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,Anordnung zum willkürlichen Verstellen des Stellgliedes einer vorübergehend
außer Betrieb gesetzten elektrischen Regeleinrichtung Die Erfindung betrifft eine
Anordnung zur willkürhchen Verstellung des. Stellgliedes einer vorübergehend außer
Betrieb gesetzten elektrischen Regeleinrichtung, insbesondere für die Pegelregelung
in Trägerfrequenzsystemen, unter Einbeziehung von Teilen der vorhandenen Regeleinrichtung
und unter Verwendung eines aus einem Istwertgeber, einer Vergleichseinrichtung mit
Sollwertgeber, einem Stellgrößengeber und einem Stellglied bestehenden geschlossenen
Regelkreises.
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Bei derartigen elektrischen Regelanordnungen besteht die Aufgabe,
unter vornehmlicher oder ausschließlicher Verwendung von elektronischen Bauelementen
eine Spannung oder eine der Regelgröße proportionale Spannung konstant zu halten.
Mannigfaltige Lösungen dieser Aufgabe sind bekannt. Ihr prinzipieller Aufbau läßt
sich durch eine Darstellung nach F i g. 1 beschreiben.
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Auf der Regelstrecke Z-Z, bei der beispielsweise Z' die ungeregelte
Eingangsgröße und Z die geregelte Ausgangsgröße eines Abschnittes eines trägerfrequenten
übertragungsweges ist, bedeutet 1 ein Stellglied, während ein Istwertgeber
2 die Regelgröße, die z. B. der Pegel einer Pilotfrequenz sein kann, gegebenenfalls
in eine proportionale Spannung umwandelt, die einer Vergleichseinrichtung mit Sollwertgeber
3 zugeführt wird, welche wiederum einen Stellgrößengeber 4 steuert. Die Stellgröße
kann ein Strom oder eine Spannung sein. Das Stellglied 1 ist beispielsweise
ein Dämpfungsglied mit einem oder mehreren indirekt oder direkt geheizten Heißleitern.
Der Istwertgeber2 formt beispielsweise eine hochfrequente Wechselspannung in eine
proportionale niederfrequente Wechselspannung oder Gleichspannung um.
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Die Vergleichseinrichtung 3 kann verschieden ausgeführt sein,
je nachdem, ob die Regelung proportional oder integral wirkt. Wenn eine stetige,
bei beliebig kleinen Abweichungen vom Sollwert ansprechende Regelung gewünscht wird,
kann beispielsweise ein Gleichstromverstärker mit unterdrücktem Nullpunkt verwendet
werden. Bei unstetiger integral wirkender Regelung werden z. B. Schaltungen mit
einem oder mehreren transistorisierten Schmitt-Triggem oder Relais benutzt.
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Als Stellgrößengeber können bei stetiger Regelung z. B. wiederum Gleichstromverstärker
zur Anwendung kommen, während bei unstetiger Regelung z. B. Schrittschaltwerke mit
Potentiometer und Taktgeber oder entsprechende elektronische Anordnungen, welche
beispielsweise aus einer Kombination mehrerer bistabiler Multivibratoren bestehen,
deren Schaltzustände die Größe des an das Stellglied abgegebenen Stromes bzw. der
Spannung bestimmen, verwendet werden können. Die übertragungseigenschaften des Stellgrößengebers
brauchen wegen seiner Einfügung in den Regelkreis keineswegs konstant
zu
sein.
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In der Nachrichtentechnik, insbesondere in der Trägerfrequenztechnik,
besteht oft die Forderung, daß z. B. zum Zweck der Pegeleinmessung die automatische
Regelung in einfacher Weise außer Betrieb gesetzt und durch eine von Hand zu bedienende
Einrichtung die Regelgröße auf den Sollwert, gegebenenfalls auch auf einen beliebigen
anderen Wert, eingestellt werden kann. In diesem Falle ist es weiter erwünscht,
daß der eingestellte Wert der Stellgröße über längere Zeit konstant bleibt und das
insbesondere bei Zurückschaltung auf automatischen Betrieb die Regelgröße, keine
größere sprunghafte Änderung erfährt. Letzteres ist deshalb nötig, weil bei unstetigen
Pegelreglem dein Regelkreis oft noch eine Pegelüberwachung 5 zugeordnet ist,
welche bei größeren Ab"
weichungen vom Sollpegel, z. B. bei Leitungsfehlem,.
eine weitere Veränderung der abgegebenen Stellgröße verhindert und somit den Regler
in der vorher eingenommenen Stellung blockiert.
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Es genügt also nicht, bei der Einführung einer Vera stellmöglichkeit
von Hand die Stellgröße, z. B. den Stellstrom, unabhängig von der Stellung des Stellgrößengebers
zu verändern, sondern es muß eine Beeinflussung des SteJ1größengebers selbst erfolgen.
Diese kann nicht durch eine unabhängige, auf den Eingang des Stellgrößengebers 4
gegebene Spannung, die der von der Vergleichseinrichtung 3 abgegebenen
entspricht,
erfolgen, -da, wie vorher erwähnt, die Übertragungseigenschaften des Stellgrößengebers
4 nicht konstant zu sein brauchen. Der gleiche Einwand gilt für das Anlegen einer
unabhängigen Fremdspannung an den Eingang der Vergleichseinrichtung 3.
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Während bei Regelungen mit elektromechanisch angetriebenem Stellglied
-in bekannter Weise über einen Drehknopf leicht ein derartiger mechanischer Eingriff
in den- Ste118rößengeber zu bewerkstelligen ist, ist hierzu bei einem elektronischen
Regler im allgemeinen ein größerer Aufwand erforderlich.
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Es ist bereits eine Rudersteuerung für Schiffe bekannt, die einen
geschlossenen Regelkreis verwendet, der aus einem -Istwertgeber- (Kompaß), einer
Vergleichseinrichtung mit Sollwertgeber (Sollwert-Istwert-Vergleich und Sollkurssteller),
einem Stellgrößengeber (Ruder ffi aschine) und einem Stellglied (Ruder) besteht.
HierÜei wird für die Handeinstellung des Ruders- der'RegelkTeis zwischen der Vergleichseinrichtung
und der Rudennaschine aufgetrennt und .durch die Hinzufügung einer zweiten Vergleichseinrichtung
ein Hilfsregelkreis gebildetder durch Betätigung einer Handsteuerung verstellbar
ist. Die bekannte Rudersteuerung hat den Nachteil, daß sie zwei Soll-Ist-Vergleicbsanordnungen
benötigt.
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Dieser Nachteil Wird erfindungsgemäß -dadurch vermieden, daß der geschlossene
Regelkreis zwischen dem Istwertgeber und der Vergleichseinrichtung mittels eines
ersten Umschaltkontaktes eines Auton matikschalters auftrennbar ist, welcher in
einer' Stellung den Ausgang des.Istwertgebers und den Eingang der Vergleichseinrichtung
mit dem Ausgang eines Hilfsreglers verbindet, dessen Eingang parallel zum Ausgang
des Stellgrößengebers liegt, derart, daß der Hilfsregler, die Vergleichseinrichtung
und der Stellgrößengeber einen Hilfsregelkreis bilden, so daß der willkürlich eingestellte
Wert der Stellgröße konstant bleibt.
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Die Erfindung ermöglicht bei elektrischen Reglern, insbesondere solchen
für die Pegelregelung in Trägerfrequenzsystemen, mit einfachen Mitteln eine willkürliche
Verstellung des Stellgliedes, wobei der eingestellte Wert der Stellgröße konstant
bleibt und die Regelgröße bei Zurückschalten auf automatischen Betrieb keine sprunghafte
Änderung erfährt, so daß beispielsweise nach Schaltung in F i g. 1 die Pegelüberwachung
5 nicht ansprechen kann.
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Die Anordnung nach der Erfindung hat noch den Vorteil, daß der Hilfsregler
besonders einfach wird und z. B. nur aus einem Potentiometer bestehen kann. Außerdem
kann vorteilhafterweise der Stellgrößengeber auch schlecht stabilisierte elektronische
Bausteine, wie z. B. Gleichstromverstärker, enthalten.
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An Hand der F i g. 2 und 3 wird im folgenden die Wirkungsweise
der Anordnung gemäß der Erfindung näher erläutert.
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Nach F i g. 2 wird zur Verstellung des Stellgliedes 4 der bekannte
Regelkreis gemäß F i g. 1 durch einen Umschaltekontakt 61 des Automatikschalters
unterbrochen und aus der Vergleichseinrichtung mit Sollwertgeber 3, dem Stellgrößengeber
4 und dem Hüfsregler 7 ein neuer geschlossener Regelkreis gebildet. Der Hilfsregler
7 braucht nur aus einem Potentiometer zu bestehen, wenn die Stellgröße und
die vom Hilfsregler 7 an die Vergleichseinrichtung 3 gegebene Istwertgröße
Gleichspannungen bzw. Wechselspannungen gleicher Frequenz sind. Voraussetzung ist
lediglich, daß die von dem Stellgrößengeber 4 an den Hilfsregler 7 abgegebene
Spannung höher ist als die für den Eingang der Vergleichseinrichtung 3 erforderliche,
um den gewünschten Zustand für die Stellgröße aufrechterhalten zu können, und daß
der neu geschlossene - Regelkreis' einem Gleichgewichtszustand zustrebt.
Letzteres ist z.-B. gewährleistet #bei einer Zuordnung aller Glieder des Regelkreises
nach F i g. 1 in derWeise, daß der vom Stellgrößengeber 4 an das Stellglied
1 abgegebene Strom bei zu hohem Wert der geregelten Ausgangsgröße Z zunimmt,
die Spannung an der Ausgangsklemme vom Stellgrößengeber 4 gegen das Bezugspotential
jedoch abnimmt; dann kann der Stellgrößengeber 4 auch schlecht stabilisierte Bausteine,
wie z. B. Gleichstromverstärker, enthalten. Die vom Stellgrößengeber 4 abgegebene
Stellgröße ist dann nur von der Einstellung des Potentiometers 7 a im Hilfsregler
7 abhängig. An einer Skala kann die - Stellung des Potentiometers
-und damit auch die des Stellgliedes abgelesen werden, da hier eine feste
Zuordnung gegeben ist. Beide Voraussetzungen können, wie aus F i g. 3 ersichtlich,
gegebenenfalls durch Einfügen eines Hilfsverstärkers 10 - in den Hilfsregler
7 hinter dem erwähnten Potentiometer 7a geschaffen werden, welcher entweder
lediglich eine proportionale oder umgekehrt proportionald Verstärkung der Eingangsspannung
vom Hilfsregler 7 bewirkL Up ist der am -Potentiometer 7 a
abgegriffene Teil der Eingangsspannung des Hilfsreglers 7, also die Eingangsspannung
des Verstärkers _l0, Up' ist die Ausgangsspannung desselben. Die vorerwähnte
Pegelüberwachung 5 soll den Hilfsregler nicht blockieren können, was gegebenenfalls
durch einen weiteren Schaltkontakt 611 am Schalter 6
erreicht wird.
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An Hand von F i9..3 sei die Wirkungsweise noch näher erläutert. Durch
Umlegen des Schalters 6 aus der Stellung A in die Stellung B wird
der neue Regelkreis, bestehend aus der Vergleichseinrichtung mit Sollwertgeber,
3, dem Stellgrößengeber 4 und dem Hilfsregler 7, gebildet. Das Potentiometer
7a liegt parallel zum Ausgang des Stellgrößengebers 4. Zwischen der Spannung
Up am Potentiometerabgriff und dem Stell s-#trom ip besteht eine feste Beziehung,
und zwar nimmt die Spannung Up bei der angenommenen
Anordnung der Batterie
8 infolge des Spannungsabfalles am Heizerwiderstand in 1 ab, wenn
der Strom iR zunimmt. Dadurch wird die erwähnte Stabilisierung des Stromes iR erreicht,
während der Absolutwert des Stromes nur von der Stellung des Schleifers am Potentiometer
7a abhängt. Veränderungen im Stellgrößengeber 4 werden automatisch ausgeregelt.
Durch Betätigung des Potentiometers 7 a
kann die Regelgröße Z des primären
Regelkreises nach F i g. 1 auf ihren Sollwert eingestellt werden, wobei der
Strom ip einen konstanten Wert beibehält. Auf einer Skala am Potentiometer 7a kann
gleichzeitig die Reglersteflung abgelesen werden.
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Nach Zurückschalten des Schalters 6 wird die automatische Regelung
wieder eingeschaltet, und der Istwertgeber 2 gibt nunmehr eine gleich große Spannung
auf den Eingang der Vergleichseinrichtung 3
wie vorher das Potentiometer
7 a.
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Die vorliegende Erfindung ist sowohl bei schrittweiser, integral wirkender
Regelung als auch bei stetiger, proportional wirkender Regelung anwendbar. Im letzteren
Fall ist -noch ein Kondensator 9 parallel zum Eingang der Vergleichseinrichtung
3 vorzusehen, damit bei Betätigung des Schalters 6 kein wesentlicher
Spannungssprung
am Eingang der Meßeinrichtung 3 auftreten kann.