SE449799B

SE449799B - MEDICAL SETTING AND STABILIZATION DEVICE

Info

Publication number: SE449799B
Application number: SE8102532A
Authority: SE
Inventors: B Stehlin
Original assignee: Pietzsch Ibp Gmbh
Priority date: 1981-04-28
Filing date: 1981-04-21
Publication date: 1987-05-18
Also published as: GB2097966B; GB2097966A; SE449799C; SE8102532L

Description

15 20 25 30 449 799 -bromsarna är ändringen av friktionsmomentet behäftad med en mer eller mindre stor tidsfördräjning. En förkortning av tidsfördräjningen kan uppnås genom reglering av vridmomentet eller en sig med vrídmomentet förändrande storhet, t.ex. spolsträmmen eller det magnetiska fältet, såsom beskrivits i SE-patentansökan 8009090-5. Därvid mäts det magnet- iska fältet på kopplingen och jämförs med ett av en överordnad sto- biliseringsregulotor föregivet bär-värde. Differensen mellan den av regulatorn föregivna föltstyrkan bestäms därvid och förstärks i en fär- stärlare. 15 20 25 30 449 799 brakes, the change of the friction torque is subject to a more or less large time delay. A shortening of the time delay can be achieved by regulating the torque or a quantity which changes with the torque, e.g. the coil current or the magnetic field, as described in SE patent application 8009090-5. In this case, the magnetic field on the coupling is measured and compared with a carrying value pretended by a superior stabilization regulator. The difference between the field strength pretended by the controller is then determined and amplified in a pre-amplifier.

Motsvarande den inställda förstärkningsfaktorn anligger mot magnet- spolen en högre spänning än vad som skulle vara nödvändigt för upp- nående av det erforderliga momentet, om en dífferens föreligger mellan bör- och är-värdet hos fältstyrkan. Ett sådant utförande av regler- ingen skulle innebära, att vid godtyckligt stor förstärkning godtyck- ligt mycket spänning kan läggas på spolen och att sålunda fördröj- ningstiden mellan ändringen av bör-värdet för det magnetiska fältet och uppbyggnaden av det magnetiska fältet kan förkortas godtyckligt.Corresponding to the set gain factor, a higher voltage is applied to the magnetic coil than would be necessary to achieve the required torque, if a difference exists between the setpoint and the actual value of the field strength. Such an embodiment of the control would mean that at any large gain any amount of voltage can be applied to the coil and thus the delay time between the change of the setpoint of the magnetic field and the construction of the magnetic field can be arbitrarily shortened.

Eftersom emellertid den-till förfogande stående matarspänningen endast kan antaga ett begränsat värde, är den uppnåbara ävermagnetiseringen av mognetspolen begränsad. Vid konstant matarspänning och hög för- stärkning hos föltregleringskretsen resulterar övermagnetiseringsfak- torn i beroende av ändringen av fältbör-värdet.However, since the available supply voltage can only assume a limited value, the achievable over-magnetization of the magnetic coil is limited. At constant supply voltage and high gain of the field control circuit, the over-magnetization factor results in dependence on the change of the field setpoint.

En minimal övermagnetisering skulle följaktligen erhållas vid en maxi- mal ändring av det erforderliga magnetiska fältet. Övermagnetiseringen av magnetspolen skulle å andra sidan vara maximal för mycket små bör- värdesändringor av det magnetiska fältet.A minimal over-magnetization would consequently be obtained with a maximum change of the required magnetic field. On the other hand, the over-magnetization of the magnetic coil would be maximal for very small setpoint changes of the magnetic field.

Till grund för uppfinningen ligger uppgiften att utforma en anordning av det inledningsvis nämnda slaget på sådant sätt, att det av moment- 10 15 25 30 449 799' ändringen beroende, olikartade tidsförloppet beaktas vid uppbyggnaden av vridmomenten hos reglerade elektromagnet-kopplingar eller -brom- sar för en snabb utreglering av en störning i huvudregleringsstorheten, i synnerhet vinkeln.The invention is based on the object of designing a device of the type mentioned in the introduction in such a way that the different time course, which depends on the change in torque, is taken into account in the construction of the torques of regulated electromagnet clutches or brakes. provides for a rapid adjustment of a disturbance in the main control variable, in particular the angle.

För lösning av denna uppgift avses en enligt uppfinningen, att minst en regulatorparameter förändras i beroende av minst en mötbar storhet i den interna regleringskrets, i vilken elektramagnetkapplingarna eller -bromsarna är insatta.To solve this problem, it is meant according to the invention that at least one regulator parameter changes depending on at least one measurable quantity in the internal control circuit, in which the electromagnetic couplings or brakes are inserted.

Hed "regleringsparameter" avses därvid allt efter regulatorns art en P-andellen I-andel, en D-andel, varvid enstaka eller samtliga andelar enligt uppfinningen kan förändras.Depending on the nature of the controller, the term "control parameter" refers to a P-share I-share, a D-share, whereby individual or all shares according to the invention can be changed.

Enligt uppfinningen företas sålunda en s.k. adaptiv reglering, vid vilken man völjer regleringsinstöllningen i ett litet öndringsomröde för regleringsstorheterna annorlunda än vid stora öndringar för en så snabb utreglering som möjligt av störningar i huvudregleringsstorheten.According to the invention, a so-called adaptive control, in which the control setting is selected in a small change range for the control variables differently than in the case of large changes for as fast a regulation of disturbances in the main control variable as possible.

Den mätbara storheten kan Vara en godtycklig storhet ur huvud- eller ¿hjölpregleringskretsen. Man föredrar emellertid att som mötbor star- het välja regleringsavvikelsen eller utgången av stabiliseringsregula- torn.The measurable quantity can be an arbitrary quantity from the main or auxiliary control circuit. However, as a meeting resident, it is preferable to first choose the regulation deviation or the output of the stabilization regulator.

För inställning av regleringsanordningen has den överordnade stabili- seringsregulatorn är instöllningsanordningens tidsfördröjning av helt avgörande betydelse. Enligt en fortsatt utveckling av uppfinningen völjes vid korta fördröjningstider för instöllningsdetaljen en in- ställning med höga förstörkningsfaktorer, varigenom mindre reglerings- avvikelser vid störningsverkningar på den tröga massan uppkommer. För större tidsfördröjningar völjes regleríngsförstörkningarna lömpligen 1 10 15 20 25 30 449 799 sva are med resultatet av en lån sammare ut'ömnin av störnin ar för 9 9 att undvika en uppsvöngning av regleringskretsen.For setting the control device, the overall stabilization controller has the time delay of the setting device is absolutely crucial. According to a further development of the invention, a setting with high gain factors is selected at short delay times for the adjustment part, as a result of which smaller control deviations in the event of disturbance effects on the inertial mass arise. For larger time delays, the control gains are suitably chosen with the result of a loan as well as the elimination of the disturbances in order to avoid an upswing of the control circuit.

De för utreglering av störningar erforderliga störningsmamenten ligger vid stabíliseringsanlöggningar vida under de maximala instöllningsmo- ment, som kan påföras av instöllningšdetaljen. Regleringskrètseh kon följaktligen för det normala driftstillståndet instöllas gynnsammare, dvs. med större regleringsförstörkning än den måste instöllas för de fall, dör större instöllningsmament erfordras, t.ex. vid riktproces- ser eller vid utomordentligt höga störningar.The disturbance elements required for the adjustment of disturbances in stabilization systems are well below the maximum setting moments which can be applied by the setting detail. Consequently, the control circuit could be set more favorable for the normal operating condition, ie. with greater control gain than it must be adjusted for those cases where larger adjustment elements are required, e.g. in the case of targeting processes or in the event of extremely high disturbances.

Den enda rítningsfiguren visar ett blockkopplingsschema för en regler- ingsanordning av det slag, som med fördel används för reglering av elektromagnet-kopplingar eller -bromsar i en anordning för lögesin- ställning och lögesstabilisering av ett på ett rörligt underlag, så- som ett fordanstråg, svöngbart lagrad trög massa, såsom ett rörvapen.The single drawing figure shows a block wiring diagram for a control device of the type which is advantageously used for regulating electromagnetic clutches or brakes in a device for setting position and position stabilizing one on a moving surface, such as a vehicle trough. pivotally stored inert mass, such as a tubular weapon.

I regleringskretsen betecknas med l huvudregleringsstorhetens bör-vör- de, i föreliggande anvöndningsfall lömpligen en rumsfast vinkel, på vilken den tröga massan skall förbli riktad oberoende av underlagets rörelser. Med 2 betecknas den regleringsavvikelse mellan bör-värdet och är-värdet för huvudregleringsstarheten, som inmatas i en stabili- seríngsregulator 3. Regulatorns utgångsspönning 4 föres som bör-vör- de till en jömförelsepunkt 15, som dessutom tillföres ett ör-värde has en hjölpregleringsstorhet 11, i föreliggande fall det magnetis- ka fältet hos en elektramagnet-broms eller -koppling. Av jämförelse- vördet bildas en hjülpregleringsavvikelse, som tillföres en hjälp- regulator 5. Utgången 6 hos denna hjölpregulator 5 ör exempelvis spalspönningen hos elektramagnet-kopplingen resp.-bromsen, som be- tecknas med 7. Kopplingen eller bromsen avger ett instöllningsmoment f vid 8, sam tillföres den för svöngning avsedda tröga massan 9. Ned Q, \\ 449 _ 799 10 betecknas huvudregleringsstorheten, i föreliggande anvöndningsfoll stabiliseringsvínkeln. Stabílíseríngsregulatorn 3 erhåller förutom regleringsavvikelsen 2 som íngöngsstorhet dessutom en mötbar storhet 12 för regleringskretsen, som har ett inflytande på den verksamma tids- fördröjníngen av den reglerade kopplingen eller bromsen 7. I beroende av denna mätbara storhet 12 förändras stabiliseringsregulotorrís 3'för- störkníngsförhållande. Exempelvis är den mätbara storheten 12 regler- íngsavvikelsen 2 hos stobíliseríngsregulatorn 3 eller dess utgångs- storhet 4.In the control circuit, the set value of the main control variable is, in the present application, a room-fixed angle, on which the inertial mass must remain directed independently of the movements of the substrate. 2 denotes the control deviation between the setpoint and the actual value of the main control rigidity, which is input to a stabilization controller 3. The regulator's output voltage 4 is passed as setpoint to a comparison point 15, which is also supplied with an auxiliary value having an auxiliary control variable. 11, in the present case the magnetic field of an electromagnetic brake or clutch. An auxiliary control deviation is formed from the comparison value, which is applied to an auxiliary regulator 5. The output 6 of this auxiliary regulator 5 is, for example, the clamping voltage of the electromagnet coupling or brake, which is denoted by 7. The coupling or brake emits an adjustment torque f at 8 , sam is supplied to the inertial mass 9. The lower control quantity is denoted in the present application by the stabilizing angle. In addition to the control deviation 2 as the input variable, the stabilization regulator 3 also obtains a measurable quantity 12 for the control circuit, which has an influence on the effective time delay of the regulated clutch or brake 7. Depending on this measurable quantity 12, the stabilization ratio control variable changes. For example, the measurable quantity 12 is the control deviation 2 of the stabilization controller 3 or its output quantity 4.

Claims

1. 449 799 PATENT REQUIREMENTS 1. Device for position adjustment and position stabilization of a bearing mass which is pivotally mounted on a movable surface with at least two oppositely arranged electromagnetic clutches or brakes, which are adjustable by means of an internal control circuit for emitting regulated adjustment torques. to the inertial mass, the internal regulator receiving setpoint, in particular a setpoint angle, from a superior stabilization regulator, characterized in that at least one regulator parameter in the internal control circuit in which the electromagnetic couplings or brakes are inserted , changes depending on the control deviation (2) between the setpoint and the actual value or on the output value (N) of the stabilization controller.

2. Device according to claim 1, characterized in that the value of the control gain for one or more controller parameters below a threshold for one or more measurable quantities of the control circuit is converted to another value above the threshold.

3. Device according to claim 1, characterized in that the value of the control gain for one or more control parameters is arranged to change continuously depending on one or more measurable quantities of the control circuit. H. Device according to claim 2 or 3, characterized in that at small delay times of the electromagnetic clutches or brakes an adjustment is made with large gain factors and at large delay times with small gain factors.