DE1263141B

DE1263141B - Digital controller

Info

Publication number: DE1263141B
Application number: DE1961C0024449
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Eberhard Frisch
Original assignee: Continental Elektronidustrie AG
Current assignee: Continental Elektronidustrie AG
Priority date: 1961-06-23
Filing date: 1961-06-23
Publication date: 1968-03-14

Description

Digitalregler Die Erfindung befaßt sich mit der Ausbildung digital wirksamer Regelungseinrichtungen, d. h. also mit solchen Reglern, denen ein Meßwert der Regelgröße oder seiner entsprechenden Ersatzgröße in digitaler Zahlenform absatzweise zugeführt ist. Im besonderen befaßt sich die Erfindung mit der Ausbildung desjenigen Teils solcher Regler, der zur Bildung der dem Regler entnehmbaren und der Stellvorrichtung des Reglers zuzuführenden Reglerausgangs- oder Reglerstellgröße dient.Digital Controller The invention is concerned with training digitally effective control mechanisms, d. H. So with such controllers, which a measured value the controlled variable or its corresponding substitute variable in digital form of numbers is fed. In particular, the invention is concerned with the training of the person Part of such a controller, the one to form the controller and the adjusting device The controller output or controller manipulated variable to be supplied to the controller is used.

Digitalregler lassen sich bekanntlich ebenso wie die analog wirksamen Regelungseinrichtungen durch passende Ausbildung ihres Zeitverhaltens an die jeweiligen Gegebenheiten der zu regelnden Strecke anpassen. Es sind deshalb auch digitale P-, I-, PID-Regler und alle übrigen Regler des bei Analogreglern benutzbaren und üblichen Zeitverhaltens bekannt. Ihr technischer Aufbau unterscheidet sich jedoch wesentlich von dem der Analogregler.As is well known, digital regulators can be just as effective as analog ones Control facilities through appropriate training of their time behavior to the respective Adapt the conditions of the route to be controlled. There are therefore also digital P, I, PID controllers and all other controllers that can be used and are common with analog controllers Time behavior known. However, their technical structure differs significantly from which the analog controller.

In einer bekannten Bauform eines PID-Reglers digitaler Natur, der zur Drehzahlregelung an Papiermaschinen Anwendung findet, ist eine Speichervorrichtung vorgesehen, der ein digitaler Meßwert der Regelgröße oder der . Regelabweichung zyklisch und absatzweise zuführbar ist, wobei die Speichervorrichtung (Stellgrößenspeicher) zur Bildung der Stellgröße des Reglers dient. Bei dem bekannten Regler umfaßt der Stellgrößenspeicher drei Speichervorrichtungen (Anteilspeicher), in denen jeweils Anteile der dem Regler entnehmbaren Stellgröße gebildet sind. In einem ersten Anteilspeicher wird ein der Regelabweichung proportionaler Anteil (P-Anteil) der Stellgröße gebildet, während im zweiten Anteilspeicher ein einem Integral der Regelabweichung proportionaler Anteil (I-Anteil) dieser Größe und im dritten Anteilspeicher ein einem Differential der Regelabweichung proportionaler Anteil (D-Anteil) der Reglerstellgröße gebildet wird. Sämtliche Anteile dieser Art sind der Stellgrößenspeichervorrichtung zyklisch und absatzweise in Zahlenform entnehmbar. Dieses geschieht dadurch, daß diese Zahlen am Ausgang der Speichervorrichtung absatzweise in Register übertragen werden, denen ausgangsseitig Digital-Analog-Wandler bekannter Ausbildung nachgeschaltet sind, die die jeweiligen Zahlenwerte in analoge elektrische Gleichspannungen oder Gleichströme umwandeln. Diese werden gleichstromseitig addiert, wobei der Additionsvorgang z. B. über Potentiometer, die einstellbar sind, erfolgt, so daß der Proportionalanteil, der Differentialanteil und der Integralanteil der Reglerstellgröße mit einstellbaren Proportionalitätsfaktoren gleichstromseitig zu einer Summenspannung oder zu einem Summenstrom vereinigbar sind. Die aus dem Additionsvorgang resultierende Größe wird zur Steuerung einer Leistungsverstärkerstufe, die dann die Stellvorrichtung des Reglers verstellt, benutzt.In a known design of a PID controller of a digital nature, the used for speed control on paper machines is a storage device provided that a digital measured value of the controlled variable or the. Control deviation can be fed cyclically and intermittently, the storage device (manipulated variable storage) serves to generate the manipulated variable of the controller. In the known controller includes the Manipulated variable memory three storage devices (proportion memory), in each of which Portions of the manipulated variable that can be taken from the controller are formed. In a first share store a component (P component) of the manipulated variable proportional to the control deviation is formed, while in the second component memory one is proportional to an integral of the control deviation Part (I part) of this size and a differential in the third part memory The component (D component) of the controller manipulated variable proportional to the control deviation is formed will. All components of this type are cyclical in the manipulated variable storage device and can be taken from paragraphs in numerical form. This happens because these numbers are transferred intermittently into registers at the output of the memory device, which digital-to-analog converters of known design are connected downstream on the output side, which convert the respective numerical values into analog electrical direct voltages or direct currents convert. These are added on the DC side, the addition process z. B. via potentiometers, which are adjustable, so that the proportional component, the differential component and the integral component of the controller manipulated variable with adjustable Proportionality factors on the DC side to a total voltage or to a Total current can be combined. The size resulting from the addition process becomes to control a power amplifier stage, which then the actuating device of the Regulator adjusted, used.

Regler dieser Ausbildung sind unbrauchbar, wenn es sich um Regelungseinrichtungen handelt, deren Stellglied vorteilhaft mit digitalen Hilfsmitteln verstellt wird. Dieses ist z. B. bei der Frequenzregelung von Impulsfolgen der Fall, die einer aus bistabilen Kippstufen bestehenden Frequenzteilerstufe mit einstellbarem Teilverhältnis entnehmbar sind. Auch bei der Drehzahl- und Phasenwinkelregelung motorischer Antriebe, die ihren Speisestrom aus einem Normalfrequenzoszillator zugeführt erhalten, ist die Anwendung von digitalen Stellgrößen vorteilhaft, da in solchen Fällen der Weg über mechanische Stellglieder zu einem unnötigen Aufwand führt.Regulators of this training are useless when it comes to control devices acts whose actuator is advantageously adjusted with digital aids. This is e.g. B. the case with the frequency control of pulse trains that one off bistable multivibrators existing frequency divider stage with adjustable division ratio are removable. Also with the speed and phase angle control of motorized drives, which received their supply current supplied from a standard frequency oscillator is the use of digital manipulated variables is advantageous, as this is the way to go in such cases via mechanical actuators leads to unnecessary effort.

Zur. Phasenwinkel- bzw. Frequenzregelung dreiphasiger Synchron- oder Asynchronmotoren, deren Speisestrom aus einem HF-Oszillator abgeleitet ist und die zum Antrieb fotografischer Drehblendenverschlüsse Anwendung finden, ist deshalb bereits ein digitaler elektronischer PI-Regler bekanntgeworden, dessen Stellgröße durch digitale Addition der den Ausgaberegistern des Stellgrößenspeichers entnehmbaren Zahlenwerte unter Verwendung einer digitalen Rechenvorrichtung gebildet ist, so daß die Stehgröße z. B. im binären Zahlenkode einem der Rechenvorrichtung nachgeschalteten Ausgaberegister absatzweise und zyklisch entnehmbar ist. Der binäre Zahlenwert steuert dabei über logische Netzwerke die digital zu betätigende Stellvorrichtung der Regelungseinrichtung.To the. Phase angle or frequency control of three-phase synchronous or Asynchronous motors whose supply current is derived from an HF oscillator and which to drive photographic rotary shutters application is therefore a digital electronic PI controller has already become known, its manipulated variable by digital addition of the values obtained from the output registers of the manipulated variable memory Numerical values is formed using a digital computing device, so that the standing size z. B. in the binary number code one of the computing device downstream Output register can be taken out intermittently and cyclically. The binary numerical value controls the digitally operated actuating device of the control device via logical networks.

Die Anwendung digitaler Rechenvorrichtungen in Reglern dieser Art ist jedoch häufig unvorteilhaft, da der mitunter relativ einfache Aufbau der Regelungsvorrichtung dadurch in umständlicher Weise kompliziert wird.The use of digital computing devices in controllers of this type however, it is often disadvantageous because of the sometimes relatively simple construction of the control device through this becomes awkwardly complicated.

Es liegt somit der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Stellgröße an Reglern der bezeichneten Art auf relativ einfachem Wege ohne Anwendung besonderer digitaler Rechenvorrichtungen digital zu bilden, derart, daß die Stellvorrichtung direkt digital verstellt werden kann.The invention is therefore based on the object of the manipulated variable on controllers of the type described in a relatively simple way without the application of special ones digital computing devices to form digitally, such that the actuating device can be adjusted directly digitally.

Es ist zwar eine Vorrichtung zur Regelung der Registerhaltigkeit von Farbmarken auf Druckbahnen an Mehrfarbenrotationsdruckmaschinen bekannt, bei der die Registermarken elektrisch abgetastet werden und die beim Abtastvorgang entstehenden Impulse eine Torschaltung steuern. Über die Torschaltung gelangt während der Öffnungszeit des Tors eine der Regelabweichung proportionale Anzahl von Impulsen in einen Impulsspeicher, dem eine Schrittschaltvorrichtung, die als Stellvorrichtung des Reglers dient, nachgeschaltet ist. Die Schrittschaltvorrichtung wird durch die Speichervorrichtung schrittweise um eine Schrittzahl weitergeschaltet, die der gespeicherten Impulsanzahl entspricht. Bei dieser Anordnung handelt es sich jedoch um einen lediglich P-wirkenden Registerregler mit einem Anteilspeicher, bei dem die Notwendigkeit zur Addition mehrerer Stellgrößenanteile nicht gegeben ist.Although it is a device for regulating the registration of Known color marks on print webs on multicolor rotary printing machines, in the the register marks are scanned electrically and those produced during the scanning process Impulse control a gate circuit. Via the gate switch arrives during the opening time of the gate a number of pulses proportional to the control deviation in a pulse memory, which is followed by a stepping device, which serves as an adjusting device for the controller is. The stepping device is stepped by the memory device incremented by a number of steps that corresponds to the stored number of pulses. However, this arrangement is a merely P-acting register controller with a share memory in which the need to add several manipulated variable shares is not given.

Der Erfindung entsprechend wird ein Digitalregler, bestehend aus einer wenigstens zwei Einzelspeicher aufweisenden Stellgrößenspeichervorrichtung, der eingangsseitig absatzweise digitale Meßwerte einer Regelgröße oder der Regelabweichung zuführbar sind und der ausgangsseitig über den Einzelspeichern zugeordnete Ausgaberegister digitale Zahlenwerte entnehmbar sind, die proportionalen, integralen oder differentialen Anteilen der Regelabweichung proportional sind, mit einer Vorrichtung zur Addition der Stellgrößenanteile und einer von der Stellgr öße verstellten Stellvorrichtung vorgeschlagen, der sich kennzeichnet durch eine digitale Additionsvorrichtung, in der den Ausgaberegistern der Stellgrößenspeichervorrichtung wenigstens eine Impulszählvorrichtung zugeordnet ist, der über ein Tor Impulse einer Hilfsimpulsquelle für die Dauer eines der Auszählung einer dem Registerinhalt angepaßten Impulsanzahl entsprechenden Zeitintervalls zuführbar sind, und durch eine Schaltvorrichtung zur zeitlich unmittelbar aufeinander erfolgenden Auszähleng des Inhalts aller Ausgaberegister und zur anschließenden Sperrung des Tors und ferner durch einen weiteren durch Impulse einer Hilfsimpulsquelle speisbaren Impulszähler, dem Zählimpulse für die Dauer der Öffnungszeit des Tors zugeführt sind, zur Betätigung der Stellvorrichtung des Reglers.According to the invention, a digital controller consisting of a at least two individual memories having manipulated variable storage device, the digital measured values of a controlled variable or the control deviation on the input side can be supplied and the output register assigned on the output side via the individual memories digital numerical values can be taken, the proportional, integral or differential Components of the system deviation are proportional, with a device for addition the manipulated variable components and an adjusting device adjusted by the manipulated variable proposed, which is characterized by a digital addition device, in the output registers of the manipulated variable storage device at least one pulse counting device is assigned to the pulses of an auxiliary pulse source for the duration of a gate the counting of a time interval corresponding to the number of pulses adapted to the register content can be fed, and by a switching device to one another in time subsequent counting of the content of all output registers and the subsequent Blocking of the gate and also by another by pulses from an auxiliary pulse source feedable pulse counter, the counting pulses for the duration of the opening time of the gate are supplied to actuate the actuator of the controller.

Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß zweckmäßig als Stellgröße ein Zeitintervall Ts dienen kann, das aus der Regelabweichung x" durch eine Transformation im Falle eines PID-Reglers hervorgeht, wobei a x", den P-Anteil, den I-Anteil und den D-Anteil der Reglerausgangsgröße bezeichnen. Mit den Mitteln nach der Erfindung ist es möglich, ein Zeitintervall TS der bezeichneten Art zu erzeugen, das durch zwei Impulse begrenzt ist und das dementsprechend auszählbar ist oder aber direkt zur Verstellung des Reglerstellglieds benutzbar ist.The invention is based on the consideration that a time interval Ts, which is derived from the control deviation x ″ by a transformation, can expediently serve as the manipulated variable in the case of a PID controller, where ax ", the P component, the I component and denote the D component of the controller output variable. With the means according to the invention it is possible to generate a time interval TS of the type indicated, which is limited by two pulses and which can accordingly be counted or else can be used directly for adjusting the regulator actuator.

In den Figuren sind drei Ausführungsbeispiele von Regelungseinrichtungen nach der Erfindung schematisch dargestellt.The figures show three exemplary embodiments of control devices shown schematically according to the invention.

F i g. 1 gibt das Blockschaltbild eines digitalen PID-Reglers wieder, der zur Regelung des Phasenwinkels einer motorisch angetriebenen Welle Anwendung findet. Derartige Regelungseinrichtungen werden beispielsweise an Motoren erforderlich, die zum Antrieb fotografischer Drehblendenverschlüsse an Reihenbildkameras optischer Zielverfolgungsinstiumente nach Art der bekannten Kinotheodolite vorgesehen sind.F i g. 1 shows the block diagram of a digital PID controller, the application for regulating the phase angle of a motor-driven shaft finds. Such control devices are required, for example, on engines, those used to drive photographic rotary shutters on optical series cameras Target tracking instruments are provided in the manner of the well-known Kinotheodolite.

Bekanntlich werden mehrere solcher Theodolite, entfernt voneinander aufgestellt, zu einer Meßstation zusammengefaßt, und die einzelnen Theodolitkameras registrieren fotografisch zu gleichen Zeitpunkten ein Objekt, -z. B. also einen schnell bewegten Flugkörper, wobei dafür gesorgt sein muß, daß die Kameras zu exakt gleichen Zeitpunkten registrieren. Ihre Drehblendenverschlüsse müssen deshalb nicht nur mit gleichen Drehzahlen umlaufen, sondern auch hinsichtlich ihrer Phasenwinkel, die den Belichtungszeitpunkt bestimmen, synchronisiert sein.It is well known that several such theodolites become distant from one another set up, combined into a measuring station, and the individual theodolite cameras register an object photographically at the same time, -z. B. So one fast moving missile, care must be taken that the cameras are too accurate register at the same time. Your rotary shutters therefore do not have to only rotate at the same speed, but also with regard to their phase angle, which determine the exposure time, be synchronized.

In F i g. 1 bezeichnet 1 den zu regelnden Motor. Es handelt sich um- einen dreiphasigen Synchronmotor, dessen Rotorwelle den (nicht dargestellten) Drehblendenverschluß eines Kinotheodolits antreibt. Der Phasenwinkel der Motorwelle 2 wird durch Verstellung des Phasenwinkels des Motorspeisestroms geregelt.In Fig. 1 denotes 1 the motor to be controlled. It is a matter of- a three-phase synchronous motor, the rotor shaft of which the rotary shutter (not shown) of a cinema theodolite. The phase angle of the motor shaft 2 is adjusted by adjusting of the phase angle of the motor supply current.

Hierzu ist die Motorwelle 2 mit einem Impulsgeber 3 gekuppelt, der in bestimmten Winkelstellungen der Welle 2 auf lichtelektrischem, kapazitivem oder magnetischem Wege Nadelimpulse erzeugt. Die Nadelimpulse des Impulsgebers 3 sind als Impulsfolge der Leitung 4 zugeführt. Die Impulsfolgefrequenz auf der Leitung 4 ist deshalb durch die Drehzahl des Motors 1 bestimmt. Sie beträgt z. B. 20, 40 oder 80 Hz je nach eingestellter Drehzahl des Motors. Die Impulse dieser Impulsfolge treten periodisch zu Zeitpunkten Tl, T2 ... Tn ... auf.For this purpose, the motor shaft 2 is coupled to a pulse generator 3, which generates needle pulses in certain angular positions of the shaft 2 by photoelectric, capacitive or magnetic means. The needle pulses of the pulse generator 3 are fed to the line 4 as a pulse train. The pulse repetition frequency on the line 4 is therefore determined by the speed of the motor 1. It amounts to z. B. 20, 40 or 80 Hz depending on the set speed of the motor. The pulses of this pulse train occur periodically at times Tl, T2 ... Tn ... on.

Mit 5 ist ein Impulsgeber bezeichnet, der eine zur Impulsfolge der Leitung 4 gleichfrequente Impulsfolge auf die Leitung 6 liefert. Impulse treten auf dieser Leitung zu Zeitpunkten Tor, Tot ... Ton auf. Der Generator 5 dient als Sollwertgeber für den Phasenwinkel der Welle 2. Der Sollwert des Phasenwinkels ist immer dann erreicht, wenn der zeitliche Abstand T =Toi - T1 = Tot -T2= ... konstant und z. B. einen bestimmten Zahlenwert To > 0 aufweist.5 with a pulse generator is referred to, which supplies a pulse train of the same frequency to the pulse train of the line 4 on the line 6. Pulses occur on this line at times gate, dead ... tone . The generator 5 serves as a setpoint generator for the phase angle of the shaft 2. The setpoint of the phase angle is always reached when the time interval T = Toi - T1 = Tot -T2 = ... constant and z. B. has a certain numerical value To > 0.

Zur Ermittlung der Regelabweichung T, die größer oder kleiner als To sein kann, sind die Impulse der Leitungen 4 und 6 einer elektronischen Torschaltung 7 zugeführt. Das Tor 7 wird durch einen Impuls der Leitung 6 geöffnet und durch einen darauffolgenden Impuls der Leitung 4 geschlossen. Das Tor 7 ist demzufolge für eine Zeit T' geöffnet.To determine the system deviation T that is greater or less than To are the pulses on lines 4 and 6 of an electronic gate circuit 7 supplied. The gate 7 is opened by an impulse from the line 6 and through a subsequent pulse on line 4 is closed. The gate 7 is therefore open for a time T '.

Die während dieser Öffnungszeit auf die Leitung die über das Tor 7 mit einer Leitung 9 in Verbindung steht, die einen HF-Oszillator 10 mit dem Eingang des Tors 7 verbindet, gelangende Impulsanzahl NT ist deshalb der Öffnungszeit des Tors 7 proportional und hängt außerdem von der Oszillatorfrequenz des Oszillators 10, die als konstant angenommen ist, ab.During this opening time on the line via gate 7 is in communication with a line 9, which has an RF oscillator 10 with the input of the gate 7 connects, the number of pulses NT reached is therefore the opening time of the Tors 7 is proportional and also depends on the oscillator frequency of the Oscillator 10, which is assumed to be constant.

Für das Ausführungsbeispiel sei beispielsweise angenommen, daß im eingeregelten Zustand des Motors die Impulsanzahl NTO = 1000 beträgt, so daß die Zahl NT, größer oder kleiner als »1000« im nicht eingeregelten Zustand des Motors sein kann. Ist sie größer als 1000, eilt der Phasenwinkel der Motorwelle 2 dem Sollwert nach, ist sie kleiner, so eilt er voraus.For the exemplary embodiment it is assumed, for example, that in the regulated state of the motor the number of pulses is NTO = 1000, so that the number NT can be greater or smaller than "1000" in the non-regulated state of the motor. If it is greater than 1000, the phase angle of motor shaft 2 lags behind the setpoint; if it is smaller, it leads.

Die während der Öffnungszeit des Tors 7 auf die Leitung 8 gelangenden Impulse werden den drei Frequenzteilerstufen 11, 12 und 13 zugeführt. Die Teilverhältnisse dieser Stufen sind zu einem weiter unten näher erläuterten Zweck einstellbar ausgebildet.Those arriving on line 8 during the opening time of gate 7 Pulses are fed to the three frequency divider stages 11, 12 and 13. The partial ratios these stages are designed to be adjustable for a purpose explained in more detail below.

Die Impulse der Leitung 8 gelangen nach Frequenzteilung auf die Leitungen 14, 15 und 16 und werden von dort aus dem Stellgrößenspeicher 17 des PID-Reglers zugeführt.The pulses of the line 8 reach the lines after frequency division 14, 15 and 16 and from there they are stored in the manipulated variable memory 17 of the PID controller fed.

Der Stellgrößenspeicher umfaßt beim Regler des vorliegenden Ausführungsbeispiels drei Einzelspeichervorrichtungen: den Anteilspeicher 18, den Anteilspeicher 19 und den Anteilspeicher 20. Sie dienen zur Bildung der Reglerstellgröße.The manipulated variable memory includes in the controller of the present embodiment three individual storage devices: the share memory 18, the share memory 19 and the proportion memory 20. They are used to form the controller manipulated variable.

Hierzu weisen die drei Anteilspeicher an ihren Eingängen drei aus bistabilen Multivibratoren aufgebaute, z. B. nach einem binären Kode zählende Impulszählvorrichtungen 21, 23 und 25 auf, denen die Impulse der Leitungen 14, 15 und 16 zugeführt sind. Jeder Zähler zählt die ihm zugeführte Impulsanzahl, so daß nach beendigtem Zählvorgang, d. h. bei Schließung des Tors 7, das Zählergebnis als Kombination der einzelnen Schaltzustände der in den Zählern vereinigten Multivibratoren zur Verfügung steht. Zur Bildung des P-Anteils der Reglerstellgröße wird im Anteilspeicher 18 beispielsweise in an sich bekannter Weise derart vorgegangen, daß das Zählergebnis des Zählers 21 als Regelabweichung in das Ausgaberegister 22 der Speichervorrichtung 18 übergeführt wird. Der Zähler 21 wird dann - zwecks Bereitstellung zu einer erneuten Zählung - gelöscht.For this purpose, the three share memories have three at their inputs bistable multivibrators built, z. B. pulse counting devices counting according to a binary code 21, 23 and 25, to which the pulses of lines 14, 15 and 16 are fed. Each counter counts the number of pulses supplied to it, so that after the counting process is completed, d. H. when gate 7 closes, the counting result as a combination of the individual Switching states of the multivibrators combined in the counters are available. To form the P component of the controller manipulated variable, the component memory 18, for example proceeded in a manner known per se in such a way that the counting result of the counter 21 transferred as a control deviation into the output register 22 of the storage device 18 will. The counter 21 is then - for the purpose of making available for a new count - turned off.

Im Anteilspeicher 19 wird ein einem Integral der Regelabweichung proportionaler Zahlenwert gebildet, wozu das Zählergebnis des Impulszählers 23, der analog dem Zähler 21 aufgebaut ist, wiederum zur Bildung der Regelabweichung ausgenutzt ist. Diese wird in das Ausgeberegister 24 des Anteilspeichers 19 übertragen, in dem bereits die Meßwerte der Regelabweichung aus vorhergehenden Meßvorgängen gespeichert sind. Die vorzeichenrichtig gebildete Summe der gespeicherten Meßwerte der Regelabweichungen steht im Register 24 zur Weiterverarbeitung als Zahlenwert zur Verfügung.In the proportion memory 19, an integral of the system deviation becomes more proportional Numerical value formed, including the counting result of the pulse counter 23, which is analogous to the Counter 21 is built, in turn is used to form the system deviation. This is transferred to the output register 24 of the share memory 19, in which already the measured values of the control deviation from previous measuring processes are stored. The sum of the stored measured values of the control deviations, formed with the correct sign is available in register 24 for further processing as a numerical value.

Der Anteilspeicher 20 dient schließlich zur Bildung eines Differentials der Regelabweichung, wozu das Zählergebnis des Zählers 25 ausgenutzt wird. Aus seinem Zählergebnis wird erneut die Regelabweichung gebildet und dieser Zahlenwert zur Bildung von Differenzenquotienten aus mehreren gemessenen Regelabweichungen, die dem Differentialquotienten der Regelabweichung näherungsweise proportional sind, der Differentialanteil der Reglerstellgröße gebildet. Es sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß die beschriebenen Rechenoperationen selbstverständlich nach einem bestimmten Zeitprogramm ausgeführt werden. Auf die zur Durchführung dieses Programms erforderlichen Schaltmittel wird nicht näher eingegangen. Jedenfalls stehen nach Ablauf des Programms in den Speichern 22, 24 und 26 Zahlenwerte z. B. im Binärzahlkode zur Verfügung, die einem Proportionalanteil, einem Integralanteil und einem Differentialanteil der Reglerstellgröße proportional sind.The proportion memory 20 is finally used to form a differential the control deviation, for which the counting result of the counter 25 is used. From his Counting result, the system deviation is calculated again and this numerical value is used Formation of difference quotients from several measured system deviations, the are approximately proportional to the differential quotient of the system deviation, the differential component of the controller manipulated variable is formed. Let it be in this context notes that the arithmetic operations described are of course after a certain Time program are executed. To those necessary to carry out this program Switching means is not discussed in more detail. In any case, stand at the end of the program in the memories 22, 24 and 26 numerical values e.g. B. available in binary code, a proportional part, an integral part and a differential part are proportional to the controller output.

Die Anordnung ist so getroffen, daß in den Ausgaberegistern 22, 24 und 26 lediglich positive Zahlenwerte vorliegen. Dieses kann in an sich bekannter Weise z. B. dadurch erfolgen, daß dem Wert der Regelabweichung »Null« eine positive passend gewählte Zahl, z. B. also »1000«, zugeordnet wird, so daß Zahlen, die größer oder kleiner als »1000« sind, positiven und negativen Werten der den -Stellgrößenspeichern entnehmbaren Zahlen entsprechen.The arrangement is such that in the output registers 22, 24 and 26 only positive numerical values are present. This can be known per se Way z. B. be done by giving the value of the system deviation "zero" a positive appropriately chosen number, e.g. B. So "1000" is assigned, so that numbers that are larger or less than "1000", positive and negative values of the manipulated variable memory correspond to the figures.

Die Proportionalitätsfaktoren, mit denen der Proportionalanteil, der Integralanteil und der Differentialanteil der Reglerstellgröße behaftet sind, sind durch Einstellung der Teilverhältnisse der Frequenzteilerstufen 11, 12 und 13 einstellbar.The proportionality factors with which the proportional part, the The integral part and the differential part of the controller manipulated variable are affected adjustable by setting the division ratios of the frequency divider stages 11, 12 and 13.

Zur Addition der in den Registern 22, 24 und 26 enthaltenen Zahlenwerte, die wiederum als Schaltzustände einer in einer Speicherdekade zusammengefaßten Anzahl bistabiler Multivibratoren gegeben sind, sind in der der Erfindung entsprechenden Vergleichsvorrichtung, die programmgesteuert ist und dem Stellgrößenspeicher 17 nachgeschaltet ist, drei elektronische, aus bistabilen Kippstufen aufgebaute Impulszählvorrichtungen 33, 34 und 35 vorgesehen. Die Impulszählvorrichtungen sind einzeln über die Leitungen 30, 31 und 32 mit den Ausgaberegistern 22, 24 und 26 durch Übertragungseinrichtungen 36, 37 und 38 verbunden. Die Übertragungsvorrichtungen erlauben durch Impulsbetätigung über die Leitung 39 die Übertragung der Schaltzustände der Register 22, 24 und 26 in die Zähler 33, 34 und 35 derart, daß die in den Registern gespeicherten Zahlenwerte in die Impulszählvorrichtungen als Komplementärzahlen übertragen werden. Ist also beispielsweise im Register 24 die Zahl »OLLOLLOL« gespeichert, so wird in die Impulszählvorrichtung 34 die Zahl »LOOLOOLO« übertragen.To add the numerical values contained in registers 22, 24 and 26, which in turn as switching states of a number summarized in a memory decade bistable multivibrators are given are in accordance with the invention Comparison device which is program-controlled and the manipulated variable memory 17 downstream is three electronic pulse counting devices made up of bistable flip-flops 33, 34 and 35 are provided. The pulse counters are individually on the lines 30, 31 and 32 with the output registers 22, 24 and 26 by transmission devices 36, 37 and 38 connected. The transmission devices allow by pulse actuation Transmission of the switching states of registers 22, 24 and 26 via line 39 into the counters 33, 34 and 35 in such a way that the numerical values stored in the registers are transmitted into the pulse counters as complementary numbers. Is so For example, the number "OLLOLLOL" is stored in register 24, so the pulse counting device 34 transmit the number »LOOLOOLO«.

Nach erfolgter Übertragung stehen die Ausgaberegister der Stellgrößenspeichervorrichtung 17 erneut zur Aufnahme von neuen Zahlenwerten zur Verfügung.After the transfer has taken place, the output registers of the manipulated variable storage device are available 17 is again available for recording new numerical values.

Wird dem Tor 40 über die Leitung 47 ein Impuls zugeführt, der das Tor öffnet, so gelangen die Impulse des Oszillators 10 auf die Leitung 42 und von dort über den Schalter 43 zunächst auf die Leitung 44, weshalb sie von dem Zähler 33 gezählt werden. Der Zähler 33 zählt eine der Komplementärzahl seines Zählerinhalts, der aus dem Register 22 übertragen worden war, entsprechende Anzahl von Impulsen und erzeugt beim Erreichen dieser Anzahl auf der Leitung 48 einen Impuls, der über 49 dem Ringzähler 43 zugeführt ist. Dieser Impuls schaltet den Ringzähler um einen Zählschritt weiter, wodurch die Leitung 42 nunmehr mit der Leitung 45 verbunden ist, wodurch der Zähler 34 zu zählen beginnt und wiederum eine seinem ursprünglichen Zählerstand entsprechende Komplementäranzahl von Impulsen zählt. Beim Erreichen dieser Anzahl wird der Ringzähler 43 durch einen Impuls der Leitung 50 abermals um einen Zählschritt weitergeschaltet; und es wird die Leitung 42 mit der Leitung 46 verbunden. Der bei den Zählern 33 und 34 beschriebene Vorgang wiederholt sich auch an diesem Zähler, dessen Zählendimpuls, der über die Leitung 51 das Ende des Zählvorgangs anzeigt, als Stopimpuls der Torschaltung 40 zugeführt ist. Die Torschaltung wird geschlossen, und es wird gleichzeitig der Umschalter 43 in seine ursprüngliche in der Figur dargestellte Lage gebracht.If the gate 40 is supplied with a pulse via the line 47, which the Gate opens, so the pulses of the oscillator 10 get on the line 42 and from there via the switch 43 first on the line 44, which is why it is from the counter 33 are counted. The counter 33 counts one of the complementary numbers of its counter content, which had been transferred from register 22, the corresponding number of pulses and when this number is reached, a pulse is generated on the line 48 which over 49 is fed to the ring counter 43. This pulse switches the ring counter by one Counting step continues, whereby the line 42 is now connected to the line 45 is, whereby the counter 34 begins to count and again one of its original Counts the corresponding complementary number of pulses. Upon reaching This number is the ring counter 43 by a pulse of the line 50 again advanced by one counting step; and it becomes line 42 with line 46 connected. The process described for the counters 33 and 34 is repeated also on this counter, whose counting pulse, which over the line 51 the end of the Counting process as a stop pulse the gate circuit 40 is supplied is. The gate circuit is closed and it becomes the changeover switch at the same time 43 brought into its original position shown in the figure.

Es ist ersichtlich, daß die von der Schaltvorrichtung 43 den einzelnen Zählern 33, 34 und 35 nacheinander über die erläuterte Programmsteuerung zugeführte Impulsanzahl in Summe der Summe der in den Registern 22, 24 und 26 ursprünglich enthaltenen Zahlen proportional ist. Die Zeit, die zwischen der Öffnung des Tors 40 und seiner Schließung vergangen ist, ist deshalb ebenfalls dieser Summe proportional, weshalb dieses Zeitintervall der Erfindung entsprechend als Stellgröße für den Regler benutzbar ist.It can be seen that the switching device 43 of the individual Counters 33, 34 and 35 supplied one after the other via the explained program control Number of pulses in the sum of the sum of the original in registers 22, 24 and 26 contained numbers is proportional. The time elapsed between the opening of the gate 40 and its closure is therefore also proportional to this sum, which is why this time interval according to the invention is used as a manipulated variable for the controller is usable.

Die während der Öffnungszeit des Tors 40 auf die Leitung 42 gelangende Impulsanzahl wird durch den elektronischen Binärzähler 61, der periodisch löschbar ist, gezählt, so daß sein Zählerstand der Reglerstellgröße entspricht. Die Anordnung ist wieder so getroffen, daß eine bestimmte positive Impulsanzahl der Regelabweichung bzw. Reglerstellgröße »Null« entspricht, so daß Zählerstände am Zähler 61, die größer oder kleiner als diese Anzahl sind, positiven oder negativen Regelabweichungen entsprechen.The line 42 which reaches the line 42 during the opening time of the gate 40 The number of pulses is determined by the electronic binary counter 61, which can be erased periodically is, counted so that its counter reading corresponds to the controller manipulated variable. The order is again taken so that a certain positive number of pulses of the control deviation or controller manipulated variable "zero", so that counter readings on counter 61 that are greater or less than this number correspond to positive or negative control deviations.

Der Zähler 61 dient als Stellvorrichtung für den Phasenwinkel des Motorspeisestroms.The counter 61 serves as an adjusting device for the phase angle of the Motor supply current.

Zur Erzeugung des Motorspeisestroms dient die Ausgangsspannung des Oszillators 10, die über die (zwecks Änderung der Frequenz des Motorspeisestroms und damit der Motordrehzahl) einstellbare Frequenzteilerstufe 70 der Leitung 71 und von dort aus dem Eingang des elektronischen Binärzählers 72 zugeführt ist. Der Binärzähler 72 dient als Steuereinrichtung für den Motorspeisestrom. Er weist eine beschränkte Zählkapazität auf, die z. B. k = 120 beträgt, so daß der Zähler im Normalfall periodisch aus einer Nullstellung bis zum Zählschritt »120« zählt und diese Zählschritte anschließend erneut durchläuft usw. Die bistabilen Schaltelemente des Zählers werden deshalb periodisch durch ihre Schaltzustände gesteuert. Sie stehen ihrerseits mit einer dem Zähler nachgeschalteten Diodenmatrix 73A in Verbindung. Der Matrix 73A sind über die Leitungen 73, 74, 75, 76, 77 und 78 sechs gleichfrequente Impulsfolgen mit im wesentlichen rechteckiger Impulsform entnehmbar.The output voltage of the is used to generate the motor feed current Oscillator 10, which via the (for the purpose of changing the frequency of the motor supply current and thus the engine speed) adjustable frequency divider stage 70 of line 71 and is fed from there to the input of the electronic binary counter 72. Of the Binary counter 72 serves as a control device for the motor feed current. He has one limited counting capacity to the z. B. k = 120, so that the counter is normally counts periodically from a zero position to counting step »120« and these counting steps then runs through again, etc. The bistable switching elements of the counter are therefore periodically controlled by their switching states. You for your part stand with a diode matrix 73A connected downstream of the counter. The matrix 73A are six pulse trains of the same frequency via lines 73, 74, 75, 76, 77 and 78 with an essentially rectangular pulse shape.

Die Impulsfolgen der Leitungen 73 und 74, 75 und 76, 77 und 78 sind jeweils um 180° gegeneinander phasenverschoben. Sie sind den Eingängen der aus einem Treiber und einer Gegentaktleistungsstufe bestehenden Leistungsverstärker 79, 80 und 81 zugeführt. Die Impulsfolgen, die dem Verstärker 80 zugeführt sind, sind gegen die entsprechenden Steuerimpulsfolgen, die dem Verstärker 79 zugeführt sind, um 120° phasenverschoben, während die Impulsfolgen, die der Verstärkerstufe 81 zugeführt sind, gegen die entsprechenden des Verstärkers 79 um 240° phasenverschoben sind. Den drei Leistungsverstärkern sind demzufolge drei Wechselströme, die gegeneinander um 120' phasenverschoben sind, entnehmbar. Sie dienen zur Speisung des Motors 1.The pulse trains on lines 73 and 74, 75 and 76, 77 and 78 are each 180 ° out of phase with each other. They are the entrances of one Driver and a push-pull power stage existing power amplifier 79, 80 and 81 supplied. The pulse trains supplied to amplifier 80 are opposite the corresponding control pulse trains which are fed to the amplifier 79 to 120 ° out of phase, while the pulse trains fed to the amplifier stage 81 are out of phase with the corresponding ones of amplifier 79 by 240 °. The three power amplifiers are consequently three alternating currents that oppose each other are out of phase by 120 '. They are used to supply motor 1.

Zur näheren Erläuterung sei hier bemerkt, daß die Anordnung beispielsweise so getroffen ist, daß eine volle Zählperiode am Zähler 72, d. h. also diejenige Zeit, die vom Zähler 72 zur Zählung von 120 Impulsen benötigt wird, der vollen Periode der sechs Impulsfolgen, die der Diodenmatrix 73 entnommen sind, entspricht. Ein Impuls der Leitung 73 weist deshalb beispielsweise eine Breite auf, die der Zählzeit vom »0«-ten bis zum »60«-sten Impuls am Zähler 72 entspricht, während ein Impuls auf die Leitung 74 während der Zählzeit »60« ... »120« entsteht. Die Breite der Impulse auf der Impulsleitung 75 entspricht der Zählzeit des Zählers 72 vom »40«-sten bis zum »100«-sten Zählimpuls, während vom »100«-sten bis zum »40«-sten Zählimpuls auf die Leitung 76 über die Diodenmatrix 73 eine Spannung geschaltet ist. Schließlich wird vom »80«-sten Zählimpuls an bis zum »20«-sten Zählimpuls auf die Leitung 77 eine Spannung geschaltet, und während der Zeitdauer, während der Zähler 72 den Zählimpuls vom Impuls »20« zum Impuls »80« zählt, führt die Leitung 78 Spannung (vgl. hierzu das Diagramm der F i g. 4).For a more detailed explanation, it should be noted here that the arrangement, for example is so chosen that a full counting period on the counter 72, i. H. so the one Time taken by counter 72 to count 120 pulses, the full period of the six pulse trains taken from the diode matrix 73 corresponds. A The pulse of the line 73 therefore has a width, for example, that of the counting time from the "0" th to the "60" th pulse at the counter 72, while a pulse on the line 74 during the counting time "60" ... "120" arises. The width of the Pulses on pulse line 75 correspond to the counting time of counter 72 from the "40" th up to the "100" -th counting pulse, while from the "100" -th to the "40" -th counting pulse a voltage is connected to the line 76 via the diode matrix 73. In the end is sent from the "80" -th counting pulse to the "20" -th counting pulse on line 77 switched a voltage, and during the period of time during the counter 72 the counting pulse counts from pulse “20” to pulse “80”, line 78 carries voltage (cf. the diagram of FIG. 4).

Die Beschränkung der Zählkapazität des Zählers 72 wird durch Mittel zur selbsttätigen Rückstellung seines Zählerstandes bewirkt. Hierzu wird über die Diodenmatrix 73 auf die Leitung 82 eine Spannung geschaltet, die lediglich dann vorhanden ist; wenn der Zähler 72 den Impuls »119« zählt.The limitation on the counting capacity of the counter 72 is implemented by means causes the automatic reset of its counter reading. To do this, the Diode matrix 73 connected to line 82 a voltage, which is only then is available; when the counter 72 counts the pulse "119".

Dem Binärzähler 61 ist ebenfalls eine Diodenmatrix 83 nachgeschaltet. Die Anordnung ist dort derart getroffen, daß im eingeregelten Zustand des Motors 1, d. h. bei einem Zählergebnis des Zählers 61, das der Stellgröße »Null« entspricht, auf die Leitung 84 eine Spannung geschaltet ist. Die Leitungen 82 und 84 sind mit den Eingängen eines logischen »Und«-Gatters 85 verbunden, das über seine Ausgangsleitung mit einer »Oder«-Schaltung 87 in Verbindung steht. Liegen an den beiden Eingängen der »Und«-Schaltung 85 Spannungen, so schaltet die »Und«-Schaltung über das »Oder«-Gatter auf die Leitung 88 einen Impuls; der eine Rückstellung des Zählerstandes am Zähler 72 auf den Beginn seines Zählzyklus bewirkt.The binary counter 61 is also followed by a diode matrix 83. The arrangement is made there in such a way that in the regulated state of the motor 1, d. H. with a counting result of counter 61 that corresponds to the manipulated variable "zero", a voltage is connected to line 84. Lines 82 and 84 are with connected to the inputs of a logical "And" gate 85, which via its output line is connected to an "or" circuit 87. Lying at the two entrances the "and" circuit 85 voltages, the "and" circuit switches via the "or" gate a pulse on line 88; one resetting of the counter reading on the counter 72 causes the start of its counting cycle.

Weicht die Stellgröße des beschriebenen Digitalreglers vom Wert »Null« ab, so wird je nach dem Vorzeichen und nach dem Betrag der Stellgröße entweder auf die Leitungen 89, 90 oder auf die Leitungen 91 und 92 bei entsprechendem Zählerstand am Zähler 61 über die Matrix 83 eine Spannung geschaltet. Die genannten Leitungen sind jeweils mit den »Und«-Schaltungen 93, 94, 95 und 96 verbunden, denen an ihren zweiten Eingängen über die Leitungen 97, 98, 99 und 100 Spannungen zugeführt sind, die in bestimmten Zählstellungen des Binärzählers 72 der Diodenmatrix 73 entnehmbar sind.If the manipulated variable of the digital controller described deviates from the value »zero« from, then depending on the sign and the amount of the manipulated variable is either on lines 89, 90 or lines 91 and 92 when the count is appropriate a voltage is switched at the counter 61 via the matrix 83. The said lines are connected to the "and" circuits 93, 94, 95 and 96, those at their voltages are fed to the second inputs via lines 97, 98, 99 and 100, which can be taken from the diode matrix 73 in certain counting positions of the binary counter 72 are.

Die Anordnung kann beispielsweise derart getroffen sein, daß die Leitung 97 immer dann Spannung führt, wenn der Impuls »108« vom Zähler 73 gezählt wird. Wird der Impuls »114« oder der Impuls »126« bzw. »134« gezählt, so führt entweder die Leitung 98; 99 oder 100 eine Spannung. Die Ausgänge sämtlicher »Und«-Schaltungen sind über die »Oder«-Schaltung 87 mit der Leitung $8 verbunden. Es ist deshalb möglich, den Zähler 72 in Abhängigkeit von der Reglerstellgröße bereits beim Auftreten des »108«-sten, des »114«-sten oder aber beim Auftreten des »126«-sten bzw. »136«-sten Zählimpulses in seine Nullstellung zurückzustellen. Der Zählzyklus der Zählvorrichtung wird deshalb entweder verkürzt oder verlängert, wobei eine Verkürzung bzw. Verlängerung um z. B. sechs Zählimpulse am Phasenwinkel der dem Motor 1 zugeführten Speiseströme einer Verschiebung von äquivalent ist. Die Anordnung kann hinsichtlich dieser Wirkungsweise selbstverständlich verändert werden. In F i g. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt, wobei lediglich auf den Teil der Einrichtung, der dem Stellgrößenspeicher des Digitalreglers nachgeschaltet ist, Bezug genommen ist.The arrangement can be made, for example, in such a way that the line 97 always carries voltage when the pulse "108" by the counter 73 is counted. If the pulse "114" or the pulse "126" or "134" is counted, either line 98 leads; 99 or 100 a voltage. The outputs of all "and" circuits are connected to line $ 8 via the "or" circuit 87. It is therefore possible, depending on the controller manipulated variable, to reset the counter 72 to its zero position as soon as the "108" th, the "114" th or the "126" th or "136" th count pulse occurs postpone. The counting cycle of the counting device is therefore either shortened or lengthened, with a shortening or lengthening by z. B. six counting pulses at the phase angle of the feed currents fed to the motor 1 with a shift of is equivalent. The arrangement can of course be changed with regard to this mode of operation. In Fig. 2 another embodiment of a device according to the invention is shown schematically, reference being made only to the part of the device which is connected downstream of the manipulated variable memory of the digital controller.

Der Stellgrößenspeicher ist wieder mit 17 bezeichnet, seine Anteilspeicher mit 18, 19 und 20. Die Vergleichsvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels umfaßt lediglich eine einzige Impulszählvorrichtung 116, der über die Leitung 41 vom HF-Oszillator 10 über die Torschaltung 40 Hilfsimpulse zuführbar sind. Mit 113, 114 und 115 sind drei aus logischen Schaltelementen aufgebaute, an sich bekannte Vergleichsvorrichtungen bezeichnet, die zum Vergleich der Zahlenwerte, die in den Ausgaberegistern 22, 24 und 26 der Anteilspeicher gespeichert sind, mit dem Zählerstand des Impulszählers 116 dienen. Hierzu sind die Ausgaberegister über Leitungen 110, 111 und 112 mit der jeweils zugehörigen Vergleichsvorrichtung verbunden. Bei Öffnung des Tors 40 durch Impulsgabe über die Startimpulsleitung 47 laufen in den Zähler 116 Impulse ein, so daß sich sein Zählerstand vom Zählerstand Null mit konstanter Zählgeschwindigkeit zu wachsenden Zählerständen auffüllt. Die bistabilen Schaltelemente der Impulszählvorrichtung 116 stehen über die Leitung 117 mit den zweiten Eingängen der Vergleichsvorrichtungen 113, 114 und 115 in Verbindung.The manipulated variable memory is again denoted by 17, its proportion memory by 18, 19 and 20. The comparison device of this embodiment comprises only a single pulse counting device 116 to which auxiliary pulses can be supplied via the line 41 from the HF oscillator 10 via the gate circuit 40. 113, 114 and 115 denote three comparison devices made up of logic circuit elements, known per se, which are used to compare the numerical values stored in the output registers 22, 24 and 26 of the portion memory with the count of the pulse counter 116. For this purpose, the output registers are connected to the respectively associated comparison device via lines 110, 111 and 112. When the gate 40 is opened by generating a pulse via the start pulse line 47 , pulses enter the counter 116 so that its counter reading is replenished from zero at a constant counting speed to increasing counter readings. The bistable switching elements of the pulse counting device 116 are connected to the second inputs of the comparison devices 113, 114 and 115 via the line 117.

Zunächst wird der Stand des Speichers 22 mit dem anwachsenden Zählerstand des Zählers 116 verglichen. Sind beide Zahlenwerte gleich, so wird von der Vergleichsvorrichtung 113 auf die Impulsleitung 118 ein Impuls geschaltet, der über die Schaltvorrichtung 43, die wieder als Ringzähler der erwähnten Art ausgebildet sein kann, auf die Leitung 119 gelangt. Beim Auftreten dieses Impulses wird der Stand des Zählers 116 gelöscht, und es wird der Ringzähler 43 weitergeschaltet, wodurch nunmehr die Leitung 119 mit dem Ausgang der Vergleichsvorrichtung 114 über die Leitung 120 verbunden ist. Der Zähler 116 wird erneut aufgefüllt, und es erzeugt die Vergleichsvorrichtung 114 bei Gleichheit des Zahlenwertes am Zähler 116 mit dem Zahlenwert des Ausgaberegisters 24 einen Impuls, der über die Leitung 120, 119 den Zähler 116 löscht und den Ringzähler 43 um einen Schritt fortschaltet. Durch erneutes Auffüllen des Zählers 116 wird bei Gleichheit seines Zählerstandes mit dem Inhalt des Registers 26 auf die Leitung 121 von der Vergleichsvorrichtung 115 eine Spannung geschaltet. Die Spannung stellt über die Leitung 119 den Zähler 116 zurück. Gleichzeitig wird vom Schalter 43 der Schalter 122, z. B. ein monostabiler Multivibrator, betätigt; der auf die Leitung 123 einen Stopimpuls, der dem Tor 40 zugeführt ist, schaltet. Der Zählvorgang wird deshalb am Zähler 116 beendet, und es ist die Zeit, die zwischen der Öffnung des Tors 40 und seiner Schließung vergangen ist, wieder der Reglerstellgröße proportional. Die über das Tor 40 dem Zähler 116 zugeführten Impulse sind deshalb gleichzeitig bei der Anordnung nach diesem Ausführungsbeispiel dem Stellgrößenzähler 61 zugeführt, der - wie an Hand der F i g. 1 beschrieben - als Stellvorrichtung für den Regler dient.First, the status of the memory 22 is compared with the increasing count of the counter 116. If both numerical values are the same, a pulse is switched from the comparison device 113 to the pulse line 118, which pulse arrives at the line 119 via the switching device 43, which can again be designed as a ring counter of the type mentioned. When this pulse occurs, the status of the counter 116 is cleared, and the ring counter 43 is incremented, as a result of which the line 119 is now connected to the output of the comparison device 114 via the line 120. The counter 116 is refilled, and if the numerical value at the counter 116 is equal to the numerical value of the output register 24, the comparison device 114 generates a pulse which clears the counter 116 via the line 120, 119 and advances the ring counter 43 by one step. When the counter 116 is filled up again, a voltage is switched to the line 121 from the comparison device 115 if its counter reading is equal to the content of the register 26. The voltage resets the counter 116 via the line 119. At the same time, the switch 43, the switch 122, z. B. a monostable multivibrator actuated; which switches a stop pulse on line 123, which is fed to gate 40. The counting process is therefore ended at the counter 116, and the time that has passed between the opening of the gate 40 and its closing is again proportional to the controller manipulated variable. The pulses supplied to the counter 116 via the gate 40 are therefore simultaneously supplied to the manipulated variable counter 61 in the arrangement according to this exemplary embodiment, which - as shown in FIG. 1 - serves as an adjusting device for the controller.

In F i g. 3 ist ein PD-Regler nach der Erfindung dargestellt, bei dem das durch die programmgesteuerte Vergleichsvorrichtung erzeugte Zeitintervall ohne Auszählung seiner Länge direkt als Stehgröße benutzt wird. In F i g. 3 bezeichnet 1 wieder einen dreiphasigen Synchronmotor, dessen Rotorwelle 2 mit dem Impulsgeber 3 gekuppelt ist, der in bestimmten Stellungen der Rotorwelle Nadelimpulse erzeugt.In Fig. 3 shows a PD controller according to the invention the time interval generated by the program-controlled comparison device is used directly as a standing size without counting its length. In Fig. 3 designated 1 again a three-phase synchronous motor, its rotor shaft 2 with the pulse generator 3 is coupled, which generates needle pulses in certain positions of the rotor shaft.

Mit 10' ist ein HF-Oszillator bezeichnet, der über die Leitung 213, die Frequenzteilerstufen 214 und 215 und die beiden Tore 209 und 210 mit dem Stellgrößenspeicher 17 des Reglers in Verbindung steht.- Den Toren 209 und 210 sind über die Leitung 208 die Impulse des Generators 3 als Startimpulse zugeführt, während der Sollimpulsgenerator 5 über die Leitungen 211 und 212 mit den beiden Toren in Verbindung steht und für diese Tore Stopimpulse liefert.An HF oscillator is designated by 10 ', which via the line 213, the frequency divider stages 214 and 215 and the two gates 209 and 210 with the manipulated variable memory 17 of the controller is in communication. - The gates 209 and 210 are over the line 208 the pulses from generator 3 are supplied as start pulses, while the target pulse generator 5 via the lines 211 and 212 with the two gates in connection and for this gate delivers stop pulses.

Die während der Öffnungszeit der beiden Tore in den Stellgrößenspeicher 17 gelangenden Impulse werden - wie bereits beschrieben - in den beiden Zählvorrichtungen 216 bzw. 217 des Stellgrößenspeichers 17 in den P-Anteil bzw. D-Anteil der Reglerstellgröße umgewandelt, und diese werden in die Ausgaberegister 218 bzw. 219 des Stellgrößenspeichers als Komplementärzahlen absatzweise übertragen.During the opening time of the two gates in the manipulated variable memory 17 arriving pulses are - as already described - in the two counting devices 216 or 217 of the manipulated variable memory 17 into the P component or D component of the controller manipulated variable converted, and these are in the output registers 218 and 219 of the manipulated variable memory transferred as complementary numbers in paragraphs.

Die Zahlenwerte der Ausgaberegister werden wiederum ausgezählt. Hierzu dient der Oszillator 10, der über die Leitung 41 bzw. 42 mit dem Eingang des Umschalters 43 in Verbindung steht. In die Leitung 41, 42 ist - wie bereits an Hand der F i g.1 erläutert - ein elektronisches Tor 40, das durch Impulsgabe über die Leitung 47 geöffnet werden kann, eingeschaltet, so daß bei geöffnetem Tor die Impulse des Oszillators über die Leitung 42 und den Umschalter 43 auf die Leitung 44 gelangen, von wo aus sie dem Ausgabezähler 218 zugeführt sind.The numerical values of the output registers are counted again. The oscillator 10, which is connected to the input of the changeover switch 43 via the line 41 or 42, is used for this purpose. In line 41, 42 - as already explained with reference to FIG. 1 - an electronic gate 40, which can be opened by generating pulses via line 47, is switched on, so that when the gate is open the oscillator pulses are transmitted via the line 42 and the changeover switch 43 reach the line 44, from where they are fed to the output counter 218.

Der Zähler 218 zählt wiederum eine Impulszahl, die der Komplementärzahl des im Ausgabezähler 218 gespeicherten Zahlenwerts entspricht, so daß nach Auszählung dieser Anzahl über die Leitung 48 ein Umschaltimpuls dem Umschalter 43 zuführbar ist. Der Umschalter 43 wird durch diesen Impuls auf die Leitung, 45 umgeschaltet, weshalb die Schwingungen des Oszillators 10 nunmehr dem -Eingang des elektronischen Zählers 219 zugeführt sind. Auch diesem Zähler -wird eine Impulsanzahl zugeführt, die dem Komplement des Inhalts des Zählers 219 entspricht, worauf anschließend nach Erreichen dieses Zählergebnisses über die Leitung 51, 51A das Tor 40 geschlossen und gleichzeitig. der Umschalter 43 in seine ursprüngliche Lage zurückgeführt wird.The counter 218 in turn counts a number of pulses which corresponds to the complementary number of the numerical value stored in the output counter 218, so that after this number has been counted a switchover pulse can be fed to the switch 43 via the line 48. The changeover switch 43 is switched to line 45 by this pulse, which is why the oscillations of the oscillator 10 are now fed to the input of the electronic counter 219. A number of pulses is also fed to this counter which corresponds to the complement of the content of the counter 219, whereupon, after this counter result has been reached, the gate 40 is closed and simultaneously via the line 51, 51A. the changeover switch 43 is returned to its original position.

Die Zeitdauer zwischen der Öffnung des Tors 40 und seiner Schließung ist deshalb wieder der Stellgröße des Reglers proportional, wobei die Proportionalitätsfaktoren, mit denen der P-Anteil und der D-Anteil der Stellgröße behaftet ist, abermals durch Einstellung der Teilverhältnisse an den Frequenzteilerstufen 214 und 215 wählbar sind.The time between the opening of the gate 40 and its closing is therefore again proportional to the manipulated variable of the controller, the proportionality factors with which the P-component and the D-component of the manipulated variable is affected, again by setting the partial ratios at the frequency divider stages 214 and 215 are selectable.

Das der Stellgröße proportionale Zeitintervall wird wie folgt zur Verstellung des Phasenwinkels des dem Motor 1 zugeführten Speisestroms ausgenutzt: Die Schwingungen des Oszillators 10 gelangen über die Leitung-200, über das Tor 201 und über die Leitung 202 zum Eingang des Binärzählers 203. Die Schaltelemente des Binärzählers werden deshalb, wie bereits an Hand der F i g. 1 erläutert, periodisch durch ihre Schaltzustände gesteuert, wobei nach Erreichen eines bestimmten Zählergebnisses auf die Leitung 203A ein Impuls gegeben wird, der das Tor 201 schließt.The time interval proportional to the manipulated variable is used as follows to adjust the phase angle of the feed current supplied to motor 1 : The oscillations of oscillator 10 reach the input of binary counter 203 via line 200, gate 201 and line 202 Binary counters are therefore, as already shown in FIG. 1 explained, periodically controlled by their switching states, after reaching a certain counter result, a pulse is given on the line 203A, which closes the gate 201.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei zunächst angenommen, daß die Zählkapazität des Zählers 203 z. B. k' = 120 beträgt. Dem Zähler 203 ist die Diodenmatrix 204 nachgeschaltet, deren sechs Ausgängen a, a', b, b', c und c' sechs Impulsfolgen rechteckiger Impulsform entnehmbar sind, die als Steuerimpulsfolgen den Gegentaktverstärkern 205, 206 und 207 zugeführt sind, die ihrerseits den Motor 1 speisen. Die Anordnung ist so getroffen, daß beispielsweise auf die Leitung a eine rechteckförmige positive Spannung zwischen dem »0«-ten und dem »60«-sten Zählimpuls am Zähler 203 geschaltet wird. Auf die Leitung a' wird hingegen während der Zählzeit zwischen dem »60«-sten und dem »120«-sten Zählimpuls eine Spannung geschaltet. Beide Spannungen sind deshalb gleichfrequent und um 180° phasenverschoben. Sie sind im Diagramm der F i g. 4 dargestellt und mit U" bzw. U"# bezeichnet. Tizo bezeichnet in diesem Diagramm die Periodendauer der Impulsfolgen, die mit der Zeit identisch ist, die zur Zählung von 120 Impulsen des Oszillators 10 am Zähler 203 benötigt wird.. Die entsprechenden Spannungen, die den Verstärkern 206 bzw. 207 zugeführt sind, sind ebenfalls im Diagramm der Fig. 4 dargestellt undjeweilsmit Ub, Ub, bzw. U" U" bezeichnet. Dem Diagramm ist entnehmbar, daß auf die Leitung b während der Zählzeit des Zählers zwischen dem »40«-sten und dem »100«-sten Zählimpuls am Eingang des Binärzählers 203 eine positive Spannung geschaltet wird, während auf die Leitung b' eine um 180° phasenverschobene Spannung geschaltet wird. Die Spannung Ub ist deshalb gegen die Spannung U" um 120° phasenverschoben, während die Spannung Ub# gegen die Spannung U"# ebenfalls um 120° phasenverschoben ist. Entsprechend liegen die Verhältnisse bei den Spannungen U, bzw. U".To explain the mode of operation, it is first assumed that the counting capacity of the counter 203 z. B. k '= 120. The counter 203 is followed by the diode matrix 204, whose six outputs a, a ', b, b', c and c ', six pulse trains of rectangular pulse shape can be taken, which are fed as control pulse trains to the push-pull amplifiers 205, 206 and 207, which in turn control the motor 1 dine. The arrangement is such that, for example, a square-wave positive voltage is switched to line a between the "0" -th and the "60" th counting pulse at the counter 203. On the other hand, a voltage is switched to line a 'during the counting time between the "60" th and the "120" th count pulse. Both voltages are therefore of the same frequency and phase shifted by 180 °. They are in the diagram of FIG. 4 and labeled with U "or U"#. In this diagram, Tizo denotes the period duration of the pulse trains, which is identical to the time required to count 120 pulses from oscillator 10 at counter 203. The corresponding voltages supplied to amplifiers 206 and 207 are also in 4 and denoted Ub, Ub, and U "U", respectively. The diagram shows that during the counting time of the counter between the "40" th and the "100" th counting pulse at the input of the binary counter 203, a positive voltage is switched to line b ', while a voltage of 180 ° phase-shifted voltage is switched. The voltage Ub is therefore phase-shifted by 120 ° with respect to the voltage U ", while the voltage Ub # is also phase-shifted by 120 ° with respect to the voltage U"#. The ratios for the voltages U and U "are correspondingly.

Es ist ohne weiteres einleuchtend, daß durch Verkürzung bzw. Verlängerung der Zählperiode des Zählers 203 um das Zeitintervall IL T' an den Steuerspannung U" bis U" eine Phasenverschiebung in positivem oder negativem Sinne herbeiführbar ist, die sich in einer äquivalenten Phasenverschiebung des Motorspeisestroms äußert. Die Anordnung ist deshalb so in diesem Ausführungsbeispiel getroffen, daß der Zähler 203 im Normalfalle nicht bis zum Zählergebnis »120«, das seiner normalen Zählkapazität entspricht, zählt, sondern daß- die Zahlzeit am Zähler 203, die diesem Zählergebnis entspricht, um eine Zählzeit T' verkürzt ist. Dieser Zählzeit können beispielsweise zwanzig Zählimpulse entsprechen, so daß der Zähler 203 bei sonst ungeänderten Verhältnissen lediglich bis »100« zählt und beim Erreichen dieses Zählergebnisses über die Leitung 203A das Tor 201 sperrt.It is obvious that by shortening or lengthening the counting period of the counter 203 by the time interval IL T 'at the control voltage U "to U" bring about a phase shift in a positive or negative sense which is expressed in an equivalent phase shift of the motor feed current. The arrangement is therefore made in this embodiment that the counter 203 normally not up to the counting result "120", that of his normal counting capacity corresponds, counts, but that the payment time at the counter 203, which this counting result is shortened by a counting time T '. This counting time can for example correspond to twenty counting pulses, so that the counter 203 with otherwise unchanged conditions only counts up to "100" and when this count is reached over the line 203A locks gate 201.

Gleichzeitig mit der Sperrung des Tors 201 wird über die Leitung A47 das Tor 40 geöffnet, so daß der oben beschriebene Vorgang der Stellgrößenbildung eingeleitet und durchgeführt wird. Der über die Leitung 51 a zum Tor 40 gelangende Stopimpuls wird dabei gleichzeitig als -Startimpuls dem Tor 201 zugeführt, so daß der Zählvorgang am Zähler 203 fortgesetzt wird.Simultaneously with the blocking of gate 201, line A47 the gate 40 is opened, so that the process of manipulated variable formation described above initiated and carried out. The one arriving at gate 40 via line 51 a Stop pulse is simultaneously fed to gate 201 as a start pulse, so that the counting process at the counter 203 is continued.

Die Zählperiode am Zähler 203 und damit die Periode des Speisewechselstroms des Motors 1 wird deshalb je nach Größe der Öffnungszeit des Tors 40 mehr oder weniger gedehnt, wobei einer Öffnungszeit beispielsweise der Länge T' dem eingeregelten Zustand des Motors 1 entspricht. Ist der Motor nicht eingeregelt, so wird T die Öffnungszeit des Tors 40 größer oder kleiner als T' sein, was eine entsprechende PhasenverschiebungamMotorspeisestromzurFolgehat.The counting period at the counter 203 and thus the period of the alternating supply current of the motor 1 is therefore more or less depending on the size of the opening time of the gate 40 stretched, with an opening time, for example, the length T 'the regulated State of engine 1 corresponds. If the motor is not regulated, T becomes the Opening time of the gate 40 be greater or less than T ', which is a corresponding Phase shift in the motor supply current.

Neben den erläuterten Ausführungsformen von Einrichtungen nach der Erfindung sind zahlreiche Variationen möglich. Im besonderen ist es beispielsweise bei der Anordnung nach F i g. 1 denkbar, den Eingang der Zählvorrichtung 61 mit den Leitungen 44, 45 und 46 in Verbindung zu bringen. Weiterhin ist man nicht an die Verwendung des Tors 40 bei Anordnungen nach der Erfindung gebunden. Vielmehr können die Zeiten, die zur Auszählung der Anteilspeichern entnehmbaren Zahlenwerte benötigt werden, auch anderweitig durch gesonderte Meßvorrichtungen ermittelt werden.In addition to the illustrated embodiments of devices according to Numerous variations are possible in accordance with the invention. In particular it is for example in the arrangement according to FIG. 1 conceivable, the input of the counting device 61 with to bring the lines 44, 45 and 46 in connection. Furthermore, one is not on the use of the gate 40 bound in arrangements according to the invention. Much more the times, the numerical values that can be taken for counting the share memories are required, can also be determined otherwise by separate measuring devices.

Die Anordnung nach der Erfindung ist überall dort mit Vorteil anwendbar, wo es sich -in Digitalreglern darum handelt, wenigstens zwei Zahlenwerte, die einem Anteilspeicher an sich beliebiger Ausbildung entnehmbar sind, zu einer Reglerstellgröße zu addieren.The arrangement according to the invention can be used with advantage wherever where it is - in digital controllers, at least two numerical values that one Share memory can be taken from any design, to a controller manipulated variable to add up.

Claims

Claims: 1. Digital controller with a manipulated variable storage device having at least two individual memories, to which digital measured values of a controlled variable or the control deviation can be supplied on the input side intermittently and from the output registers assigned to the individual memories, digital numerical values can be taken which correspond to proportional, integral or differential components of the manipulated variable of the controller ,. with a device for adding the manipulated variable components and an adjusting device adjusted by the manipulated variable, in particular a PID controller for regulating the phase angle of a shaft driven by a polyphase electric motor by adjusting the phase angle of the motor feed current, characterized by a digital adding device in which the output registers (22, 24, 26) the manipulated variable storage device (17) is assigned at least one pulse counting device (33, 34, 35) to which pulses from an auxiliary pulse source (10) can be fed via a gate (40 ) for the duration of a time interval corresponding to the counting of a number of pulses adapted to the register content , and by a switching device (43) for counting the contents of all output registers in immediate succession and for the subsequent blocking of the gate and also by a further pulse counter (61) which can be fed by pulses from an auxiliary pulse source, the counting pulses for the duration of the opening opening time of the gate. are supplied to actuate the adjusting device (83, 87, 72, 73, 4, 79, 80, 81) of the controller.

2. Digital controller according to claim 1, characterized in that the numerical values of the manipulated variable storage device (17) can be extracted numbers as complementary numbers in pulse counting devices (33, 34, 35) and in that means (43) for replenishment taking place one after the other - the pulse counting devices (33, 34, 35) up to a count which corresponds to the complementary number of its counter content, and means (40) for identifying the total counting time by two pulses limiting the counting time interval are provided.

3. Digital regulator according to claim 2, characterized in that the pulse counting devices Reaching their final count serve to actuate the switching device.

4th Digital regulator according to Claim 1, characterized in that a single pulse counting device (116) is present, the counter content of which changes over time due to auxiliary pulse counting one after the other via comparison devices (113,114,115) containing logic switching elements with the content of the output register (22, 24, 26) of the manipulated variable memory (17) in such a way What is comparable is that if the numbers to be compared are the same, the counter contents can be deleted by the comparison devices.

5. Digital regulator according to one of the Claims 1 to 4, in the case of the means for setting the proportionality factors of the manipulated variable components are provided and in which the controlled variable or the Control deviation of the storage device of the controller as changing with this size The number of pulses can be fed in, characterized in that the amount fed to the proportion stores Number of pulses is adjustable.

6. Digital regulator according to one of claims 1 to 5 for controlling the phase angle of a driven by a multi-phase electric motor Wave in which the motor supply current from the oscillations of an oscillator through periodic control of the bistable switching elements of a pulse counting device is derived, characterized in that the correcting variable of the controller corresponding Time intervals are used to control the counting period of the pulse counter (203). Documents considered: German Auslegeschrift No. 1102 876; magazine "AEG-Mitt.", Vol. 50, 1960, H.8 / 9, pp. 419 to 426; Vol. 50, 1960, H. 3/4, p.136 bis 139; Magazine »Elektrotechn. and Masch: bau ", 1959, no. 22, pp. 531 to 535; magazine »Electronics«, 1961, pp.131 to 136; Journal "ETZ-A", Vol. 78, H. 21, p. 774.