)に反応してはならないが、入力センサに
よって感知される入力信号値のゆるやかな変化には即座
に応答することが必要である。このような状態を達成す
るために、上記のような一時的変動が含まれる入力信号
をローパスフィルターで処理することが提案されてい
る。
[発明が解決しようとする課題] この方法においては、典型的には、比較的大容量のコ
ンデンサを、上記センサの出力側と信号処理装置との間
に配置した演算増幅器と並列に接続して、一方では、フ
ィルターで処理していないセンサからのセンサ信号によ
って充電するとともに、他方では、演算増幅器の出力側
にあらわれる増幅されたセンサ信号によって充電してい
る。このような制御装置は、電気的システム、特に演算
増幅器への電気エネルギーの供給が中断されない限り、
十分に動作して、所期の目的を達成する。
ンデンサを、上記センサの出力側と信号処理装置との間
に配置した演算増幅器と並列に接続して、一方では、フ
ィルターで処理していないセンサからのセンサ信号によ
って充電するとともに、他方では、演算増幅器の出力側
にあらわれる増幅されたセンサ信号によって充電してい
る。このような制御装置は、電気的システム、特に演算
増幅器への電気エネルギーの供給が中断されない限り、
十分に動作して、所期の目的を達成する。
しかし、この制御装置を使用した場合、電力供給が中
断すると、コンデンサは、通常、演算増幅器を介して比
較的速く放電する。これは、電源供給がこのような中断
後に回復したときには、航空機の操縦翼面部材の位置決
めをするアクチュエータに供給される信号は、不正確
(あるいは不適切)なものとなる。ここでいう「不正
確」とは、アクチュエータに供給される信号の値が、上
記のような中断がなかった場合の値とは異なった値にな
ってしまう、ということである(ただし、アクチュエー
タに供給される信号が、電源の中断前にコンデンサが放
電したときの値に対応する値と偶然一致する場合もない
わけではない)。
断すると、コンデンサは、通常、演算増幅器を介して比
較的速く放電する。これは、電源供給がこのような中断
後に回復したときには、航空機の操縦翼面部材の位置決
めをするアクチュエータに供給される信号は、不正確
(あるいは不適切)なものとなる。ここでいう「不正
確」とは、アクチュエータに供給される信号の値が、上
記のような中断がなかった場合の値とは異なった値にな
ってしまう、ということである(ただし、アクチュエー
タに供給される信号が、電源の中断前にコンデンサが放
電したときの値に対応する値と偶然一致する場合もない
わけではない)。
一方、演算増幅決の出力側とコンデンサの対応する端
子の接続部に出現する出力信号は、通常、他のパラメー
タと関連して航空機の操縦翼面部材の位置を調節するア
クチュエータを制御する。従って、上記のように電力供
給が中断すると、コンデンサの対応する端子の接続部に
出現する出力信号によって、操縦翼面部材が不正確な位
置(即ち、入力センサにより要求される操縦翼面部材の
位置とは異なる位置)に調整されるおそれがある。
子の接続部に出現する出力信号は、通常、他のパラメー
タと関連して航空機の操縦翼面部材の位置を調節するア
クチュエータを制御する。従って、上記のように電力供
給が中断すると、コンデンサの対応する端子の接続部に
出現する出力信号によって、操縦翼面部材が不正確な位
置(即ち、入力センサにより要求される操縦翼面部材の
位置とは異なる位置)に調整されるおそれがある。
上記のような望ましからざる状態では、航空機の操縦
翼面部材は、所望の方向とは逆の方向にアクチュエータ
により移動されることもあり、このような逆移動は、コ
ンデンサが充電されていって、アクチュエータに供給さ
れる出力信号の値が航空機の操縦翼面部材の瞬間的位置
に対応する値に達するまで継続する。その後に、コンデ
ンサの充電及び上記の出力信号の値の対応する増加に応
答して、操縦翼面部材の移動方向が逆転して、所望の方
向へと操縦翼面部材が移動するようになる。
翼面部材は、所望の方向とは逆の方向にアクチュエータ
により移動されることもあり、このような逆移動は、コ
ンデンサが充電されていって、アクチュエータに供給さ
れる出力信号の値が航空機の操縦翼面部材の瞬間的位置
に対応する値に達するまで継続する。その後に、コンデ
ンサの充電及び上記の出力信号の値の対応する増加に応
答して、操縦翼面部材の移動方向が逆転して、所望の方
向へと操縦翼面部材が移動するようになる。
以上のように、供給電力の中断後しばらくは、航空機
の操縦翼面部材の制御機能が損なわれるという好ましく
ない影響がでてしまう。
の操縦翼面部材の制御機能が損なわれるという好ましく
ない影響がでてしまう。
従って、本発明は、上記従来の技術の不利益を排除す
るとともに、この種の既知の装置の難点を解消し、航空
機の操縦翼面部材の位置を制御する装置を改良すること
を目的とする。
るとともに、この種の既知の装置の難点を解消し、航空
機の操縦翼面部材の位置を制御する装置を改良すること
を目的とする。
また、本発明は、電力供給が中断後に回復したことを
自動的に認識して、航空機の操縦翼面部材が不正確な位
置とならないような方法で、このような認識に応答して
航空機の操縦面部材の位置を修正することが出来るよう
に上記の装置を構成することを目的とする。
自動的に認識して、航空機の操縦翼面部材が不正確な位
置とならないような方法で、このような認識に応答して
航空機の操縦面部材の位置を修正することが出来るよう
に上記の装置を構成することを目的とする。
また、本発明は、比較的簡単な構成で、構造コストも
安く、使い易く、さらに動作が確実な上記装置を提供す
ることを目的とする。
安く、使い易く、さらに動作が確実な上記装置を提供す
ることを目的とする。
さらに、本発明は、電力供給の一時的な中断によっ
て、たとえ可動部材の位置が変わるとしても、中断時間
にかかわらず無視できるような方法で、可動部材の位置
を調節するアクチュエータの動作を制御する装置を提供
することを目的とする。
て、たとえ可動部材の位置が変わるとしても、中断時間
にかかわらず無視できるような方法で、可動部材の位置
を調節するアクチュエータの動作を制御する装置を提供
することを目的とする。
[課題を解決するために手段] 上記目的は、本発明による航空機の操縦翼面部材の位
置の制御装置によって達成される。この制御装置は、基
本的な構成要素として、電力を供給する手段と、少なく
とも電力供給手段によって電力供給されている間は、操
縦翼面部材の所望の位置を示す値を有する電気入力信号
を出力する手段と、この入力信号が供給される入力部と
出力部を有して、入力信号を増幅する増幅手段と、接続
部において増幅手段の出力部に接続されて、接続部から
入力した出力信号を伝導する伝導手段と、伝導手段に接
続されるとともに、出力信号にしたがって操縦翼面部材
の位置を調節する位置決め手段と、増幅手段の入力部に
接続された第1の端子と接続部に接続された第2の端子
とを有し、電気エネルギーを蓄積する手段であって、電
力供給手段からの電力供給の中断によって放電し、電力
供給の回復直後に出力信号が、電力供給の中断がない場
合に出力信号が有する正確な値とは異なった不正確な値
を有するように、電力供給の回復によってゆっくりと再
充電するとともに、位置決め手段によって出力信号の間
違った値に対応する位置の方へ操縦翼面部材を再配置す
る手段を有する。本発明の制御装置は、さらに、電力供
給手段からの電力供給の回復を検出して、その回復直後
に所定の間隔で切換信号を出力する手段と、電力供給の
回復直後に蓄積手段を正確な値に迅速に再充電する手段
であって、切換信号に応答して、該切換信号が出力され
ている間に蓄積手段の一方の端子を接地する手段を有す
る再充電手段を有する。
置の制御装置によって達成される。この制御装置は、基
本的な構成要素として、電力を供給する手段と、少なく
とも電力供給手段によって電力供給されている間は、操
縦翼面部材の所望の位置を示す値を有する電気入力信号
を出力する手段と、この入力信号が供給される入力部と
出力部を有して、入力信号を増幅する増幅手段と、接続
部において増幅手段の出力部に接続されて、接続部から
入力した出力信号を伝導する伝導手段と、伝導手段に接
続されるとともに、出力信号にしたがって操縦翼面部材
の位置を調節する位置決め手段と、増幅手段の入力部に
接続された第1の端子と接続部に接続された第2の端子
とを有し、電気エネルギーを蓄積する手段であって、電
力供給手段からの電力供給の中断によって放電し、電力
供給の回復直後に出力信号が、電力供給の中断がない場
合に出力信号が有する正確な値とは異なった不正確な値
を有するように、電力供給の回復によってゆっくりと再
充電するとともに、位置決め手段によって出力信号の間
違った値に対応する位置の方へ操縦翼面部材を再配置す
る手段を有する。本発明の制御装置は、さらに、電力供
給手段からの電力供給の回復を検出して、その回復直後
に所定の間隔で切換信号を出力する手段と、電力供給の
回復直後に蓄積手段を正確な値に迅速に再充電する手段
であって、切換信号に応答して、該切換信号が出力され
ている間に蓄積手段の一方の端子を接地する手段を有す
る再充電手段を有する。
また、本発明によれば、電力が電源から供給されたと
きに電気制御信号の値に依存して可動部材の位置を調節
するアクチュエータを制御する装置が提供される。この
装置は、制御信号が供給される入力部と出力部を有し、
この制御信号を増幅する増幅手段と、接続部において増
幅手段の出力部に接続されて、この接続部からアクチュ
エータに入力される出力信号を伝導する手段と、増幅手
段の入力部に接続された第1の端子と接続部に接続され
た第2の端子を有し、電気エネルギーを蓄積する手段で
あって、電源からの電力供給の中断によって放電し、電
力供給の回復直後に出力信号が、電力供給の中断がない
場合に出力信号が有する正確な値とは異なった不正確な
値を有するように電力供給の回復によってゆっくりと再
充電するとともに、位置決め手段によって出力信号の間
違った値に対応する位置の方へ可動部材を再配置される
手段と、電源からの電力供給の回復を検出して、その回
復直後に所定の間隔で切換信号を出力する手段と、電力
供給の回復直後に蓄積手段を正確な値に迅速に再充電す
る手段であって、切換信号に応答して、この切換信号が
出力されている間に蓄積手段の一方の端子を接地する手
段を有する再充電手段とから成る。
きに電気制御信号の値に依存して可動部材の位置を調節
するアクチュエータを制御する装置が提供される。この
装置は、制御信号が供給される入力部と出力部を有し、
この制御信号を増幅する増幅手段と、接続部において増
幅手段の出力部に接続されて、この接続部からアクチュ
エータに入力される出力信号を伝導する手段と、増幅手
段の入力部に接続された第1の端子と接続部に接続され
た第2の端子を有し、電気エネルギーを蓄積する手段で
あって、電源からの電力供給の中断によって放電し、電
力供給の回復直後に出力信号が、電力供給の中断がない
場合に出力信号が有する正確な値とは異なった不正確な
値を有するように電力供給の回復によってゆっくりと再
充電するとともに、位置決め手段によって出力信号の間
違った値に対応する位置の方へ可動部材を再配置される
手段と、電源からの電力供給の回復を検出して、その回
復直後に所定の間隔で切換信号を出力する手段と、電力
供給の回復直後に蓄積手段を正確な値に迅速に再充電す
る手段であって、切換信号に応答して、この切換信号が
出力されている間に蓄積手段の一方の端子を接地する手
段を有する再充電手段とから成る。
本発明の装置の利点は、特に、電力供給の回復直後
に、電気エネルギー蓄積手段が正確な値、即ち、電力供
給の中断がなかった場合に有するであろう値に迅速に再
充電して、その正確な値から可動部材、特に航空機の操
縦翼面部材の位置に関してアクチュエータを制御するこ
とである。これにより、電力供給が中断されることで信
号に一時的に変動が生じても、操縦翼面部材の制御に与
える影響を抑えられる。
に、電気エネルギー蓄積手段が正確な値、即ち、電力供
給の中断がなかった場合に有するであろう値に迅速に再
充電して、その正確な値から可動部材、特に航空機の操
縦翼面部材の位置に関してアクチュエータを制御するこ
とである。これにより、電力供給が中断されることで信
号に一時的に変動が生じても、操縦翼面部材の制御に与
える影響を抑えられる。
[実施例] 以下、添付図面に基づいて本発明の一実施例を説明す
る。
る。
第1図に示すように、電源装置1は正端子2及び負端
子3を有し、これらは、電源装置1が動作しているとき
は、接地レベル以上、接地レベル以下の電圧をそれぞれ
有するとともに、電源装置1が動作を停止した直後から
電力供給が回復するまでは接地レベルの電圧となる。
子3を有し、これらは、電源装置1が動作しているとき
は、接地レベル以上、接地レベル以下の電圧をそれぞれ
有するとともに、電源装置1が動作を停止した直後から
電力供給が回復するまでは接地レベルの電圧となる。
端子2及び3の電圧は、入力信号発生器4及び増幅器
5に供給される。入力信号発生器4は、例えば入力セン
サのような周知の構造のものであり、接続線6を介して
増幅器5の入力側7に供給される入力信号を出力する。
増幅器5もまた周知の構造のものであり、その入力側7
の入力信号を増幅し、その出力側8から増幅信号を出力
する。
5に供給される。入力信号発生器4は、例えば入力セン
サのような周知の構造のものであり、接続線6を介して
増幅器5の入力側7に供給される入力信号を出力する。
増幅器5もまた周知の構造のものであり、その入力側7
の入力信号を増幅し、その出力側8から増幅信号を出力
する。
増幅器5と並列に電気蓄積装置9が接続されている。
即ち、電気蓄積装置9の一方の端子10が、増幅器5の入
力側の抵抗値に対して比較的小さい抵抗値、例えば100
オームの抵抗値を有する抵抗12を介して増幅器5の入力
側7に接続されており、他方の端子11が増幅器5の出力
側8に接続されている。これは、電気蓄積装置9が、端
子10と11との間に電圧にしたがって、充電及び放電でき
ることを示している。また、端子10、11の間の電圧は、
増幅器5の入力側7と接続線6との接続点における電圧
と、電気蓄積装置9の端子11と増幅器5の出力側8との
接続点の電圧と、に依存する。
即ち、電気蓄積装置9の一方の端子10が、増幅器5の入
力側の抵抗値に対して比較的小さい抵抗値、例えば100
オームの抵抗値を有する抵抗12を介して増幅器5の入力
側7に接続されており、他方の端子11が増幅器5の出力
側8に接続されている。これは、電気蓄積装置9が、端
子10と11との間に電圧にしたがって、充電及び放電でき
ることを示している。また、端子10、11の間の電圧は、
増幅器5の入力側7と接続線6との接続点における電圧
と、電気蓄積装置9の端子11と増幅器5の出力側8との
接続点の電圧と、に依存する。
後者の接続点は、接続線13に接続されるとともに、接
続線13内に挿入された信号処理装置34を介して電気的に
動作するアクチュエータ14に接続されている。信号処理
装置34は、周知の構造から成り、接続線13を介して供給
される信号を、通常、加速度及び姿勢などのフライトパ
ラメータ又は臨界状態を示す他の信号と関連して周知の
方法で処理する。そして、電気蓄積装置9と増幅器5の
組み合わせによって出力される出力信号の関数である、
最終的な駆動信号を出力する。この出力信号によって、
アクチュエータ14の動作が制御される。ここで、信号処
理装置34の出力信号は、必ずしもその入力信号の一次関
数である必要はなく、むしろ、離散的、不連続な複合関
数であってもよい。
続線13内に挿入された信号処理装置34を介して電気的に
動作するアクチュエータ14に接続されている。信号処理
装置34は、周知の構造から成り、接続線13を介して供給
される信号を、通常、加速度及び姿勢などのフライトパ
ラメータ又は臨界状態を示す他の信号と関連して周知の
方法で処理する。そして、電気蓄積装置9と増幅器5の
組み合わせによって出力される出力信号の関数である、
最終的な駆動信号を出力する。この出力信号によって、
アクチュエータ14の動作が制御される。ここで、信号処
理装置34の出力信号は、必ずしもその入力信号の一次関
数である必要はなく、むしろ、離散的、不連続な複合関
数であってもよい。
アクチュエータ14もまた周知の構造から成り、機械的
駆動部材16によって回動可能な操縦翼面部材15に接続さ
れている。操縦翼面部材15の位置は、アクチュエータ14
の動作に応答して、第1図の実線で示す第1の位置と、
破線で示すとともに15′で表示する第2の位置の間にお
いて調節される。操縦翼面部材15は、電気蓄積装置9が
十分に充電されているときには、アクチュエータ14によ
って第1の位置に移動し、電気蓄積装置9が十分に放電
されているときには、アクチュエータ14によって第2の
位置15′に移動する。電力供給が中断した場合には、ア
クチュエータ14は、操縦翼面部材15を中断する前の位置
に保持する。
駆動部材16によって回動可能な操縦翼面部材15に接続さ
れている。操縦翼面部材15の位置は、アクチュエータ14
の動作に応答して、第1図の実線で示す第1の位置と、
破線で示すとともに15′で表示する第2の位置の間にお
いて調節される。操縦翼面部材15は、電気蓄積装置9が
十分に充電されているときには、アクチュエータ14によ
って第1の位置に移動し、電気蓄積装置9が十分に放電
されているときには、アクチュエータ14によって第2の
位置15′に移動する。電力供給が中断した場合には、ア
クチュエータ14は、操縦翼面部材15を中断する前の位置
に保持する。
電気蓄積装置9は、増幅器5と電気蓄積装置9との組
み合わせによって、比較的長時間、例えば3秒間の時定
数を有するローパスフィルター特性を示すように、比較
的大きな電気エネルギーを蓄えることが出来る。これ
は、この組み合わせの入力信号及び出力信号の平均値か
らのすべての一時的変動が円滑化される、あるいはフィ
ルタ処理され、一方、入力信号におけるゆるやかな変化
に関しては出力信号に反映される、という所望の結果が
得られることを示す。一方で、このことは、電気蓄積装
置9の放電状態からの充電が、上記の時定数に従って、
ゆるやかに比較的ゆっくりと行われることをも意味す
る。
み合わせによって、比較的長時間、例えば3秒間の時定
数を有するローパスフィルター特性を示すように、比較
的大きな電気エネルギーを蓄えることが出来る。これ
は、この組み合わせの入力信号及び出力信号の平均値か
らのすべての一時的変動が円滑化される、あるいはフィ
ルタ処理され、一方、入力信号におけるゆるやかな変化
に関しては出力信号に反映される、という所望の結果が
得られることを示す。一方で、このことは、電気蓄積装
置9の放電状態からの充電が、上記の時定数に従って、
ゆるやかに比較的ゆっくりと行われることをも意味す
る。
このように変化が緩やかであることは、必ずしも欠点
ではない。特に、電気蓄積装置9が前もって放電されて
いる場合は、操縦翼面部材は、図1で15′で示される位
置にある。この位置から15で示される位置へと移動する
際には、上記のように充電が緩やかになされ、部材の破
損等につながる急激な移動が避けられるので、むしろ好
ましいことである。
ではない。特に、電気蓄積装置9が前もって放電されて
いる場合は、操縦翼面部材は、図1で15′で示される位
置にある。この位置から15で示される位置へと移動する
際には、上記のように充電が緩やかになされ、部材の破
損等につながる急激な移動が避けられるので、むしろ好
ましいことである。
しかしながら、操縦翼面部材15が第1の位置にある間
に、電力供給が中断されて放電が起きると、前述した組
み合わせを充電するのに比較的長い時間がかかることは
著しい不利益である(アクチュエータ14に供給される出
力信号が、中断がなかった場合に同じ入力信号値に対し
て有したであろう値の1%以内に立ち上がるのには、時
定数の約5倍の時間を要する)。それは、この出力信号
が不正確な値であることから、たとえ元の制御信号又は
入力信号が操縦翼面部材15を第1の位置とするものであ
ったとしても、アクチュエータ14は、上記第1の位置か
ら、第二の位置15′の方へと操縦翼面部材15を移動させ
てしまう。更に、上記のように放電された電気蓄積装置
9の充電に長時間を有することから、電力供給が回復し
た後も、アクチュエータ14は、相当な長時間にわたって
操縦翼面部材15を第二の位置15′の方へと移動させ続け
る。前述したように、これは、操縦翼面部材の位置決め
が意図しないものにするであろう。
に、電力供給が中断されて放電が起きると、前述した組
み合わせを充電するのに比較的長い時間がかかることは
著しい不利益である(アクチュエータ14に供給される出
力信号が、中断がなかった場合に同じ入力信号値に対し
て有したであろう値の1%以内に立ち上がるのには、時
定数の約5倍の時間を要する)。それは、この出力信号
が不正確な値であることから、たとえ元の制御信号又は
入力信号が操縦翼面部材15を第1の位置とするものであ
ったとしても、アクチュエータ14は、上記第1の位置か
ら、第二の位置15′の方へと操縦翼面部材15を移動させ
てしまう。更に、上記のように放電された電気蓄積装置
9の充電に長時間を有することから、電力供給が回復し
た後も、アクチュエータ14は、相当な長時間にわたって
操縦翼面部材15を第二の位置15′の方へと移動させ続け
る。前述したように、これは、操縦翼面部材の位置決め
が意図しないものにするであろう。
電力の一時的中断が起こった場合には、端子2及び3
の電圧は地電位になり、電気エネルギー蓄積装置9も、
通常、電源1の端子2及び3から電力を誘導する増幅器
5を介して、地電位へ放電され、電力供給が回復するま
で地電位のままとなる。
の電圧は地電位になり、電気エネルギー蓄積装置9も、
通常、電源1の端子2及び3から電力を誘導する増幅器
5を介して、地電位へ放電され、電力供給が回復するま
で地電位のままとなる。
操縦翼面部材15が第1の位置にあることが望ましい状
態であって、電力供給が最初に中断してその後回復する
状態に関し、上記した制御装置の動作中の状態を第2A図
〜第2E図に示す。電力供給が中断している場合(第2A
図)には、入力信号発生器4から出力される入力信号の
電圧は、電源電圧と同じになり(第2B図)、電気エネル
ギー蓄積装置9の電荷が急激に減少し(第2C図)、アク
チュエータ14に供給される出力信号も急激に減少する
(第2D図)。しかしながら、上述したように、操縦翼面
坪材15は、電力供給が中断している間は、通常、第1の
位置に配置している(第2E図)。
態であって、電力供給が最初に中断してその後回復する
状態に関し、上記した制御装置の動作中の状態を第2A図
〜第2E図に示す。電力供給が中断している場合(第2A
図)には、入力信号発生器4から出力される入力信号の
電圧は、電源電圧と同じになり(第2B図)、電気エネル
ギー蓄積装置9の電荷が急激に減少し(第2C図)、アク
チュエータ14に供給される出力信号も急激に減少する
(第2D図)。しかしながら、上述したように、操縦翼面
坪材15は、電力供給が中断している間は、通常、第1の
位置に配置している(第2E図)。
このような中断(第2A図)に伴って電力供給が回復す
ると、入力信号発生器4から出力された入力信号の電圧
は、直ちに最初のレベルまで立ち上がる(第2B図)。し
かし、電気エネルギー蓄積装置9は放電状態にあり、こ
のような回復後に時定数に従って比較的ゆっくりと充電
される(第2C図)。このことは、アクチュエータ14に供
給される出力信号(第2D図)が、電気エネルギー蓄積手
段(第2C図)への電荷の蓄積状態と同様に変化し、その
結果、入力信号(第2B図)の値に対応しない値となるこ
とを示す。
ると、入力信号発生器4から出力された入力信号の電圧
は、直ちに最初のレベルまで立ち上がる(第2B図)。し
かし、電気エネルギー蓄積装置9は放電状態にあり、こ
のような回復後に時定数に従って比較的ゆっくりと充電
される(第2C図)。このことは、アクチュエータ14に供
給される出力信号(第2D図)が、電気エネルギー蓄積手
段(第2C図)への電荷の蓄積状態と同様に変化し、その
結果、入力信号(第2B図)の値に対応しない値となるこ
とを示す。
従って、たとえ入力信号(第2B図)が操縦翼面部材15
の第1の位置を要求しても、実際には、その出力信号で
は、最初に操縦翼面部材15の第2の位置を要求してしま
うことを示している。その結果アクチュエータ14は、操
縦翼面部材15を第2の位置の方へ回動させてしまう。操
縦翼面部材15が出力信号(第2D図)の瞬間的な値に対応
する位置に達するときに、この操縦翼面部材15の回動が
止まって逆転する(第2E図)が、この時までは、供給電
力の中断の影響、即ち操縦翼面部材15の第二の位置への
移動が既に起こっている。さらに、このような逆転の後
でさえ、操縦翼面部材15の所望の第1の位置への移動
は、一貫して実質的な時定数によって、比較的ゆっくり
と行われる。
の第1の位置を要求しても、実際には、その出力信号で
は、最初に操縦翼面部材15の第2の位置を要求してしま
うことを示している。その結果アクチュエータ14は、操
縦翼面部材15を第2の位置の方へ回動させてしまう。操
縦翼面部材15が出力信号(第2D図)の瞬間的な値に対応
する位置に達するときに、この操縦翼面部材15の回動が
止まって逆転する(第2E図)が、この時までは、供給電
力の中断の影響、即ち操縦翼面部材15の第二の位置への
移動が既に起こっている。さらに、このような逆転の後
でさえ、操縦翼面部材15の所望の第1の位置への移動
は、一貫して実質的な時定数によって、比較的ゆっくり
と行われる。
この好ましくない状態を避けるために、本発明によれ
ば、電力供給の逆転直後に、第1図の電気エネルギー蓄
積装置9の充電を一時的に加速することで、このような
好ましくない操縦翼面部材15の第2の位置への移動を完
全に排除ができなかったしても、操縦翼面部材15の第2
の位置への移動範囲を最小限にしている。これは、一端
が接地されるとともに、他端が電気エネルギー貯蔵装置
9の端子10と抵抗12との間の接続点に接続された電気接
続線18内に挿入されたスイッチ17を設けることによって
達成される。このスイッチ17は通常は開いており、上記
の電気制御装置は、前述した方法によって動作する。一
方、スイッチ17が閉じている場合には、スイッチ17を介
して電気エネルギー蓄積装置9の一方の端子10に地電位
が供給され、後に詳細に説明するように、スイッチ17が
開いているときに比べてかなり迅速に電気エネルギー蓄
積装置9の充電を行う。従って、スイッチ17が開いてい
る場合よりもかなり狭い範囲で、アクチュエータ14に供
給される出力信号の値は同様に迅速に立ち上がり、操縦
翼面部材15は第1の位置から移動する。
ば、電力供給の逆転直後に、第1図の電気エネルギー蓄
積装置9の充電を一時的に加速することで、このような
好ましくない操縦翼面部材15の第2の位置への移動を完
全に排除ができなかったしても、操縦翼面部材15の第2
の位置への移動範囲を最小限にしている。これは、一端
が接地されるとともに、他端が電気エネルギー貯蔵装置
9の端子10と抵抗12との間の接続点に接続された電気接
続線18内に挿入されたスイッチ17を設けることによって
達成される。このスイッチ17は通常は開いており、上記
の電気制御装置は、前述した方法によって動作する。一
方、スイッチ17が閉じている場合には、スイッチ17を介
して電気エネルギー蓄積装置9の一方の端子10に地電位
が供給され、後に詳細に説明するように、スイッチ17が
開いているときに比べてかなり迅速に電気エネルギー蓄
積装置9の充電を行う。従って、スイッチ17が開いてい
る場合よりもかなり狭い範囲で、アクチュエータ14に供
給される出力信号の値は同様に迅速に立ち上がり、操縦
翼面部材15は第1の位置から移動する。
スイッチ17の動作は、電源装置1の端子2及び3の電
圧が供給されるとともに、電力供給の中断後の回復を検
出した直後の限られた時間のパルスを出力する検出器/
パルス発生器19によって制御される。その後、このパル
スは、このスイッチ17の閉位置への一時的動作を意味す
るライン20で示すように、その間スイッチ17を閉じるの
に使用される。
圧が供給されるとともに、電力供給の中断後の回復を検
出した直後の限られた時間のパルスを出力する検出器/
パルス発生器19によって制御される。その後、このパル
スは、このスイッチ17の閉位置への一時的動作を意味す
るライン20で示すように、その間スイッチ17を閉じるの
に使用される。
スイッチ17の存在及び動作は、第2A図〜第2E図に関連
する上述した状態において、第3A図〜第3F図に示す方法
で、電気入力装置の動作を変える。第3A図〜第3E図は、
それぞれ第2A図〜第2E図に対応し、第3F図は検出器/パ
ルス検出器19によって出力された信号を示している。電
力供給が回復すると、パルス発生器19がわずかの持続時
間のパルスを出力し始めることがわかる(第3F図)。上
述したように、このパルスはスイッチ17を閉じ、その
後、スイッチ17をパルスの持続時間中に閉じられたまま
にして、電気蓄積装置9の一方の端子10を接地する。そ
の後、増幅器5の出力側8の信号は、スイッチ17がない
場合に比べてかなり迅速に電気蓄積装置9を充電し(第
3D図)、アクチュエータ14への接続線13の出力信号が追
随する(第3E図)。その結果、アクチュエータ14に供給
される信号(第3D図)が操縦翼面部材15の瞬間的な位置
に対応する値に達する前における操縦翼面部材15の第1
の位置からの移動は、ほとんど知覚できない程小さい
(第3E図)。パルス(第3F図)の持続時間は、パルスの
終了前に電気蓄積装置9が実質的に完全に充電される
(第3C図)ように選択される。パルスが終了すると、ス
イッチ17が開き、入力装置は、スイッチ17が存在しない
場合と同様に動作する。
する上述した状態において、第3A図〜第3F図に示す方法
で、電気入力装置の動作を変える。第3A図〜第3E図は、
それぞれ第2A図〜第2E図に対応し、第3F図は検出器/パ
ルス検出器19によって出力された信号を示している。電
力供給が回復すると、パルス発生器19がわずかの持続時
間のパルスを出力し始めることがわかる(第3F図)。上
述したように、このパルスはスイッチ17を閉じ、その
後、スイッチ17をパルスの持続時間中に閉じられたまま
にして、電気蓄積装置9の一方の端子10を接地する。そ
の後、増幅器5の出力側8の信号は、スイッチ17がない
場合に比べてかなり迅速に電気蓄積装置9を充電し(第
3D図)、アクチュエータ14への接続線13の出力信号が追
随する(第3E図)。その結果、アクチュエータ14に供給
される信号(第3D図)が操縦翼面部材15の瞬間的な位置
に対応する値に達する前における操縦翼面部材15の第1
の位置からの移動は、ほとんど知覚できない程小さい
(第3E図)。パルス(第3F図)の持続時間は、パルスの
終了前に電気蓄積装置9が実質的に完全に充電される
(第3C図)ように選択される。パルスが終了すると、ス
イッチ17が開き、入力装置は、スイッチ17が存在しない
場合と同様に動作する。
増幅器5、電気蓄積装置9、抵抗12及び検出器/パル
ス発生器19は、これらの構成要素を接続する様々な導電
線とともに、電気制御回路21を構成する。電気制御回路
21の一実施例を第4図に示す。第4図において、第1図
の構成要素及び接続線と同じものには同一の参照符号を
使用している。
ス発生器19は、これらの構成要素を接続する様々な導電
線とともに、電気制御回路21を構成する。電気制御回路
21の一実施例を第4図に示す。第4図において、第1図
の構成要素及び接続線と同じものには同一の参照符号を
使用している。
この実施例において、増幅器5は、演算増幅器であ
り、この演算増幅器は、接地側正入力23と、負入力であ
り抵抗24を介して(入力信号発生器4から)最初の入力
信号を入力する入力側7とを有する増幅装置22に加え
て、出力側8と負入力7との間に延びるとともに帰還抵
抗25を組み込んだ帰還ループを有する。電気エネルギー
蓄積装置9は、抵抗12と直列に、帰還抵抗25と並列に接
続されたコンデンサによって構成されている。
り、この演算増幅器は、接地側正入力23と、負入力であ
り抵抗24を介して(入力信号発生器4から)最初の入力
信号を入力する入力側7とを有する増幅装置22に加え
て、出力側8と負入力7との間に延びるとともに帰還抵
抗25を組み込んだ帰還ループを有する。電気エネルギー
蓄積装置9は、抵抗12と直列に、帰還抵抗25と並列に接
続されたコンデンサによって構成されている。
この制御回路21の典型的な実施例において使用される
スイッチ17は、接合電界効果トランジスター(JFET)に
よって構成されている。接合電界効果トランジスター17
は、そのゲートリード26(図1のライン20に対応)の電
位が、地電位であるソースリード27の電位よりも高電位
であるときに閉じるスイッチとして機能する。接合電界
効果トランジスター17のドレインリード28は、接続線18
によって、コンデンサ9の一方の端子10と抵抗12との接
続点に接続されている。
スイッチ17は、接合電界効果トランジスター(JFET)に
よって構成されている。接合電界効果トランジスター17
は、そのゲートリード26(図1のライン20に対応)の電
位が、地電位であるソースリード27の電位よりも高電位
であるときに閉じるスイッチとして機能する。接合電界
効果トランジスター17のドレインリード28は、接続線18
によって、コンデンサ9の一方の端子10と抵抗12との接
続点に接続されている。
検出器/パルス発生器19は、コンデンサ29、抵抗30、
ダイオード31及び抵抗32を有する。コンデンサ29及び抵
抗30は、電源装置1の正出力端子2と負出力端子3との
間に直列に接続されており、ダイオード31は、抵抗30と
並列に配置している。抵抗32は、コンデンサ29と抵抗30
とダイオード31との接続点33と、接合電界効果トランジ
スタ17のゲートリード26との間に組み込まれている。
ダイオード31及び抵抗32を有する。コンデンサ29及び抵
抗30は、電源装置1の正出力端子2と負出力端子3との
間に直列に接続されており、ダイオード31は、抵抗30と
並列に配置している。抵抗32は、コンデンサ29と抵抗30
とダイオード31との接続点33と、接合電界効果トランジ
スタ17のゲートリード26との間に組み込まれている。
動作中において、電力が供給されないと、正端子2及
び負端子3は、互いに接続されるとともに、電源装置1
内の低いインピーダンスを通じて接地される。これによ
って、ダイオード31を介してコンデンサ29が非常に早く
放電する。この目的は、電力供給が中断した後、できる
だけ速くパルス発生器19をリセットすることである。
び負端子3は、互いに接続されるとともに、電源装置1
内の低いインピーダンスを通じて接地される。これによ
って、ダイオード31を介してコンデンサ29が非常に早く
放電する。この目的は、電力供給が中断した後、できる
だけ速くパルス発生器19をリセットすることである。
その後、電力供給が回復したときには、コンデンサ29
は放電状態にある。コンデンサ29を横切る電圧は、即座
に充電することができず、特にダイオード31は、この状
態で非導電性であり、抵抗30の抵抗値が、電流が抵抗30
を介してコンデンサ29に流れるのを妨害するので、接合
電界効果トランジスタ17のゲートリード26は正電位にな
り、接合電界効果トランジスタ17がオンになる。これに
よって、コンデンサ9の一方の端子10が接合電界効果ト
ランジスタ17を介して接地される。この接続が達成され
ると、コンデンサ9は、演算増幅器5によって適当な、
即ち正確な電圧まで迅速に充電される。コンデンサ9と
演算増幅器5の負入力又は逆入力(inverting input)
7との間に組み込まれた比較的小さな抵抗12によって、
逆入力7の接地が妨げられ、それによって、制御回路21
が動作しなくなる。しかし、逆入力7の電位が非常に地
電位に接近しているので、抵抗12を介して電流が殆ど流
れなくなる。
は放電状態にある。コンデンサ29を横切る電圧は、即座
に充電することができず、特にダイオード31は、この状
態で非導電性であり、抵抗30の抵抗値が、電流が抵抗30
を介してコンデンサ29に流れるのを妨害するので、接合
電界効果トランジスタ17のゲートリード26は正電位にな
り、接合電界効果トランジスタ17がオンになる。これに
よって、コンデンサ9の一方の端子10が接合電界効果ト
ランジスタ17を介して接地される。この接続が達成され
ると、コンデンサ9は、演算増幅器5によって適当な、
即ち正確な電圧まで迅速に充電される。コンデンサ9と
演算増幅器5の負入力又は逆入力(inverting input)
7との間に組み込まれた比較的小さな抵抗12によって、
逆入力7の接地が妨げられ、それによって、制御回路21
が動作しなくなる。しかし、逆入力7の電位が非常に地
電位に接近しているので、抵抗12を介して電流が殆ど流
れなくなる。
電力供給が回復した後、パルス発生器19のコンデンサ
29は、抵抗30を介して充電し始める。従って、接合電界
効果トランジスタ17のゲートリード27の電圧は、地電位
以下に下がり、接合電界効果トランジスタ17は非導電性
になり、コンデンサ9の一方の端子10の接地が解除され
る。これによって、回路21の動作が、スイッチ17(接合
電界効果トランジスタ17)が最初の位置に設けられなか
った場合と同じになる。
29は、抵抗30を介して充電し始める。従って、接合電界
効果トランジスタ17のゲートリード27の電圧は、地電位
以下に下がり、接合電界効果トランジスタ17は非導電性
になり、コンデンサ9の一方の端子10の接地が解除され
る。これによって、回路21の動作が、スイッチ17(接合
電界効果トランジスタ17)が最初の位置に設けられなか
った場合と同じになる。
[発明の効果] 上述したように、本発明によれば、電力供給の回復直
後に、電気エネルギー蓄積手段が正確な値、即ち、電力
供給の中断がなかった場合に有するであろう値に迅速に
再充電することが可能である。これにより、可動部材、
特に航空機の操縦翼面部材の位置に関してアクチュエー
タを制御する信号における上記正確な値からのずれが最
小限に抑えられる。
後に、電気エネルギー蓄積手段が正確な値、即ち、電力
供給の中断がなかった場合に有するであろう値に迅速に
再充電することが可能である。これにより、可動部材、
特に航空機の操縦翼面部材の位置に関してアクチュエー
タを制御する信号における上記正確な値からのずれが最
小限に抑えられる。
第1図は本発明の制御回路及びそれによって制御される
航空機の操縦翼面部材の概略図、第2A図〜第2E図は従来
の航空機の操縦翼面部材の動作を制御する制御回路の様
々な動作パラメータの依存性を示す図、第3A図〜第3F図
は本発明による場合のそれぞれ第2A図〜第2E図に対応す
る図及び第1図の制御回路の使用による別のパラメータ
を示す図、第4図は第1図の制御回路の実施例を示す図
である。 1……電源装置 4……入力発生装置 5……増幅器 9……電気蓄積装置 14……アクチュエータ 15……操縦翼面部材
航空機の操縦翼面部材の概略図、第2A図〜第2E図は従来
の航空機の操縦翼面部材の動作を制御する制御回路の様
々な動作パラメータの依存性を示す図、第3A図〜第3F図
は本発明による場合のそれぞれ第2A図〜第2E図に対応す
る図及び第1図の制御回路の使用による別のパラメータ
を示す図、第4図は第1図の制御回路の実施例を示す図
である。 1……電源装置 4……入力発生装置 5……増幅器 9……電気蓄積装置 14……アクチュエータ 15……操縦翼面部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トロイ ジェイ.ラモンテニュー アメリカ合衆国.コネチカット,ワリン グフォード,サウス チェリー ストリ ート 358 (72)発明者 アルバート シヴァホップ アメリカ合衆国.コネチカット,トラン ブル,パウダーミル レイン 27 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B64C 13/50
Claims (8)
- 【請求項1】電源を供給する電力供給手段を有し、 少なくとも前記電力供給手段によって電力が供給されて
いる間は、操縦翼面部材の所望の位置を示す値を有する
電気入力信号を出力する手段を有し、 前記入力信号が供給される入力部と出力部とを備えて、
前記入力信号を増幅する増幅手段を有し、 接続部において前記増幅手段の出力部に接続され、前記
接続部から入力した出力信号を伝導する伝導手段を有
し、 前記伝導手段に接続されるとともに、前記出力信号に従
って前記操縦翼面部材の位置を調節する位置決め手段を
有し、 更に、前記増幅手段の前記入力部に接続された第1の端
子と前記接続部に接続された第2の端子を備えた電気エ
ネルギーを蓄積する手段を有し、この手段は、前記電力
供給手段からの電力供給の中断によって放電し、電力供
給の回復直後に、電力供給の中断がなかった場合に前記
出力信号がとることとなる第一の出力信号値とはその値
が異なる、第二の出力信号値を出力し得るような緩やか
な充電速度によって再充電され、 前記電力供給手段からの電力供給の回復を検出して、そ
の回復直後に所定の間隔で切換信号を出力する手段を有
し、 電力供給の回復直後に前記蓄積手段を前記第一の出力信
号値へと迅速に再充電する手段を有し、この手段は、前
記緩やかな充電速度よりも高速である迅速な充電速度に
よって前記再充電を行い、 前記再充電する手段に備えられた接地手段を有し、この
接地手段は、前記切換信号に応答して、該切換信号が出
力されている間に前記蓄積手段の一方の端子を接地する
ことを特徴とする航空機の操縦翼面部材の位置を制御す
る装置。 - 【請求項2】前記蓄積手段は、少なくとも1つのコンデ
ンサを有することを特徴とする、請求項1項記載の装
置。 - 【請求項3】前記接地手段は、前記蓄積手段の一方の端
子と接地部との間に組み込まれたスイッチを含むことを
特徴とする、請求項1項記載の装置。 - 【請求項4】前記スイッチは、接地されたソースリード
と、前記蓄積手段の一方の端子に接続されたドレインリ
ードと、前記検出手段に接続されたゲートリードとを有
する電界効果トランジスタを含むことを特徴とする、請
求項3項記載の装置。 - 【請求項5】前記スイッチは、別の接続部において、前
記蓄積手段の一方の端子に接続され、さらに、前記別の
接続部と前記増幅手段の前記入力部との間に組み込まれ
た電気抵抗から成ることを特徴とする、請求項3項記載
の装置。 - 【請求項6】前記電力供給手段は、正端子と負端子を有
し、前記検出手段は、抵抗と、前記負端子及び正端子の
間に直列に接続されたコンデンサと、ダイオードと、を
それぞれ有し、 前記ダイオードは、前記抵抗と前記コンデンサとの間に
接地された接続点と、前記負端子と、の間に前記抵抗と
並列に配置されており、前記接続点は、前記スイッチに
接続されていることを特徴とする、請求項3項に記載の
装置。 - 【請求項7】前記増幅手段は、前記入力部を構成する負
入力部と前記蓄積手段の前記出力部及び接地された正入
力部を構成する出力部を有する演算増幅器と、前記出力
部と前記演算増幅器の前記負入力部との間の帰還ループ
内に接続された抵抗とを有することを特徴とする、請求
項1項記載の装置。 - 【請求項8】電力が電源から供給されたときに電気制御
信号の値に依存して可動部材の位置を調節するアクチュ
エータを制御する装置において、 前記制御信号が供給される入力部と出力部を有し、前記
制御信号を増幅する増幅手段を有し、 接続部において前記増幅手段の前記出力部に接続され、
前記接続部から前記アクチュエータに入力される出力信
号を伝導する手段を有し、 更に、前記増幅手段の前記入力部に接続された第1の端
子と前記接続部に接続された第2の端子を備えた電気エ
ネルギーを蓄積する手段を有し、この手段は、前記電源
からの電力供給の中断によって放電し、電力供給の回復
直後に、電力供給の中断がない場合に前記出力信号が有
する正確な出力信号値とはその値が異なる、不正確な値
を出力信号値を出力し得るような緩やかな充電速度によ
って再充電され、 前記電源からの電力供給の回復を検出して、その回復直
後に所定の間隔で切換信号を出力する手段を有し、 電力供給の回復直後に前記蓄積手段を前記正確な値に迅
速に再充電する手段を有し、この手段は、前記緩やかな
充電速度よりも高速である迅速な充電速度によって前記
再充電を行い、 前記再充電する手段に備えられた接地手段を有し、この
接地手段は、前記切換信号に応答して、該切換信号が出
力されている間に前記蓄積手段の一方の端子を接地する
ことを特徴とする制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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