DE1448305B1 - Selbstanpassender Flugregler - Google Patents

Description

Die' Erfindung betrifft einen selbstanpassenden Flugregler, bei dem die zwischen dem Fluglage-Istwert und einem errechneten Fluglage-Sollwert bestehende Abweichung periodisch fortlaufend aus der Istwertmessung in der betrachteten Periode und aus den in einem Speicher enthaltenen Sollwerten in einem ersten Rechengerät ermittelt, und aus der Abweichung sowie aus dem veränderlichen Verstärkungsfaktor des Flugreglers die Stellgröße in einem zweiten Rechengerät durch Multiplikation gebildet wird.

Es ist bekannt, daß das Ansprechverhalten des Flugzeuges beim Betätigen eines Ruders mit einer bestimmten Stellgröße von den dynamischen Eigenschaften des Flugzeuges selbst und auch von äußeren Störgrößen, z. B. dem Atmosphärendruck und der Fluggeschwindigkeit, abhängig ist. Um das Ansprechverhalten des Flugzeuges konstant zu halten, ist es erforderlich, daß die Stellgröße zur Betätigung beispielsweise des Ruders des Flugzeuges abhängig von Veränderungen der äußeren Störgrößen und im Hinblick auf die dynamischen Eigenschaften des Flugzeuges erzeugt wird. Solche Berechnungen führen Flugdatenrechner aus, für deren Betrieb eine große Anzahl von Daten notwendig ist, um die äußeren Störgrößen zu erfassen. Außerdem ist eine genaue Kenntnis der dynamischen Eigenschaften des Flugzeuges erforderlich. Trotzdem können die von den Flugdatenrechnern ermittelten Ergebnisse nur Näherungswerte sein, deren Genauigkeit mit zunehmender Flugzeuggeschwindigkeit durch Veränderung der äußeren Störgrößen sehr stark nachläßt.

Dies trifft insbesondere bei Raketen und Flugkörpern zu, bei denen die Störgrößen infolge der hohen Geschwindigkeiten und zurückgelegten Wege sehr stark unterschiedlich sind. So schließt der Flug einer Rakete die Erdatmosphäre sowie den luftleeren Raum, sehr hohe Beschleunigungen als auch völliges Nichtvorhandensein einer Beschleunigung ein. Darüber hinaus ist das statische Verhalten von Raketen oder Raumschiffen im Flug außerhalb der Atmosphäre nicht stabil. Außer den hohen Geschwindigkeiten und langen Flugstrecken ist noch der Wiedereintritt in die Erdatmosphäre zu berücksichtigen, der mit großer Genauigkeit erfolgen soll, und die Notwendigkeit das Raumschiff bei kleinen und großen Beschleunigungswerten von Hand zu steuern. Die bekannten Flugregler sind diesen Aufgaben nicht gewachsen.

Diesbezüglich sind nun sich selbstanpassende Flugregler bekannt (Control Engineering, März 1959, S. 22 bis 24). Dementsprechend ist es bekannt, den die Fluglage darstellenden Istwert einem Modell zuzuführen und daraus eine Ist-Soll-Wertabweichung zu errechnen. An das Modell ist eine Schaltung angeschlossen, die den Zweck hat, die Ist-Soll-Wertabweichung auf einem Minimum zu halten. In dem Modell sind die dynamischen Charakteristiken des Flugzeuges gespeichert. Ferner ist es bekannt die Stellgröße durch Änderung des Verstärkungsfaktors zu verändern. Der Nachteil dieses Flugreglers besteht darin, daß nur bereits vorhandene gegenwärtige Abweichungen ausgeregelt werden sollen.

Es ist ferner eine selbsttätig arbeitende Einrichtung bekannt (USA.-Patentschrift 2829 322), um die Totzeit von Regeleinrichtungen zu steuern, d. h. die Zeit, die zwischen dem Auslösen eines Korrekturvorganges und dem Abtasten der Auswirkung dieses Korrekturvorganges verstreicht. Ferner ist eine Steuereinrichtung bekannt (USA.-Patentschrift 2 842 311), um Zustandsgrößen zu regeln, wobei diese Einrichtungen parallel zu dem zu regelnden Prozeß mit einem Modell arbeiten. Diese Steuereinrichtung weist einen Rechner auf, der getrennte Ausgangsabschnitte für ein minimales Ausgangssignal, das Sollsignal und ein maximales Signal hat. Schließlich ist eine optimierende Steuereinheit bekannt (USA.-Patentschrift 2 972447), bei der mehrere selbsttätig rückstellende Zeitgeber, polarisierte Relais und ein Sperrelais Verwendung ίο findet. Die zeitliche Abfolge der Regelschritte wird durch eine weitere Steuereinheit geregelt. Nach einer gewissen Zeitverzögerung, in der sich das geregelte System stabilisieren kann, beginnt die Folge der Regelvorgänge wieder bei Schritt 1. Die gesamte Schrittfolge wird so periodisch immer von neuem durchlaufen.

Demgegenüber besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin, die Steuereinrichtung so auszubilden, daß eine Vorausberechnung erfolgt, die Angaben über das zukünftige Verhalten des Flugzeuges liefert. Ferner soll die Istwertmessung einer großen Anzahl von Störgrößen und Flugdaten sowie die genaue Berücksichtigung der dynamischen Eigenschaften des zu steuernden Flugkörpers entfallen. wodurch eine Vereinfachung der sehr komplizierten Flugdatenrechner und eine höhere Genauigkeit erzielt werden soll.

Diese Aufgabe ist bei der Einrichtung der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus der Istwertmessung in der betrachteten Periode t„ und den gespeicherten Sollwertdaten eine Ist-Soll-Wertabweichung £„₊₁ für die nächstfolgende Periode r„₊₁ unter der Voraussetzung vorausberechnet wird, daß in der Zwischenzeit kein Stellvorgang erfolgt ist, und daß die Stellgröße 1 X_n für die betrachtete Periode t„ durch Multiplikation der vorausberechneten Ist-Soll-Wertabweichung £„₊₁ mit dem während der vorhergehenden Periode t„_! berechneten Verstärkungsfaktor Kd_n^₁ gebildet wird, und daß der Verstärkungsfaktor Kd_n zur Bildung der Stellgröße Ιλ',,+, in der nächstfolgenden Periode t_n+1 aus dem Quotienten der Stellgröße in der vorhergehenden Periode IJf₁₁-I und der Differenz zwischen der Ist-Soll-Wertabweichung E_n in der betrachteten Periode r„ und der in der vorhergehenden Periode^,,-, vorausberechneten Ist-Soll-Wertabweichung E_n ermittelt wird.

Damit ist es unnötig, daß die äußeren Störgrößen ständig gemessen und errechnet werden. Dadurch entfallen viele der bekannten Schwierigkeiten und Ungenauigkeiten.

Ferner ist es überflüssig, die dynamischen Eigenschaften des zu steuernden Flugzeuges mit Genauigkeit zu ermitteln, da die erfindungsgemäß errechnete Stellgröße unmittelbar von der Stellgröße in der vorhergehenden Periode abhängig ist. Dadurch ist die Genauigkeit vergrößert und die Einrichtung vereinfacht. Ferner ist es von Vorteil, daß die Dauer jeder Periode nicht konstant, sondern vielmehr unterschiedlich ist, da die Zeitdauer jeder Periode von der Einrichtung'selbst bestimmt wird, die nur dann eine Stellgröße liefert, wenn bestimmte Kriterien erfüllt sind. Gerade bei hohen Fluggeschwindigkeiten ist das Vorausberechnen der Ist-Soll-Wertabweichung zur Ermittlung der Stellgrößen von großem Vorteil.

Wie bereits erwähnt, wird in einer bestimmten, nämlich der betrachteten Periode bei der Erfindung die auf den Flugkörper einwirkende Stellgröße von

der in der vorhergehenden Periode zur Einwirkung gebrachten Stellgröße abgeleitet. Die Stellgröße IX₁₁ für den Zeitpunkt der betrachteten Periode t_n wird aus der Multiplikation der Ist-Soll-Wertabweichung JS_n+1 für die nächstfolgende Periode r„₊₁ mit dem Verstärkungsfaktor Kd_n-I für die vorhergehende Periode f,,_! gebildet. Dies drückt folgende Gleichung aus:

■ \X„ = E_n+1 ■ Kd_n^₁ .

Der Verstärkungsfaktor für die betrachtete Periode t„ ist gleich dem Quotienten aus der Stellgröße Ιλ',,_! für die vorhergehende Periode^,,-! und der Differenz der Ist-Soll-Wertabweichung E_n in der vorhergehenden Periode f„_, und der Ist-Soll-Wertabweichung E_n in der betrachteten Periode f„. Hierfür gilt demnach folgende Gleichung:

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fi g. 1 ein Blockschaltbild des gesamten Flugregelkreises,

F i g. 2 ein Blockschaltbild des in F i g. 1 mit 10 bezeichneten selbstanpassenden Reglers, Fi g. 3 ein Schaltbild des Reglers nach Fig. 2,

F i g. 4 ein Zeitablaufdiagramm der Programmiereinheit nach F i g. 2 und 3,

F i g. 5 eine Tabelle, welche als Beispiel Verstärkungswerte verschiedener Stufen der digitalen Zählvorrichtung und der zugehörigen Gatter zeigt,

F i g. 6 ein Teildiagramm der in den F i g. 2 und 3 LiIs Block 19 bezeichneten Torschaltung.

In F i g. 1 ist die Zelle eines Flugzeuges symbolisch ils Block 7 dargestellt, wobei angenommen ist, daß Jas Verhalten oder die Schräglage der Zelle 7 um ;ine seiner Hauptachsen geregelt werden soll. Die Regelung kann auch um zwei oder alle drei Achsen ;tattfinden, wobei dann ähnliche Vorrichtungen wie lie zu beschreibenden für diese Achsen zur Verwendung kommen und einige der Teileinheiten für die cwei oder drei Achsen gemeinsam verwendet werden cönnen.

Die Zelle trägt einen Lotkreisel Ic, der die Verinderungen im Verhalten um die Nickachse mißt ind ein elektrisches Signal 1 (-) abgibt, das die Ändeung des Längsneigungswinkels der Zelle um diese Vchse innerhalb einer Periode darstellt. Mittels der On Hand betätigten Steuervorrichtung Td kann das >ignal 1 (■) für die Abweichung in der Winkelstellung luf Wunsch von Hand eingeführt werden, um eine ;ewünschte Änderung der Lage zu verursachen.

Ein von der Zelle getragener Geschwindigkeits- :reisel Ib mißt die Winkelgeschwindigkeit der Lagenderung um die gewählte Achse. Diese Geschwinligkeit, die das Ansprechen des Flugzeuges auf den rährend einer vorhergehenden Periode übertragenen iteuerbefehl bestimmt, wird mit Θ bezeichnet.

Ein Befehlssignal B_c wird auf ein Modell 8 überragen, welches ein Signal (j_m erzeugt, das die geränschte Geschwindigkeit der Lageänderung gemäß len in dem Modell 8 gespeicherten Sollwerten darteilt, insbesondere gemäß einer erwünschten natürchen Ansprechfrequenz und einem gewünschten )ämpfungsfaktor. Das Modells kann ein an sich bekannter Analogrechner sein, der die erwünschten Werte der natürlichen Frequenz und der Dämpfung nachahmt.

Somit stellt das von dem Modell 8 entwickelte Signal (-),„ den Wert dar, der der Geschwindigkeit der Lageänderung der Zelle entspricht, wenn angenommen wird, daß die eigentümliche dynamische Betriebskennlinie der Zelle die vorgeschriebenen Werte hat (wobei diese Annahme nicht unbedingt stimmt) und wenn angenommen wird, daß die äußeren Faktoren, wie z. B. die Höhe, die Fluggeschwindigkeit und die Beschleunigung ständig gleichbleibende Werte haben (wobei diese Annahme nicht richtig ist).

Die beiden Signale für die Änderungsgeschwindigkeit, nämlich der Istwert θ und der Sollwert (-),„, werden beide auf eine Voraussageeinheit 9 übertragen, welche mittels allgemein bekannter selbsttätiger Rechenvorgänge zwei weitere Signale ableitet, nämlich die Ist-Soll-Wertabweichung E_n, welche den Unterschied zwischen dem Istwert und dem Sollwert des Flugzeuges in der unter Betracht stehenden Periode (f„) darstellt und die vorausberechnete Ist-Soll-Wertabweichung E_n+1, welche den Unterschied darstellt, welcher unter der Voraussetzung, daß in der Zwischenzeit kein Stellvorgang auf die Zelle übertragen worden ist, in der nächstfolgenden Periode (f_n+1) zwischen Soll- und Istwert auftritt.

Die beiden Signale werden dann auf den selbstanpassenden Regler 10 übertragen. Der Regler entwickelt_durch Multiplikation der Ist-Soll-Wertabweichung E_n+1 mit einem veränderlichen Verstärkungsfaktor K_ä, dessen Wert in der vorhergehenden Periode errechnet worden ist, ein Signal IX_n für die Stellgröße. Dieses Signal, das z. B. die Form einer elek-Irischen Spannung hat, wird auf einen Stellmotor la, dem in diesem Falle ein Stellgeschwindigkeitsservos zugeordnet ist, übertragen, welcher auf das entsprechende Ruder (oder den Strahlablenker) des Flugzeuges wirksam ist. Jede Stellgröße IX_n addiert sich zur vorhergehenden Stellgröße, so daß die Summe Σ ! X_x entsteht, was zu einem bestimmten Ruderausschlag <\._c führt.

Der Regler 10 verwendet außerdem den Unterschied zwischen der Ist-Soll-Wertabweichung E_n und der in der vorherigen Periode i_n_j vorausberechneten Ist-Soll-Wertabweichung E_n, um einen neuen Wert des Faktors K_d zu errechnen, so daß das Produkt des neuen Verstärkungsfaktors und des Unterschiedes gleich der vorhergehenden Stellgröße lX„-_t ist, welche während der vorhergehenden Periode übertragen wurde. Auf diese Weise wird der Verstärkungsfaktor in jeder Periode abhängig von dem Ansprechen des Flugzeuges auf die Stellgröße korrigiert, welche während der voraufgegangenen Periode übertragen wurde, um so die Änderungsgeschwindigkeit der Fluglage auf einem vorgeschriebenen Wert zu halten, der im wesentlichen durch die Voreinstellung des Modells 8 und nicht durch die eigene dynamische Betriebskennlinie der Zelle und die in starkem Maße veränderlichen äußeren Bedingungen bestimmt ist.

Die Theorie dieser Betriebsweise wird durch eine mathematische Analyse verständlich gemacht.

Während einer Periode t, welche in dem n-ten Abtastaugenblick beginnt und in dem nächsten oder (n+l)-ten Abtastaugenblick endet (t_m<t<t_m+l), bleibt der Ruderanschlag ö_ec auf einen konstanten Wert, der gleich der Summe der vorher übertragenen Stellgrößenzuwachsraten, d.h. gleich (EXX)_n, ist.

Daher ist während eines Zeitraumes

/_β+Μ<ί < »„+„+ι
der konstante Wert A_n. gleich

U" IAl₊₁₁, = (Σ ix).

ia)„_+j,

r-li-ii

(2)

worin »m« wiederum die Gesamtzahl der Perioden bezeichnet, die obere Bezeichnung »/« eine Veränderliche von I bis zur y-ten Ableitung darstellt und l'₍ gleich VUnim — '„+,« ,·) ist. Wenn in einer Periode f„

£—. = A₁ (3)

erforderlich ist, worin »/»i« wiederum die Gesamtzahl der Perioden, »/« wiederum eine Veränderliche von 1 bis y bezeichnet, »y« kleiner als oder gleich /> + 1 ist. »ρ« die Größenordnung der Differentialgleichung des Systems und A₁ eine konstante Veränderliche ist. dann wird die Gleichung (2) für die erforderlichen Größen ( IA)₁,, ( IA)₁₁₊₁ ... ( lAV-,-ι gelöst. Zur Erläuterung dieser Lösung wird auf ein einfaches dynamisches System verwiesen, dessen La Place-

Ubergangsfunktion den anfänglichen Ruhe-

J] ο ι 1

zustand darstellt.

Es wird angenommen, daß das Ansprechverhalten die Größe A hat. Dann gilt die öbergangsfunklion Null aufrechtzuerhalten, nimmt die Gleichung (3) die folgende Form an:

A₁ =0

IX)₀U₁.

Da η = 0, in = 1, / = 1, / = 1, Ε{^ύ) = A₁ und F,⁽⁽" = 0 ist, wird

(IA)₀= ^_x-.

worin >>/"« eine Veränderliche mit einem Wert zwischen 1 und m, »ηκ< die Gesamtzahl der Perioden ist, und ( lA)„_+i eine Zuwachsgröße ist, die zu der Summe {Σ lk)_H+Jl| in dem Zeitpunkt f„_+J- addiert wird.

Die folgenden Gleichungen lassen sich vereinfachen, indem ein Unterschied gemacht wird zwischen Systemfehler zu dem Zeitpunkt J₁₁₊₁₁, mit und ohne zusätzlicher Größe ( IA) nach dem Zeitpunkt f„. Mit zusätzlicher Größe (IA) werden Systemfehler und deren Ableitungen mit Ε«"'_Μ, £«Vm · · · £«+«■ und ohne zusätzliche Größe mit F^ „, F'V« - · · F^_n, bezeichnet, worin »hi« die Gesamtzahl der Perioden, die obere Bezeichnung »y« die y-le Ableitung bezeichnet und E⁽⁽" gleich E ist. U₁ ist eine Maßeinheit für das gesamte Ansprechen der Zelle gegenüber einer gesamten Eingangsgröße ( 1 A)₁. Wenn in einer Periode t„ für eine Zelle, die durch eine Reihe linearer Differentialgleichungen dargestellt werden kann, die Abweichungen F.₊„, F*V« · - - Fi+„ vorausberechnet werden, dann trifft folgende allgemeine Gleichung zu:

Angenommen, daß das System das Ansprechverhalten von einer Gleichgewichtslage aus für eine Periode »/« aufrechterhalten soll, die gleich zwei Abis tastperioden 2 T mit f₍₎ = 0 ist, dann lautet die Gleichung (3):

A₁ = () + ( IA)₀(Z₂+ ( IA)₁I/,; (8)
0 = 0 + ( IA)₀L¹J" + ( IA)₁ U₁ . (9)

Da η = 0, m = 2, E₁"" = A₁, E₁'¹¹ = 0, F₁"" = 0 und F₁" > = 0 ist. wird

(IA)₀=

und

1 -e⁷·

1 -e⁷·

(10)

(11)

Die Lösung erfordert, daß das normale Ansprechverhalten, die vorausberechnete und die betrachtete Ist-Soll-Wertabweichung sowie deren Ableitungen für die Periode»!« bekannt sind, wobei »f« gleich einer einzelnen Abtastperiode T und zweier Abtastperioden 2 T ist.

Die Beträge für das gesamte Ansprechverhalten des Systems und die Ableitungen V₁. I/,'¹'. V₂, l'j" usw. können in der folgenden Weise bestimmt werden. Es sei angenommen, daß zu dem Zeitpunkt T_n _, ein Satz Zuwachsgrößen ( IA)„,„,__,· berechnet werden

soll, wobei der Wert >>/« auf Grund unberichtigter Werte von U¹/ " von 1 bis m beträgt und »1« eine Veränderliche zwischen 1 und y ist und der Wert »/« zwischen 1 und in liegt. Zu dem Zeilpunkt f„ wird die Abweichung sowie ihre Ableitungen E_n, E^" usw.

gemessen. Die richtigen Werte des gesamten Ansprechverhaltens der Anlage und deren Abkömmlinge müssen gegeben werden durch

ΐ.·(ι Π /.Mi 1)
*-« ~ * Ii

MAV,

(4)

[5)

worin »i« wiederum eine veränderliche Ableitung von 1 bis y ist und ( IA'),,-, nicht gleich Null ist. Inter Anwendung der Gleichung (12) in dem Zeitpunkt I_{n+ m} errechnet sich das gesamte Ansptechverhalten wie folgt:

/.-ti η _ i:U li_ : m _ ι ι 1 Vi IMi

'" - (LY)₁₁

worin »T« die Abtastperiode und e die Basis des <·5 natürlichen Logarithmus ist.

Unter der Annahme, daß es erwünscht ist. am worin »i« wiederum eine veränderliche Ableitung Ende einer jeden Abtastperiode T eine Abweichuni; \on 1 bisy ist und »111« sich /wischen 1 und Λ/ bewegt.

Die Beschreibung richtet sich auf die allmähliche Verminderung nur der Abweichung. Wenn eine Regelung der Fehlerableitungen erforderlich wäre, dann würden bei den entsprechenden Berechnungen Ergänzungsverfahren ähnlich denjenigen, die zu behandeln sind, zur Anwendung kommen. Es ist_ zu beachten, daß die vorausberechne^ Abweichung E,,₊₁ von F₁, abgeleitet ist, das gleich JS_n ist. Demzufolge sind jetzt alle Bezeichnungen erfaßt und mathematisch abgeleitet worden, abgesehen von dem veränderlichen Verstärkungsfaktor K₁,. Der Verstärkungsfaktor K₁. wird im Regler 30 so eingestellt, daß er die Veränderung des normalen Ansprechverhaltens U₁ der Zelle infolge von Veränderungen in den Flugbedingungen verhindert und kann wie folgt errechnet v/erden:

Ul

(14)

worin C eine Konstante ist, die in den folgenden Abhandlungen mit —1 angenommen wird. Da E_n, E_n und ( IX)₁₁-! bekannt sind, wenn die Gleichungen (12) und (14) zur Anwendung kommen, errechnet sich K_d wie folgt:

(15)

" E_n -E_n

und der gewünschte Verstärkungsfaktor K_d wird erreicht, wenn zu dem Zeitpunkt t_n

K₁₁(E_n-E_n) = (

(16)

Es wird jetzt auf die F i g. 2 Bezug genommen, in der der Regler IO aus sieben Blöcken, nämlich Ein- und Ausgangsabtaster 112 und 14 zum Abtasten und Speichern unter Verwendung von kapazitiven Speichervorrichtungen, einer logischen Schaltung O, einem Nullspannungsmeßkreis IS, einem Verstärlcungsrechner 16, einer Programmeinheit 18 und einem Gatter 19, das auf Rechnen oder Nichtrechnen geschaltet werden kann, besteht. Wie aus F i g. 4 hervorgeht, weist der Regler I© zwei Betriebsarten A und JS auf, die je eine Arbeitsablauffolge von etwa 30 Millisekunden Dauer haben. Der Regler wechselt alle 100 Millisekunden von einer Betriebsart auf die andere. Die logische Schaltung 13 muß in den letzten beiden Intervallen einer Betriebsweise zwei Kriterien genügen, bevor der Rechner 16 in der folgenden Betriebsweise arbeitet. Das erste Kriterium wird erfüllt, wenn der Unterschied zwischen dem absoluten Wert der vorausberechneten Abweichung für die betrachtete und die folgende Periode minus dem absoluten Wert der gegenwärtigen Abweichung mal der Konstante ; größer ist als Null. Dieses wird durch Έ_η+ι\ — ξΈ_η\ > 0 dargestellt. Dieses Kriterium macht die vorausberechnete Abweichung E_n+1 gültig, indem es einen ausreichenden erwünschten Unterschied zwischen den vorausberechneten Abweichungen Έ_η und Έ_η+Ϊ anzeigt.

Das zweite Kriteriumjvird erfüllt, wenn der absolute Wert der Abweichung E_n+1 weniger als der maximal zulässige Wert und mehr als der zulässige Mindestwert beträgt. Dieses Kriterium wird durch

ι ,

£„„-„

dargestellt. Das zweite Kriterium ist zweiseitig, indem bei einem Wert von E_max>\E_n+l die Abweichung E_n+, sich unterhalb der Sättigung befindet und bei einem Wert von Έ,,., > U₁₁₁₁₁, eine ausreichende Abweichung vorhanden ist, um einen neuen Wert für K_d genau zu errechnen. Zur Erfüllung beider Kriterien sollte der_absolute Wert der Abweichungen E_n+1 und/oder E_n benutzt werden.

Der in den F i g. 3 und 4 gezeigte Regler 10 vermittelt allgemein eine Stellgröße ( \X)„ Für die nicht dargestellte Servoeinrichtung. In der Betriebsweise A leitet ein Synchronisierungsimpuls SP von der Programmeinheit 118 zu den Ein- und Ausgangsabtastern

ίο 12 und 14 ein Synchronisierintervall SI ein, das von . 0 bis 30 Millisekunden andauert. Während des Intervalls SI wird ein Speicher Ci des Eingangsabtasters 12 bis zu dem Wert der Abweichung E_n und ein weiterer Speicher C 2 auf den Wert der vorausberech-' neten Abweichung bei der nächsten Periode E_n+1 aufgeladen. Die vorausberechnete Abweichung E_n+1 wird ebenfalls auf den Rechner 16, der während der vorigen Betriebsweise eingestellt wurde, übertragen, mit dem vorhandenen Verstärkungsfaktor K_d multipliziert und als K_dE„₊₁ auf_den Ausgangsabtaster 14 übertragen. Das Signal /QE₁₁₊₁ wird durch ρ modifiziert, das der Bruch der zu korrigierenden Abweichung darstellt, und das entstehende Signal ρ K_d E₁₁₊₁ oder ( 1 X)_n wird in einem Speicher CS in der Ausgangsschaltung 14 gespeichert. Die gesamte Aufzeichnung von Informationen in den" Schaltungen 12 und 14 wird durch Speicher erreicht, die in der bevorzugten Ausführungsform als Kondensatoren dargestellt sind. Der Regler 10 bleibt von 10 bis 11 Milli-Sekunden auf einem Nullwert, bis die Programrneinheit IS ein Befehlsübertragungsintervall CTI beginnt, wobei auf die Schaltung 14 ein Befehlsübergabeimpuls CTP übertragen wird.

Von 11 bis 13 Millisekunden wird die gespeicherte Stellgröße (IX)_n, die während der Synchronisierperiode Si auf die Schaltung 14 übertragen wurde, in Antwort auf Befehlsübergabeimpuls auf die Servoeinrichtung la übertragen und zu den vorigen Stellgrößen addiert, um das Signal (Σ.\Χ)_α zu bilden; die Größe o_ec stellt die Summe der auf das Ruder wirkenden Stellgrößen (EAX)_n dar. Das Intervall CTI ist die einzige Periode während beider Betriebsweisen, das von der einen Betriebsweise zur anderen so unveränderlich wie möglich gehalten werden muß.

Dieses ist erforderlich, da der Stellgeschwindigkeitsservo von dem Wert jeder Stellgröße (AX)_n und ihrer Ubertragungszeit abhängig ist.

Bei 13 Millisekunden endet das Intervall CTI, und der Regler kehrt in die Nuilage zurück.

Bei 16 Millisekunden tritt in die Schaltungen 12 und 14 von der Programmeinheit 18 ein Rechenimpuls CPl ein und gestattet dem Gatter 19 .die Einleitung des Berechnungsintervalls C/. Die Schaltung 12 führt jetzt die Abweichungen E_n und E_n dem Rechner IO zu, wo sie addiert und mit K_d multipliziert werden, urn ein Signal K_d (E_n — E_n) abzuleiten, das auf den Nullspannungsmeßkreis 15 übertragen wird. Gleichzeitig überträgt die Schaltung 14 die Größe (AX)_n^₁ der vorherigen Betriebsweise nach 15,

wo die Signale &<, (E_n-E_n) und (AX)_n^₁ addiert werden. Das Gatter 19, welches während der Intervalle CCI₀ und CCI_b der Rechenkriterien qualifiziert wurde, führt den Rechenimpuls CPl zu dem Nullspannungsmeßkreis 15 und dem Rechner 16. Der Rechner 16 weist eine Zählschaltung 63 (s. F i g. 3) auf, die durch den Rechenimpuls CPl eingestellt wird, sowie eine Verzögerungsschaltung 64, die einen verzögerten Rechenimpuls CP2 bildet, um ein Gatter

909543/1

72 /u aktivieren. Die Programmeinheit 18 führt gleichzeitig mit dem Rechenimpuls CPl Impulse TP zur Zeiteinstellung an die Zahlschaltung 63 des Rechners 16 heran. Die Zeiteinstellimpulse TP werden durch das Gatter 72 weitergeführt, um die Zählschaltung 63 zu betätigen und den Wert K_d zu bilden. Wenn der Wert K_d derart ist, daß die Summe der Signale K₁₁(E_n - E_n) - ( IAV, - 0 ist, dann erzeugt 15 einen Stopimpuls SCP, welcher auf den Rechner 16 übertragen wird, um den Wert K_d konstant zu halten. Der Stopimpuls CSP wird immer vor dem Ablauf von 25 Millisekunden erzeugt, vom Beginn einer solchen Betriebsweise aus gerechnet, und beendet das Rechenintervall CI.

Nach Ablauf von 25 Millisekunden leitet die Programmeinheit 18 das erste Rechenkriterienintervall CCI₁₁ ein, indem es den Rechenkriterienimpuls CCPl auf die Schaltung 12 und auf das Gatter 19 überträgt. In Antwort auf den Impuls CCPl addiert die Stufe 12 die gespeicherten Abweichungen E₁₁₊, und E_n, die gleichzeitig mit der übertragung der gespeicherten Abweichung Έ_η durch sich selbst auf die logische Schaltung 13 übertragen werden. Die logische Schaltung 13 modifiziert die Summe der Abweichungen E_{11 + 1} - E_n mit der Konstante S und leitet is den absoluten Wert gleichzeitig mit der_ Ableitung des absoluten Wertes der Abweichung E_n ab. Die beiden abgeleiteten absoluten Signalwerte werden addiert, um ein Signal L_d zu bilden, das gleichzeitig mit dem Rechenkriteriumimpuls CCPl übertragen wird, um das Gatter 19 teilweise zu aktivieren, nur wenn das Signal L₁, das Rechenkriterium

erfüllt. Ι,,μ-Ε,,Ι- i£„i>()

Bei etwa 28 Millisekunden beendet die Programmeinheit 18 das Rechenkriteriumintervall CCI₁₁ und leitet mit einem zweiten Rechenkriteriumimpuls CCP2 ein zweites Rechenkriteriumintervall CCI_h ein, das bei 30 Millisekunden beendet wird, indem auf die Schaltung 12 und das Gatter 19 ein Rechenkriteriumimpuls CCP2 übertragen wird. In Antwort auf_den Impuls CCP2 wird die gespeicherte Abweichung E_{n fl} von der Schaltung 12 auf die logische Schaltung 13 übertragen, wo sein absoluter Wen abgeleitet und mit einem zulässigen Höchstwert E_11111x und einem Mindestwert E_min verglichen wird, um die Signale L_ml und L₁₁₁, zu bilden. Die Signale L₁₁₁₁ und L₁₁₁, werden gleichzeitig mit dem Impuls CCP2 auf das Gatter 19 übertragen. Nachdem das Gatter 19 durch das Signal L_d teilweise aktiviert worden ist, wird es 5c vollständig aktiviert, wenn die Signale L₁₁₁, und L₁₁₁, das zweite Kriterium E_mux > \ Έ,, _H | > £„„„ erfüllen. Die in der F i g. 4 dargestellten Impulse SP, CTP, CPl, CCPl und CCP2 steuern verschiedene Diodengatter, die unterhalb der Zeitlinie in den zugehörigen Betriebsintervallen aufgeführt sind. Die Betriebsweise B ist die gleiche wie die Betriebsweise A, abgesehen davon, daß abwechselnd Speicher verwendet werden, um Ts_{11 H} in der Schaltung 12 und '.'K,, E_n ,, oder ( I.Y)„ in der Schaltung 14 zu speichern. («'

In dem in der F i g. 3 gezeigten Regler weist die Schaltung 12 leitungen 20 und 21 auf, welche die Abweichung E_n bzw. die vorausberechnete Abweichung E₁,,, empfangen. Die leitung 20 weist zwei in Reihen gesihaltete Diodengattei Gl und (H und "^ eine Kondensator- oder eine Speichervorrichtung CI auf, die / ivi-. ι hrti den GuIHtii und mit ι iiuui Punkt mit dir Spannung Mull vribundi-ii .iiul

Die Leitung 21 weist ein Diodengatter G 3 und zwei Kondensatoren als Speicher C2 und C3 auf, die durch die Diodengatter G4 bzw. G5 mit dem Ausgang des Gatters G3 und mit einem Punkt mit der Spannung Null verbunden sind. Der Eingang eines Diodengatters G6 ist zwischen dem Kondensator C2 und dem Gatter G4 verbunden, wobei der Ausgang an den Ausgang eines Diodengatters G 7 angeschlossen ist, dessen Eingang zwischen dem Kondensator C3 und dem Gatter G5 angeschlossen ist.

Die logische Schaltung 13 ist mit zwei phasenunempfindlichen Demodulatoren 30 und 31 versehen, um die darauf übertragenen absoluten Signalwerte abzuleiten. Der Eingang des Demodulators 30 wird an dem Ausgang des Gatters G3 mit der Leitung 21 verbunden, und der Eingang des Demodulators 31 ist durch ein Potentiometer 32 an die miteinander verbundenen Ausgänge der Gatter G6 und G7 angeschlossen. Das Potentiometer 32 liefert ein Signal (.E₁₁₊I — E₁₁) I,; an den Demodulator 31. Die Ausgänge der Demodulatoren 30 und 31 sind an Addierstufen 33 angeschlossen, deren Ausgang mit dem Gatter 19 verbunden ist, um die Signale L_d zu übertragen. Der Ausgang des Demodulators 30 ist ebenso mit einer Addierstufe 34 verbunden, die an ^ine Signalquelle 36 angeschlossen ist, die das Signal £,„„,. erzeugt, das den höchstzulässigen Wert der vorausberechneten Abweichung E₁₁₊₁ darstellt. Ferner ist ein Anschluß zu einer Addierstufe 35 vorhanden, die mit_ der Signalquelle 37 verbunden ist, die ein Signal £,„„, erzeugt, das den zulässigen Mindestwert darstellt. Die Ausgänge der Addierstufe 34 und 35 werden an das Gatter 19 angeschlossen, um die Signale L₁₁₁₁ bzw. L₁₁₁₂ zu übertragen.

Die Eingangsleitung 40 der Schaltung 14 ist an den Rechner 16 angeschlossen, um während des Synchronisierintervalls S/ ein Signal K,, E₁₁₊₁ zu empfangen. Die Ausgangsleitung 41 dieser Schaltung ist so angeschlossen, um die Stellgröße ( IA)₁, während des Befehlsübergabeintervalls CTI auf die Servoeinrichtung 7« zu übertragen. Die Eingangsleitung 40 weist ein Potentiometer 42 auf, um das Signal « K_d E_n+1 zu bilden und ist durch zwei in Reihe geschaltete Diodengatter G8 und G9 mit der Ausgangsleitung 41 verbunden. An die Verbindung zwischen den Gattern G8 und G9 sind zwei Kondensatoren C4 und C5 angeschlossen, die außerdem durch Diodengatter GlO bzw. GIl an einen Punkt mit der Spannung Null angeschlossen sind.

Die Verbindung zwischen den Gattern G8 und G9 ist außerdem an eine Addierstufe 50 des Nullspannungsmeßkreises 15 angeschlossen, um während des Rechenintervalls Cl die Stellgrße ( IA)₁₁^₁ zu bilden. Der Ausgang dieser Addierstufe ist mit dem Eingang eines Diodengatters G12 verbunden, das durch eine Flip-Flop-Schaltung FFl gesteuert wird, und dessen Ausgang durch einen Verstärker 51 mit einer Flip-Flop-Schaltung FF2 verbunden ist. Sämtliche erwähnten I lip-Flop-Sehaltungen sind mit Transistoren versehene bistabile Multivibratoren und sind durch mit dem Vorzeichen FF versehene Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Flip-Flop-Schaltuiig FF2 weist zwei, Ausgangsleitungen 52 und 53 einschließlich RC-Gliedern 56 und 57 auf, wobei die negativen Übertragungsdioden 58 und 59 an die Verbindungen der /ugehöiiLvn Kondensatoren und Widerstände der Glieder ni"i-.i Ιιΐο,,,-η .lind. Die Dioden 58 und 59 verbinden du- I -iiuiiivn 61 hn\. 53 in Parallelschaltung mit der

BAD ORIGINAL

Leitung 54, die mit dem Rechner 16 und der Riickstel!verbindung der Flip-Flop-Schaltung FFl verbunden ist.

Der NuIIspannungsmeßkreis 15 erzeugt einen Stopimpuls SCP, wenn die Summe der Signale K_d (£„ — E₁₁) von dem Rechner 16 und ( 1 A^-J_n.-1 von der Schaltung 14 gleich Null ist. Dies wird in der folgenden .Weise erreicht: Wenn an dem Eingang der Flip-Flop-Schaltung FFl ein Signal K₁₁(E_n - E₁₁) - { IAV₁ vorhanden ist, dann befindet sich eine der Leitungen 52 oder 53 auf einem positiven und die andere auf einem negativen Potential. Die Kondensatoren der Glieder 56 und 57 lassen einen Impuls durch, wenn eine Gleichspannung auf sie übertragen wird, während jede Diode 58 und 59 nur positive Impulse sperrt. Wenn das auf den Eingang der Flip-Flop-Schaltung FF2 übertragene Signal seine Polarität wechselt, dann kehren sich die Potentiale der Ausgangsleitungen 52 und 53 um, und die eine Leitung, die sich von positiv auf negativ ändert, überträgt einen negativen Stopimpuls SCP auf die Leitung 54, um die Flip-Flop-Schaltung FFl neu einzustellen und den Rechner 16 anzuhalten, was im folgenden beschrieben wird.

Der Rechner 16 besitzt eine Addierstufe 60, die an einen Verstärker angeschlossen ist und Signale von den Leitungen 20 und 21 der Schaltung 12 empfängt. Eine Ausgangsleitung 62 des Verstärkers 61, die zwei in Reihe geschaltete Widerstände R1 und R2 aufweist, ist mit der Eingangsleitung 40 der Schaltung 14 verbunden sowie mit der Addierstufe 50 des Nullspannungsmeßkreises 15. Zwei Widerstände R3 und R4 sind mit der Leitung 62 zwischen den Widerständen Rl und Rl und durch Diodengatter G13 bzw. G14 mit dem Spannungswert Null verbunden. Ein Widerstand R5 ist zwischen dem Widerstand Rl und der Verbindung der Leitung 62 mit der Leitung 40 und der Addierstufe 50 sowie mit der Leitung 62 und durch ein Diodengatter G15 mit dem Spannungswert Null verbunden. Außerdem verbindet ein Nebenschlußwiderstand R6 den Widerstand R5 mit dem Spannungswert Null. Die Diodengatter G13, G14 und G15 werden durch den Zähler 63 gesteuert und bilden mit den Widerständen Rl bis R6 ein veränderliches Spannungsteilemetz oder eine Stufendämpfung zur Errechnung des Verstärkungsfaktors K_d.

Der Zähler 63 besteht aus Kaskaden-Flip-Flop-Schaltungen FF3, FF4, FF5, die die Diodengatter G13, G14 und G15 steuern, und zwar in Abhängigkeit von den Zeiteinstellimpulsen TP während des Rechenintervalls Cl. Die Flip-Flop-Schaltungen FF3, FF4, FF5 sind durch die Leitungen 70 und 71 verbunden, so daß die Flip-Flop-Schaltung FF4 ausgelöst wird, wenn die Flip-Flop-Schaltung FF3 sich von 1 nach 0 bewegt, und die Flip-Flop-Schaltung FF5 wird ausgelöst, wenn sich die Flip-Flop-Schaltung FF4 von 1 nach 0 bewegt. Der Zähler 63 umfaßt auch ein UND-Gatter 72, welches mit der Auslösung der Flip-Flop-Schaltung FF3 verbunden ist, und es läßt Impulse TP von der Ausgangsleitung 80 der Programmeinheit 18 durch, wenn diese durch eine Spannung von der Ausgangsleitung 65 einer Füp-Flop-Schaltung FF6 in dem Rechner 16 aktiviert wird. Eine Ausgangsleitung 90 von dem Gatter 19 überträgt den Impuls CPl und ist durch ein Ver- '■> /ögerungsnet/werk 64 mit der Riickstellverbindung tier Hip-Flop-Schaltiunren FFX Fl I. FF5 der Vuslöscverbiiuliiiig der I lip-Flup-Sehnluiiur /FI i der Auslöseverbindung der Flip-Flop-Schaltung FF6 verbunden. Der Impuls CPl wird auf das Verzögerungsnetzwerk 64 übertragen. Zur gleichen Zeit stellt er die Flip-Flop-Schaltungen FF3, FF4 und FF5 mit dem ersten Zeiteinstellimpuls, der auf das UND-Gatter 72 übertragen wird, zurück. Das Verzögerungsnetzwerk 64 überträgt einen verzögerten Rechenimpuls CPl in Abhängigkeit von dem Impuls CPl, um die Flip-Flop-Schaltung FF6 auszulösen und an das UND-Gatter 72 eine Spannung heranzuführen, nachdem der erste Zeiteinstellimpuls TP gesperrt worden ist, um sicherzustellen, daß die Flip-Flop-Schaltungen FF3, FF4 und FF5 vor ihrem Umschalten eingestellt werden.

Um ~K_d zu verändern, werden die Ubertragungszustände der Gatter G13, G14 und G15 durch die Füp-Flop-Schaltungen FF3, FF4 bzw, FF5 auf vorbestimmte Muster geändert. Der Wert K_d beträgt 1,000, wenn sich die Gatter G13, G14 und G15 nicht im Ubertragungszustand befinden, da die Füp-Flop-Schaltungen FF3, FF4 und FF5 in der Null-Stellung sind. Dieser Wert nimmt über die Werte 0,616, 0,380, 0,232, 0,146, 0,089 und 0,055 allmählich auf 0,000 ab, wenn alle drei Gatter übertragen, weil sich alle FÜp-Flop-Schaltungen in der Stellung 1 befinden. Dieses wird bei einer Betrachtung der F" i g. 5 besser verständlich, die eine Tabelle der Gatter G13, G14 und G15, sowie ihrer zugehörigen Füp-Flop-Schaltungen FF3, FF4 und FF5 zeigt. Wenn ein 0-Zustand gegeben ist, dann wird die Füp-Flop-Schaltung »zurückgestellt«, und das zugehörige Gatter überträgt nicht. Umgekehrt, wenn ein 1 -Zustand gegeben ist, dann wird die Füp-Flop-Schaltung »ausgelöst« und gestattet dem zugehörigen Gatter eine übertragung.

Die Programmeinheit 18 ist ein Impulsgenerator, der gemäß F i g. 4 durch seine Ausgangsleitung 80 Zeiteinstellimpulse TP zu dem UND-Gatter 72, Rechenimpulse CPl durch seine Ausgangsleitung 81 an das Gatter 19, Synchronisierimpulse SP, Befehlsübertragungsimpulse CTP sowie Rechenkriteriumsimpuke CCPl und CCP 2 an die verschiedenen Gatter Gl bis G8 durch die Leitungen 84, Synchronisierimpulse SP, Befehlsübertragungsimpulse CTP und Rechenimpulse CPl durch die Ausgangsleitung 85 und Rechenkriteriumsimpulse CCPl und CCPl ebenfalls an das Gatter 19 durch Leitungen 82 bzw. 83 heranführt.

Die F i g. 6 zeigt das Gatter 19, das den Rechenvorgang veranlaßt, weist zwei UND-Gatter 91 und 92 auf, deren Ausgänge mit der Einstellseite der entsprechenden Flip-Flop-Schaltungen FF7 und FF8 verbunden sind und deren entsprechende Ausgänge 94 und 95 wiederum beide mit ein.em UND-Gatter 97 verbunden sind. Die Rückstellseiten der Füp-Flop-Schaltungen FF7 und FF8 sind über ein RC-Glied 98 mit der Leitung 81 verbunden, wodurch Rechenimpulse CPl erzeugt werden, wobei das RC-GÜed 98 den Impuls CPl verzögert und den verzögerten Impuls CP3 überträgt. Die Leitung 81 ist außerdem an das UND-Gatter 97 angeschlossen. Während des Rechenkriteriumsintervalls CCI₁₁ werden das Signal L_d und die Impulse CCPl von der Leitung 82 übertragen, um das UND-Gatler 91 zu aktivieren, um so einen Impuls auf die Füp-Flop-Schaltung FF7 zur Einstellung der selben /ii übertragen und damit eine Spannung an das UNI)-Gattt-r97 heranzuführen. Während des Redienkiilei iumsiiitervalls CCI₁, wird von der Leitung 83 der Impuls (CPl auf das UND-Gatter 92

BAD

rtragen, welches gleichzeitig die Signale L_ml und ._ml erhüll und durch diese aktiviert wird. Das aktivierte Gatter 92 überträgt einen Impuls zur Iiinstellung der Flip-Flop-Schallung FFS und versorg! das UND-Gatter 97 mit Spannung. Hei der über» s tragung einer Spannung von den beiden Flip-FIop-Schaltungen FFl und /78 wird das UND-Gatter 97 aktiviert, um einen KcclK-nimpuls CPl durchzulassen, wenn dieser durch die Leitung 81 während des Rechenintervalls (7 darauf übertragen wird. Der Rechenimpuls CPl wird gleichzeitig durch die Leitung 81 über das /?C-Glicd 98 als verzögerter Impuls CP3 auf die Rückstell-Flip-Flop-Schaitungen FF7 und FF8 übertragen

Wenn beide Flip-Flop-Schaltungen FF7 und FF8 is nicht durch die Aktivierungssignale L_d, L_ml und L„_a »eingestellt« sind, dann wird das Gatter 97 nicht aktiviert, und es wird kein Rechenimpuls CPi durch das Gatter 19 übertragen. Jedoch stellt der verzögerte Rechenimpuls CP3 über das Glied 98 entweder die Flip-Flop-Schaltung FF7 oder FF8 zurück, die vorher eingestellt war.

Der sich selbsttätig anpassende Regier, der bei einem Flugzeug zur Anwendung kommt, erhält während des Fluges die Lageänderung von dem Lotkreisel 7c, von der Handsteuerung Id oder von anderer Stelle, um ein Signale zu bekommen, das auf das Modell 8 übertragen wird, um den Sollwert (')„, abzuleiten. Der Sollwert wird in der Vorhersageeinrichtung 9 zu dem Istwert der Lageänderungsgeschwindigkeit (■> addiert, der von dem Geschwindigkeitskreisel Th erhalten wird, um die Ist-Soll-Wertabweichung E_n zu errechnen, welche über die Leitung 20 dem Regler 10 zugerührt wird. Die Vorhersagevorrichtung 9 benutzt die Abweichung E_n auch, um die Abweichung E_{11 + 1} voraus zu berechnen, welche durch die Leitung 21 dem Regler 10 zugeführt wird.

Bei Beginn einer jeden Arbeitsweise A liefert die Programmeinheit 18eincn Synchronisierimpuls SP, um die Diodengattcr Gl, Gl und G4 in der Schaltung 12 und die Gatter G 8 und GU in der Schaltung 14 zu öffnen. Der Synchronisierimpuls SP leitet das Synchronisierintervall S/ in der Arbeitsweise A ein, das bei 10 Millisekunden endet. Wenn sich das Diodengatter G1 im Ubertragungszustand befindet, führt die Leitung 20 die Abweichung E_K, um den Kondensator Gl zu laden. Wenn sich die Diodengatter G3 und G4 im Leitzustand befinden, wird auf der Leitung 21 die Abweichung E.₊₁ geführt, um den Kondensator C2 zu laden und gleichzeitig das Signal zu der Addierstufe 60 des Rechners 16 übertragen. Die Abweichung

wird durch den Verstärker 61 von der Addierstufe 60 auf die Leitung 62 mit ihren zugeordneten Widerständen Ri und R6 übertragen, wo es mit K_-multipliziert und auf die Leitung 40 der Strfel4 übertragen wird. Die Leitung 40 enthält ein Potentiometer 42 zur Multiplikation des Signals KjE_n+1 mit ρ, dem Bruchteil der zu korrigierenden Abweichung, und wenn sich die Diodengatter G8_und GH im Leitzustand befinden, dann lädt ο K₁, E_n+, oder fo (I X). den Kondensator CSauf. Bei 10 Millisekunden, dem Ende des Synchronisierintervalls S/, schließen die Diodengatter Gl. G3, G4 und G8 und GH. und die aufgeladenen Kondensatoren Cl. C2 und C5 speichern die Größen E_n. E₁₁₊, bzw. » K_-E_n^₁ oder

Von 10 bis Il Millisekunden befindet sich der Regler 10 in der Nullage. und die Programmeinheil 18 übertragt einen ßefehlsübcriragungsimpuls CTP, um die Diodengattcr G9 und GIl zu öffnen und die Befehlsübertragung CTl einzuleiten, die bei 13 Millisekunden endet. Wenn die Gatter G9 und GH geöffnet sind, wird die gespeicherte Größe «K_d E₁₁₊₁ oder { LY)₁, durch die Ausgangsieilung 41 auf die Servoeinrichtung 7« übertragen, zu der vorhergehenden Stellgröße addiert, so daß die gesamte Stellgröße (3.' LY)_n das Ruder betätigt, dessen Ausschlag Λ,., gleich (V LY)_n isi. Die Zelle 7 spricht auf die neue Stellgröße (Σ IX)₁, an, und die Kreisel Ib und Ic liefern die Isiwertsignale (-) bzw. W-A Die Dauer des Befchlsübertragungssignals CT7 von einer Betriebsweise zur anderen muß so unveränderlich wie nur irgend möglich gehalten werden, da die stellgeschwindigkeitsabhüngige Servoeinrichtung und deren Betätigung sowohl auf den Wert als auch auf die Dauer der Stellgröße ( IX)_n ansprechen.

Der Regler 10 befindet sich von 13 bis 16 Millisekunden in der N.:llage, und die Programineinheit 18 überträgt einen Rechenimpuls CP1 zur Öffnung der Diodengatter G2 und GS in der Schallung 12 und GIO in der Schallung 14. Der Rechenimpuls CPl wird gleichzeitig auf das Gatter 19 übertragen, welches sich auf Rechnen oder Nichtrechnen einstellen läßt, und das während der Rechenkriteriumintervalle CCI₁₁ und CCI_h der vorigen Arbeitsweise aktiviert war. den Rechenimpuls CPl durch die Leitung 90 auf den Nullspannungsrneßkieis 15 und den Rechner 16 zu übertragen, um das Rechenintervall CI einzuleiten. Der Kondensator C3 wurde während der vorigen Arbeitsweise durch die vorausberechnete Abweichung E_n+1 aufgeladen; daher ist die gespeicherte Abweichung in der gegenwärtigen Arbeitsweise E_n. Wenn die Gatter G2 und GS geöffnet sind, werden die Abweichung E_n. die im Kondensator Cl gespeichert ist. und die vorausberechnete Abweichung E₁₁, die im Kondensator C3 gespeichert ist. auf die Addierstufe 60 übertragen und addiert. Das addierte Signal E_n - E_n wird durch den Verstärker 61 auf die Leitung

62 mit ihren zugeordneten Widerständen Kl bis R6 übertragen, wo es mit K_d multipliziert wird. Das SIgHaIK_-(E_n-E_n) wird auf die Addierstufe 50 des Nullspannungsmeßkreises 15 übertragen. Wenn das Gatter 10 der Schaltung 14 geöffnet ist, wird die Stellgröße (IAT)_n der vorigen Arbeitsweise, welche im Kondensator C4 gespeichert ist und jetzt gleich { \ X)„-i ist, auf die Addierstufe 50 übertragen, wo sie zum Signal K_-(E_n-E_n) addiert wird, um das resultierende Signal K_-(E_n-E_n) - ( lÄ")„_i zu bilden.

Gleichzeitig wird der von dem Gatter 19 durchgelassene Rechenimpuls CPl auf die Rückstell-Füp-IHop-Schaltungen FF3, FF4 und FF5 des Rechners

63 und auf die Auslös-FHp-Flop-Schahung FFl des Nullspannungsmeßkreises 15 übertragen, um das Gatter G12 zu öffnen. Wenn das Gatter G12 geöffnet ist, wird das Signal K_- (E_n - E_n) - (1X)„_, durch den Verstärker 51 auf die Flip-Flop-Schaltung FF2 übertragen. Der von der Programmeinheit 18 durch die Leitung 81 auf das Gatter 19 übertragene Rechenimpuls CPI wird ebenso auf das Glied 98 übertragen, das den verzögerten Rechenimpuls CP3 liefert, um die Flip-Flop-Schaltungen FF7 und FF8 rückzustellen und die Aktivierung des Gatters 19 aufzuheben. Die Leitung 90 überträgt auch den Rechenimpuls CPl auf das Verzögerungsnetzwerk 64. welches den verzögerten Impuls CP2 liefert, um die Flip-Flop-Schaltung FF6 auszulösen, und die Aktivierungsspannung

BAD ORIGINAL

an das UND-Gatter 72 heranführt. Wenn bei 16 Millisekunden die Programmeinheit 18 den Rechenimpuls CP1 liefert, liefert sie zunächst Zeiteinstellimpulse TP an die Ausgangsleitung 80, die durch das UND-Gatter 72 so lange geschlossen ist, bis dieses durch die Spannung von der Flip-Flop-Schaltung FF6 in Abhängigkeit von dem verzögerten Impuls CP 2 aktiviert wird. Diese Verzögerung verhindert eine Auslösung der Flip-Flop-Schaltungen FF3, FFj und FFS in Abhängigkeit von den Zeiteinstellimpulsen TP, bevor diese durch den Rechenimpuls CPl vollständig eingestellt sind.

Die Flip-Flop-Schaltung FF3 ändert sich zwischen 0 und 1 in Abhängigkeit von den Zeiteinsteliungsimpulsen TP, die durch das aktivierte UND-Gatter 72 auf seine Auslösungsvorrichtung übertragen werden. Die Flip-Flop-Schaltung FF4, spricht auf. die Impulse der Leitung 70 an, wenn sich die Flip-Flop-Schaltung FF3 von ihrer !-Stellung in die O-Stellung bewegt; sie ist daher abhängig von jedem zweiten Zeiteinslellimpuls TP. Auf ähnliche Weise spricht die Flip-Flop-Schaltung FFS jedesmal dann auf Impulse von der Leitung 71 an, wenn sich die Flip-Flop-Schaltung FF4 vora ihrer !-Stellung in ihre O-Stellung bewegt; sie spricht daher auf jeden vierten Zsitein-Stellungsimpuls TP an. Eine Veränderung des Ubertragungszustandes der Biodengatter G13, G24 und GIB durch die Flip-Flop-Sdialtungen FF3, FF4 und FFS des Zählers <§3 veräsiäsrt die Größg des Wertes K_ä, der von dem SpasinusigsieiJeraetz des Rechners 25 erzeugt wird. Wenn der Wert K_d derart ist, daß das Signal K_d (E_n - E_;i) - (. i K)_a-i an der Flip-FIop-Schaltung FF 2 gleich 0 ist, daaa kehren sich die Polaritäten der FÜp-Flop-ÄusgangsIeitungen S2- und S3 um, und die negative Leitung mit ihrem zugehörigen* Netz und ihrer Diode überträgt an die Leitung S4 einen Stopimpuls SCP. Der Stopimpuls SCP wird zur Rückstellung der Flip-Flop-Sslialtaiig FFB und zum Sperren des Gatters 6312 soivie gleichzeitig zur Rückstellung dei- Flip-Flop-Schaltung FFSi übertragen, um die auf das UND-Gatter 72 übertragene Aktiviefunggspanfiutig zu beenden. Dann werden aie Zeiteinsteliimpulss TP von der Programmeinheit 18 gesperrt, und der lieetaer M mit seiner Zählschaltung 63 kommt in eine Rultelage. Das Ende des Rechenirctervalls Cl wird durch den Siopimjsuls SCP be stimmt, der immer vor dem Ablauf vom 2S Millisekunden erzeugt ward.

Der Regler 1® kommt in Abhängigkeit von dem Slopimpuls SCP bis zum Ablauf von 25 Millisekunden zum Stillstand, wenn die Programmeinheit IS das erste Rechenkriteriumintervall CCl_a einleitet, indem sie den Rechenkriteriumimpuls CCTl zur öffnung der DiodengaUer GS und G § der Schaltung 12 and auf das UND-Gatter!?! des Gatters 19 zur EM- mnd Ausschaltung des Reehenvorganges überträgt. Wenn die Gatter GS und G6 geöffnet sind, werden die gespeicherten Signale E_n+, von dem Kondensator C 2 und die Signale E_n von dem Kondensator C3 addiert, auf das Potentiometer 32 übertragen und mit ξ multiplaziert, um ein Signal (E_n+1 -E_n) I/i zu erzeugen, welches auf das Netzwerk 31 mit dem Absolutwert übertragen wird. Gleichzeitig wird die gespeicherte Abweichung E_n von dem Kondensator C3 unmittelbar auf das Netzwerk SD mit dem Absolutwert übertragen. Der Ausgang JE_n+1 —Έ,,\! "ί des_Netzwerks 35 wird durch Mittel 33 zum Ausgang [£„| des Netzwerks 30 zuaddiert, und das entstehende Signal L_d wird durch das UND-Gatter 91, welches gleichzeitig den Impuls CCPl durchläßt, geleitet, um die Flip-Flop-Schaltung FF7 auszulösen und teilweise das UND-Gatter 97 des Gatters 19_zu aktivieren, wenn das Signal L_d das Kriterium |£„_i — E„\ — ξΈ_η\> Ο erfüllt.

Die Programmeinheit 18 leitet das zweite Rechenkriteriumintervall CCI_b etwa bei 28 Millisekunden ein, indem sie den Rechenkriteriumimpuls CCP 2 überträgt, um das Diodengatter G 4 zu öffnen und teilweise das UND-Gatter 92 des Gatters 19 zu aktivieren. Dann wird die in dem Kondensator C2 gespeicherte Abweichung E_n+1 auf das Netzwerk 30 übertragen, um den Absolutwert Έ_{η +I} zu bilden, welcher auf die Mittel 34 und 35 übertragen und mit dem maximal zulässigen Wert Έ_ηιαχ von der Quelle 36 zur Bildung des Signals L_ml und mit dem zulässigen Mindestsignal E_mfn von der Quelle 37 zur Bildung des Signals L_m2 addiert wird. Die Signale L_ml und L_m2 werden gleichzeitig mit dem Rechenkriteriumimpuls CCF2 übertragen, um das UND-Gatter 93 zu aktivieren, wenn die Signale das Kriterium

£maz^>\E„+i\> E_mi„

erfüllen. Es ist-zu bsachien, daß ein ähnliches Aktivieren des Gatters W zum Durchlassen des Rechenirapulses CPl zur Einleitung des Recheaiiitervalfs CI in der gegenwärtigen Arbeitsweise^ Ehrend der Rechenkriieriumintervalls CCl_a usid CCI₁, 'der ?oriierigen Arfestewslss vorgesehen war. Das «zweite RedsenEcrüieriiMiiiJafei^/all CCl endet bsi 30 MiIIiceisusidsö, laid die Steuervorrichtung W verbleibt bis zura Ablauf von 10*0 MiHisekundea in der Nullage, zt! welciiem Zeitpunkt die Arbeitsweise B bsgiassi.

Die Arbsitsweise B ist die gleiche '»vie die Arbeitsweise A, abgesehen davoa, daß die Koadensatcren im Wechsel mit Itsforsiiationen aufgeladen iverdeo und diese spsiehern. Wahrend des Syndironisieriatervalis Sl der Arbsitsxveiss A werden die ICondensaiorett C 2 end CS bis auf fei Weri. 'iS_B+1 bzw. [AX)_n aafgeladeii, die den Wertes IS_n raad (J Jjf)_e-i in der gegenwärtigen Arbeitsweise B gatispfsdiesi. In der vorliegenden Ar« beitsvyeiss τ/erdea die lioödeasatoren C3 und C4 durch 'die Werte S_n+I bzw. CiX)_n aufgeladen and spdcliera diess. Demzufolge- sißd während des verblelbgödem teervaSle der Arbeitsweise B die Dleden-' gatter weclisshvefce geäSfaet, uai die erwünschte ge-. speicherte InforaiEiioa zu vermittels, wie aus einem Vergleich der Arbeitsweisen A und B in Fig. 4 hervorgeht

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Selbstanpassender Flugregler, bei dem die zwischen dem Fluglage-Istwert und einem er« reeliüeien. Ftoglage-Sollwert bestehende Abweichung periodisch fortlaufend aus der Istwertmessung ie der betrachteten Periode und aus den. in einem Speicher enthaltenen Sollwerten in einem ersten Rechengerät ermittelt, und aus der Abweichung sowie aus dem veränderlichen Ubertragufflgsfaktor der Einrichtung die Stellgröße in eiaem zweiten Rechengerät durch Multiplikation gebildet wird, dadurch gekenn^eicline t, dai aus der istwertmessusig in der betrachteten Periode (£„) und den gespeicherten Sollwertdaten eine Ist-Soll-Wertabweichung (E_n+1) für die nächstfolgende Periode (f_H+i) unter der Voraussetzung vorausberechnet wird, daB m der

909543/1

BAD ORIGINAL

Zwischenzeit kein Stellvorgang erfolgt ist, und daß die Stellgröße (ΛΧ)_Η für die betrachtete Periode (f„) durch Multiplikation der_ vorausberechneten Ist-Soll-Wertabweichung (E_n+1) mit dem während der vorhergehenden Periode (i„-i) berechneten Verstärkungsfaktor (Kd_n^₁) gebildet wird und daß der Verstärkungsfaktor (Kd)_n zur Bildung der Stellgröße ( IX_n+1) in der nächstfolgenden Periode (I₁₁₊₁) aus dem Quotienten der Stellgröße in der vorhergehenden Periode (AX_n^₁) ι ο und der Differenz zwischen der Ist-Soll-Wertabweichung (E_n) in der betrachteten Periode (t„) und der in der vorhergehenden Periode (I_n _j) vorausberechneten Ist-Soll-Wertabweichung (E_n) ermittelt wird.

2. Flugregler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (7c) zum Messen der Lageänderung ( \θ) des Flugkörpers, eine Einrichtung (8), die in Abhängigkeit von der gemessenen Lageänderung und den gespeicherten Sollwerten den Sollwert der Änderungsgeschwindigkeit (Θ_Μ) der Fluglage festlegt, eine Einrichtung (7b), die den Istwert der Änderungsgeschwindigkeit (Θ) der Fluglage mißt, und eine Einrichtung (9), die aus dem Ist- und Sollwert der Änderungsgeschwindigkeit der Fluglage die Ist-Soll-Wertabweichung (E_n) in der betrachteten Periode und die Ist-Soll-Wertabweichung in der nächstfolgenden Periode festlegt.

3. Flugregler nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel (13, 19) zum Sperren der Datenverarbeitung, falls die für die nächstfolgende Periode_vorausberechnete Ist-Soll-Wertabwcichung (JE,,+,) während der betrachteten Periode sich nicht von der in der vorhergehenden_vorausberechneten Ist-Soll-Wertabweichung (E_n) ausreichend unterscheidet und daß ihr Absolutwert innerhalb der Grenzen

liegt.

4. Flugregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Speicher (Cl . ..CS) zum Speichern während zweier Perioden der Ist-Soll-Wertabweichungen in der betrachteten und der nächstfolgenden Periode und der Stellgröße und durch Gatter (Gl ... GIl) zum Steuern der Speicher durch elektrische Impulse.

5. Flugregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher (C1...C5) aus Kondensatoren bestehen.

6. Flugregler nach einem der Ansprüche 4 oder 5, gekennzeichnet durch paarweise Speicher (C 2 — C 3, C4 — C5) zum Speichern de£ vorausberechneten Ist-SoH-Wertabweichungen (E_n, Έ_η+1) in der betrachteten und der nächstfolgenden Periode und zum Speichern der Stellgrößen ( \X„-i, IAf_n) in der vorhergehenden und der betrachteten Periode.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen