DE2551964C2 - Regeleinrichtung mit einem Regler und einem Stellantrieb mit mindestens zwei konstanten Stellgeschwindigkeiten - Google Patents

Description

Das Hauptpatent betrifft eine Regeleinrichtung mit einem Regler, einem Stellglied für mindestens zwei konstante Stellgeschwindigkeiten und einem Vergleichsglied, das bei Überschreiten von einstellbaren Grenzwerten die Umschaltung der Stellgeschwindigkeiten bewirkt, wobei der Regler ein stetig-ähnlicher Regler mit impulslängenmoduliertem Ausgangssignai! ist, mit nachgeschaltetem Vergleichsglied, in welchem das Reglerausgangssignal mit zeitproportionalen Grenzwerten verglichen wird und dessen Ausgangssignal eine Schalteinrichtung zur Umschaltung des Stellantriebs steuert

Stetig-ähnliche Regler geben ein impulslängenmoduliertes, unstetiges Ausgangssignal ab, dessen Mittelweri: als stetiges Stellsignal angesehen wird und in Verbindung mit einem Stellantrieb konstanter Stellgeschwindigkeit eine stetige Änderung der Stellgröße erlaubt.

Die Regler bestehen im wesentlichen aus einem Dreipunktschalter als Regelverstärker und einer die Impulslängenmodulation der Reglerausgangssignale· und die Reglerstruktur bestimmenden Rückführung.

Bei schnellen Regelstrecken und/oder sprungartiger, Änderungen der Regeleingangsgrößen, insbesondere: der Führungsgröße kann jedoch infolge der um die: Streckenzeitkonstante verzögerten Auswirkung der Regelgröße auf den Reglereingang ein bis zur Instabilität des Regelkreises führendes Überschwingen auftreten. Dies führt infolge des häufigen Schaltens zu einer außerordentlichen Beanspruchung des Stellantriebs.

Um die Schwingneigung zu vermindern, ist es bereits bekannt (DE-OS 23 18 696), bei einem Regler mit pulsdauermoduliertem Stellsignal durch eine besondere Ausbildung der Rückführung eines Operationsverstärkers eine progressive Reglerkennlinie zu erzeugen, auf der der Arbeitspunkt in Abhängigkeit von der Größe der Regeldifferenz verschoben wird.

Dies führt zu einer näherungsweisen Linearisierung; der Regelkreiskennlinie, wie sie für eine stabile Regelung erforderlich ist

"Da das Prinzip der bekannten Regeleinrichtung nicht ohne erhebliche Eingriffe in vorgegebene Reglerstruktüren von Regeleinrichtungen nach dem Hauptpatent übertragbar ist ergibt sich als Aufgabe, diese Regeleinrichtung so weiterzubilden, daß mit einfachen Mitteln ein Überschwingen der Stellgröße vermindert bzw. verhindert wird.

Eine Lösung der Aufgabe ist mit der Lehre des Patentanspruchs gegeben.

Durch einfaches Einfügen eines umschaltbaren Verstärkers in den Rückführzweig, mit dem auch bereits im Einsatz befindliche Regler nachrüstbar sind, wird die Pulslängenmodulation des Reglerausgangssignals so beeinflußt daß ein Überschwingen der Stellgröße nicht oder nur in geringem Maße auftritt und so die Schalthäufigkeit des Stellantriebs in den vorgegebenen Grenzen bleibt

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Schaltschema dargestellt und im folgenden beschrieben:

Der Regler R ist in diesem Ausführungsbeispiel ein

unstetiger Regler mit Impulslängenmodulation seines Ausgangssignals. Dem Regler R wird als Eingangssignal die Regeldifferenz Xd zugeführt, sein Ausgangssignal steuert den Stellantrieb A, der mit zwei unterschiedlichen Stellgeschwindigkeiten v_yi und v_y2 betrieben werden kann, beispielsweise ein hydraulischer Stellantrieb, bei dem über Magnetventile unterschiedlicher

Öffnung die zwei Stellgeschwindigkeiten eingestellt werden können.

Der Regler R, angedeutet durch eine gestrichelte Umrandung, besteht im wesentlichen aus einem Dreipunktschalter D und einer Rückführung RF. Das Reglerausgangssignal tritt als Impulsfolge auf, deren Tast-Pausenverhältnis von der Größe der Regeldifferenz Xd abhängt. Auf den Regler r folgt ein Vergleichsglied VG, in welchem die Ausgangsimpulse des Reglers R mit einem zeitproportionalen Grenzwert 11 verglichen werden, rl entspricht beispielsweise 200msec, bleiben die Impulslängen der Reglerausgangsgröße unter dieser Zeitgröße, so wird von dem Vergleichsglied VG ein Ausgangssignal rl auf das Steuer- und Schaltwerk SW gegeben, welches den Stellantrieb A veranlaßt, mit der langsamen Stellgeschwindigkeit v_y\ das Stellglied zu betätigen. Werden die Ausgangsimpulse des Reglers R länger als der eingestellte zeitliche Grenzwert fl, so gibt das Vergleichsglied VG das Ausgangssignal rl auf das Steuer- und Schaltwerk SW, welches in dem Stellantrieb A die schnelle Stellgeschwindigkeit Vy2 einschaltet.

Die Ausgänge des Vergleichsglieds VG sind jedoch auch mit einem Verstärker V mit veränderbarer Verstärkung verbunden, dem das Reglerausgangssignal als Eingangsgröße zugeführt ist. Beim Umschalten der Stellgeschwindigkeiten wird die Verstärkung in dem Verstärker V ebenfalls im gleichen Verhältnis umge-

, schaltet. Das Ausgangssignal des Verstärkers V beeinflußt die Zeitglieder der Rückführung RF in entsprechender Weise.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Regeleinrichtung mit einem Regler, einem Stellglied für mindestens zwei konstante Stellgeschwindigkeiten und einem Vergleichsglied, das bei Oberschreiten von einstellbaren Grenzwerten die Umschaltung der Stellgeschwindigkeiten bewirkt, wobei der Regler ein stetig-ähnlicher Regler mit impulslängenmoduliertem Ausgangssignal ist, mit nachgeschaltetem Vergleichsglied, in welchem das Reglerausgangssignal mit zeitproportionalen Grenzwerten verglichen wird und dessen Ausgangssignal eine Schalteinrichtung zum Umschalten des Stellantriebs steuert, gemäß Patent 24 29 956, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Umschaltung der Stellgeschwindigkeiten (v_y\, v_y2) die Verstärkung der Rückführung (RF) des Reglers (R) in gleichem Verhältnis geändert wird.