DE1291639B

DE1291639B - Steuereinrichtung zur Erzeugung eines Vorhalts fuer geschwindigkeitsgesteuerte Lenkflugkoerper

Info

Publication number: DE1291639B
Application number: DEB67402A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Arnold; Dr-Ing Otto E; Gispert; Dipl-Math Dr Hans-Guenther; Pabst; Stangl
Original assignee: Boelkow GmbH
Current assignee: Boelkow GmbH
Priority date: 1962-05-25
Filing date: 1962-05-25
Publication date: 1969-03-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zur Erzeugung eines Vorhalts für geschwindigkeitsgesteuerte Lenkflugkörper mit einem stark gedämpften Regelkreis.
Diese einem Regelkreis eine sichere Stabilität erhaltende Dämpfung bewirkt eine aperiodische Reaktion des Regelkreises und eine verhältnismäßig langsame Ausregelung einer Regelabweichung. Um diese Zeit zu verkürzen, ist es ganz allgemein und auch bei Lenkregelkreisen von Flugzeugen bekannt, in den Regelkreis Vorhalteglieder einzuführen, die bewirken, daß ein gegebenes Steuersignal vorübergehend einen höheren als den zur Ausregelung einer festgestellten Regelabweichung eigentlich erforderlichen Wert annimmt.
Hier setzt nun die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Steuereinrichtung zur Verbesserung des Regelverhaltens eines stark gedämpften Regelkreises für einen Lenkflugkörper zu schaffen und so auszubilden, daß die zur Verfügung stehenden Kräfte der Stellglieder zur schnellen Ausregelung einer Regelabweichung, im vorliegenden Falle also einer Bahnänderung des Lenkflugkörpers, voll ausnutzbar sind.
Ausgehend von einer Steuereinrichtung zur Erzeugung eines Vorhalts für einen Lenkregelkreis, wobei der Sollkommandowert zur Verkürzung der Einstellzeit bei starker Dämpfung des Regelsystems verstärkt wird, ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein von der Geschwindigkeit abhängiger Faktor und der aus einem Geber über ein Differenzierglied kommende Sollkommandowert in ein Multiplizierglied eingegeben werden, und daß das Produkt aus dem differenzierten Sollkommandowert und dem von der Geschwindigkeit abhängigen Faktor über einen Summierer sowie einen Integrator und einen Begrenzer an die Regelstrecke geführt wird, wobei ein Rückführsignal zwischen Integrator und Begrenzer abgegriffen wird, das in einem mit dem Geber verbundenen Differenzbilder vom Sollkommandowert abgezogen wird und wobei das entstandene Signal nach Multiplikation mit einer Geschwindigkeitskonstanten in einem weiteren Multiplizierglied in den Summierer zurückgeführt wird.
Im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung, wo das Summensignal aus den Signalen der Drehgeschwindigkeitsrückführungsschleife gebildet wird, also von den Stabilitätseigenschaften des zu lenkenden Flugzeuges abhängig ist und dessen Stabilitätseigenschaften beeinflußt, ist hier die Kommandoüberhöhung nur von der Größe des Sollkommandowertes und dessen Änderung abhängig. Die Kommandoüberhöhung ist zwar dem Lenkflugkörpersystem angepaßt, sie greift aber nicht in die Stabilitätseigenschaften dieses Systems ein und wird auch von diesem nicht beeinflußt.
Der von der Geschwindigkeit abhängige Faktor wird vorzugsweise von einem Geschwindigkeitsmeßgerät und/oder einem Programmwerk gebildet.
Ein Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 ein Diagramm eines Reglers ohne Kommandoverzerrung, F i g. 2 ein Diagramm eines Reglers mit Kommandover:terrung, F i g. 3 einen Regelkreis mit einer Einrichtung zur Kommandoverzerrung. In der F i g. 1 sind über der Zeitachse t der Istwert 1 und der Sollwert 2 eines stark gedämpften Reglers aufgetragen. Die Einstellzeit te, die der Regler benötigt, bis sein Istwert 1 auf den Sollwert anwächst, ist dabei für die Durchführung schneller Kommandovorgänge zu lang.
In der F i g: 2 sind über der Zeitachse t1 die Kennlinien eines Reglers aufgetragen, bei dem der Sollwert verzerrt und stark überhöht eingegeben ist. Die Funktion des verzerrten Sollwertes 5- steigt steil an. Dies bedingt, daß der Istwert 3 in der wesentlich kürzeren Zeit t, 1 seinen vorgesehenen Sollwert 4 erreicht. Im Diagramm nach der F i g. 2 ist ferner auch der Abklingvorgang des verzerrten Sollwertes 5 in Abhängigkeit von einer gemessenen Größe derart gesteuert, daß das Stellglied möglichst lange voll beaufschlagt ist. Auch bei stark gedämpften Reglersystemen läßt sich auf diese Weise eine schnelle Kommandoausführung erreichen.
In der F i g. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für den Kommandoverzerrer im Regelkreis eines geschwindigkeitsgesteuerten Flugkörpers schematisch dargestellt. Die Einrichtung zur Kommandoverzerrung 11 ist dabei durch zwei senkrecht verlaufende unterbrochene Linien gegenüber den Einrichtungen hervorgehoben, welche die Erfindung nicht betreffen. Das von einem Geber 10 kommende Signal wird der Einrichtung zur Kommandoverzerrung 11 zugeführt und dort in das Differenzierglied 12 sowie eine Einrichtung zur Differenzbildung 13 eingegeben. Aus dem differenzierten Signal und einem von der Geschwindigkeit des Flugkörpers abhängigen Faktor, den ein Programmgeber oder ein Meßgerät 15 liefert, wird in einem Multiplizierglied 14 das Produkt gebildet. Zu diesem Produkt wird in einer Einrichtung zur Summenbildung 16, die in einem Multiplizierglied 18 mit einem konstanten Faktor multiplizierte und aus der Einrichtung zur Differenzbildung 13 erhaltene Differenz aus dem vom Geber 10 kommenden Eingangssignal und einem rückgeführten Signal addiert. Das so erhaltene Signal liefert nach seiner Integration im Integrator 17 das überhöhte und verzerrte Signal, welches in die Rückführung 20 und einen Begrenzer 19 eingegeben wird, aus dem es der Regelstrecke 21 zugeführt wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Steuereinrichtung zur Erzeugung eines Vorhalts für geschwindigkeitsgesteuerte Lenkflugkörper, wobei der Sollkommandowert zur Verkürzung der Einstellzeit bei starker Dämpfung des Regelsystems verstärkt wird, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß ein von der Geschwindigkeit abhängiger Faktor und der aus einem Geber (10) über ein Differenzierglied (12) kommende Sollkommandowert in ein Multiplizierglied . (14) eingegeben werden, und daß das Produkt aus dem differenzierten Sollkommandowert und dem von der Geschwindigkeit abhängigen Faktor über einen Summierer (16) sowie einen Integrator (17) und einen Begrenzer (19) an die Regelstrecke geführt wird, wobei ein Rückführsignal zwischen Integrator (17) und Begrenzer (19) abgegriffen wird, das in einem mit dem Geber (10) verbundenen Differenzbilder (13) vom Sollkommandowert abgezogen wird und wobei das entstandene Signal nach Multiplikation mit einer Geschwindigkeitskonstanten in einem weiteren Multiplizierglied (18) in den Summierer (16) zurückgeführt wird.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Geschwindigkeit abhängige Faktor von einem Geschwindigkeitsmeßgerät und/oder einem Programmwerk (15) gebildet ist.