DE1265270B - Stabilisierter Regelkreis - Google Patents

Description

• Stabilisierter Regelkreis, Die Erfindung betrifft einen stabilisierten Regelkreis mit einem ein Stellglied für einen Stellantrieb steuernden Regelverstärker, an dessen Eingang die Regelabweichung anliegt, mit einer einen die Erregungsfrequenz des Stellgliedes sperrenden Filterkreis und ein nichtlineares Glied enthaltenden Rückführschaltung zur Rückführung der Stellgröße auf die Eingangsstufe des Regelverstärkers zur selbsttätigen Einstellung dessen Verstärkungsgrades. Die Erfindung bezweckt die Stabilisierung eines derartigen Regelkreises gegenüber Regelschwingungen und Pendelungen.
• Bei einem Regelkreis soll zur Erzielung einer hohen Einstellgenauigkeit die Verstärkung des Regelkreises möglichst groß sein. Bei jedem derartigen gegengekoppelten System besteht die Gefahr, daß infolge von Phasenverschiebungen in der Gegenkoppelungsschleife schwach gedämpfte oder sogar ungedämpfte Schwingungen erregt werden. Bei einem Regelkreis zur Einstellung eines mechanischen Stellantriebes äußern sich solche Schwingungen als Pendelungen des Stellantriebes.
• Zur Unterdrückung solcher Pendelungen bei Stellantrieben wurde bereits die Verwendung von Tachogeneratoren oder von anderen kostspieligen Bauteilen vorgeschlagen.
• Es ist ferner eine Regelvorrichtung bekannt, bei der zur Unterdrückung von Pendelungen eine stabilisierende, frequenzabhängige Rückführung mit einem nichtlinearen Glied vorgesehen ist, dabei hat das nichtlineare Glied dort die Aufgabe, die Amplitude cntstehender Rückführimpulse zu begrenzen. Dies hat zur Folge, daß die Rückführcharakteristik einen unstetigen Verlauf hat. Außerdem ist beim bekannten Regler vorgesehen, daß sich der Verstärkungsgrad des Verstärkers erhöhen soll, wenn sich die Amplitude der Rückführimpulse stark ändert.
• Die Erfindung bezweckt demgegenüber die Schaffung eines Regelkreises, der trotz eines einfachen und billigen Aufbaus Pendelungen wirksam vermeidet. Dabei soll erstens diehohe, statischeVerstärkung derRegelschleife nicht beeinträchtigt werdeti und zweitens ein stetiger Einfluß auf den Wrstärkungsgrad des Verstärkers im stabilisierenden Sinne ausgeübt werden.
• Bei einem stabilisierten Regelkreis der zuvor beschriebenen Art wird dies nach der Erfindung dadurch verwirklicht, daß als nichtlineares Glied ein Gleichrichter vorgesehen ist, dessen Ausgangsgleichspannung den Arbeitspunkt der Eingangsstufe derart verstellt, daß der Verstärkungsgrad des Regelverstärkers mit zunehmender Amplitude der Rückführgleichspannung herabgesetzt wird. Es ist zwar bekannt, bei Rundfunkempfängem den Verstärkungsgrad des NF-Verstärkers dadurch herabzusetzen, daß eine Wechselspannung gleichgerichtet und zur Verstellung des Arbeitspunktes auf den Eingang der 1. NF-Stufe zurückgeführt wird. Die Maßnahme dient jedoch nicht zur Verhinderung von Pendelungen der Lautstärkeregelung, sondern zur Vermeidung einer Übersteuerung des Lautsprechers. Es ist auch dort nicht die Stellgröße eines SteII-antriebs, sondern die Ausgangsspannung der 1. NF-Stufe zurückgeführt, und es ist ein eigener Verstärker für den Rückführkreis erforderlich.
• Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Regelkreises. Es zeigt F i g. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Regelkreises und F i g. 2 eine nähere Darstellung einzelner Schaltkreise des Regelkreises nach F i g. 1.
• Bei einem Regelkreis nach F i g. 1 wird ein Sollwertsignal Ui, oder ein sonstiges Stellsignal in einen Vergleicherkreis 1, beispielsweise einen Subtraktionskreis, eingespeist, welchem außerdem ein von der Lage des Stellantriebs abhängiges Istwertsignal zugeführt wird. Dieses wird einem von einer Bezugsspannung U"f erregten, mechanisch mit dem Stellantrieb gekoppelten Signalgeber 2 entnommen. Das Ausgangssignal des Vergleicherkreises 1 steuert einen Regelverstärker 3, welcher seinerseits mittels eines Stellmotors 4 den Stellantrieb und den Signalgeber 2 verstellt.
• Die Verstärkung des Regelverstärkers 3 wird durch ein Steuersignal beeinflußt, das am Ausgang eines an einen Filterkreis 6 angeschlossenen Gleichrichters 5 abgenommen wird. Dem Filterkreis 6 wird die Speisespannung des Stellmotors 4 bzw. die Ausgangsspannung des Signalgebers 2 zugefühlt. Der Filterkreis 6 ist so abgestimmt daß er die Frequenz der Speisespannung des Motors bzw. die Frequenz der Bezugsspannung sperrt, jedoch alle anderen Frequenzen, die Pendelungen entsprechen, durchläßt. Bei Verwendung eines Gleichspannungsmotors kann man einen einfachen Hochpaß, beispielsweise ein differenzierendes RC-Glied. als Filterkrefis vorsehen.
• Die Amplitude der Motorspeisespannung schwankt ebenso wie die Ausgangsspannung des Signalgebers 2 im Maße der Pendelungen des Regelkreises. Diese Frequenzen werden von dem Filterkreis 6 durchgelassen und erzeugen am Ausgang des Gleichrichters 5 ein Rückführsignal, das die Verstärkung des Regelverstärkers 3 so weit verringert, daß die Peiidelungen aufhören. Im Ruhezustand verschwindet dieses Rückführsignal, so daß im Ruhezustand die maximale Verstärkung des Regelverstärkers und damit eine maximale Empfindlichkeit des Regelkreises zur Verfügung stehen.
• F i g. 2 zeigt Einzelheiten der Verstärkungsregelschaltung. Der Regelverstärker enthält einen - Transistor 7 sowie weitere Stufen 8. über den Gleichrichter 9 wird eine Steuergleichspannung für den Stellmotor 4 erzeugt. Die Gleichspannung wird von dem Blockkondensator 10 gesperrt, der jedoch Schwankungen der Gleichspannung an den aus einem Widerstand 11, einer Diode 12 sowie einem Kondensator 13 bestehenden Gleichrichter durchläßt. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters liegt an der Emitterelektrode des Transistors 7, so daß die Verstärkung jeweils so weit verringert wird, daß die Pendelungen und damit die Schwankungen der Motorspeisespannung aufhören. Bei Speisung des Motors 4 mit einer Wechselspannung ersetzt man den Kondensator 10 durch einen Filter, dessen Sperrfrequenz mit der Frequenz der Speisespannung übereinstimmt. Die Durchlässigkeit des Filters muß mindestens für die Summen- oder Differenzfrequenz der Speisefrequenz und der Pendelungsfrequenz genügend groß sein.
• Der Filter 6 ist bei Anschluß an den Ausgang des Signalgebers 2 in entsprechender Weise ausgebildet.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Stabilisierter Regelkreis mit einem ein Stellglied für einen Stellantrieb steuernden Regelverstärker, an dessen Eingang die Regelabweichung anliegt, mit einer einen die Erregungsfrequenz des Stellgliedes sperrenden Filterkreis und ein nichtlineares Glied enthaltenden Rüi#kführschaltung zur Rückführung der Stellgröße auf -die Eingangsstufe des Regelverstärkers zur selbstig * tigen Einstellung dessenVerstärkungsgrades, dadurch gekennzeichnet, daß als nichtlineares Glied ein Gleichrichter vorgesehen ist, dessen Ausgangsgleichspannung den Arbeitspunkt der EingangS7 stufe derart verstellt, daß der Verstärkungsgrad des Regelverstärkers mit zunehmender Amplitude der Rückführgleichspannung herabgesetzt- wird.
2. 2. Regelkreis nach Ansprach 1 mit. einem gleichspannungserregten Stellglied, gekennzeichnet durch einen als Hochpaß ausgebildeten Filterkreis-(6). 3. Regelkreis nach Anspruch 1 mit einem wechselspannungserregten Stellglied, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkreis als auf die Erregungsfrequenz abgestimmter Sperrkreis ausgebildet ist.
3. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1095 371, 1129 596; Buch von Külp, »Elektronenröhren und ihre Schaltungen«, erschienen 1951 im Verlag Vanderhoeck & Ruprecht, Göttingen, S. 178/179.