DE2552367C2 - Control device with a controller and an actuator with at least two adjusting speeds - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung mit einem Regler, einem Stellantrieb mit mindestens zwei Stellgeschwindigkeiten und einem Vergleichsglied, das bei Überschreiten von einstellbaren Grenzwerten ein Schaltwerk zur Umschaltung der Stellgeschwindigkeiten steuert. Eine derartige Regeleinrichtung ist durch die DE-AS 19 54 636 bekannt.The invention relates to a control device with a controller, an actuator with at least two Control speeds and a comparison element that activates when adjustable limit values are exceeded Switching mechanism for switching the actuating speeds controls. Such a control device is through the DE-AS 19 54 636 known.

An schnellen Regelstrecken werden Stelleinrichtungen mit Stellzeiten benötigt, die kleiner sind als die Ausgleichszeit der Regelstrecke, wenn die Dynamik des Regelkreises nicht durch die Stelleinrichtung nachteilig beeinflußt werden soll.Control devices with actuating times that are shorter than the equalization time are required on fast controlled systems the controlled system, if the dynamics of the control loop are not adversely affected by the setting device shall be.

Insbesondere bei Verwendung von impulsgesteuerten, elektromotorischen Stellantrieben ist es nicht möglich, die Stellzeit beliebig klein zu machen, da sonst mit den kürzesten möglichen Steuerimpulsen die gewünschte Auflösung des Stellwegs nicht mehr erreicht wird. Derartige Stellantriebe sind für den Einsatz an Regelstrecken mit kleinen Zeitkonstanten nicht geeignet.Particularly when using pulse-controlled, electromotive actuators, it is not possible to to make the actuating time as short as desired, otherwise the shortest possible control impulses will result in the desired one Resolution of the travel is no longer achieved. Such actuators are for use on controlled systems not suitable with small time constants.

Eine Möglichkeit, die beiden Forderungen nach kleiner Stellzeit und großer Auflösung des Stellwegs zu erfüllen, besteht in der bekannten Verwendung von Stellantrieben mit mindestens zwei Stellgeschwindigkeiten (DE-AS 19 54 636). Größere Störungen in der Regelstrecke werden mit der großen Stellgeschwindigkeit schnell ausgeregelt, während die kleine Stellgeschwindigkeit für die nötige Auflösung des Stellwegs eingesetzt werden kann.One possibility to meet the two demands for a short actuating time and a large resolution of the actuating path meet, consists in the known use of actuators with at least two adjusting speeds (DE-AS 19 54 636). Larger disturbances in the controlled system are caused by the high actuating speed quickly adjusted, while the small actuating speed for the necessary resolution of the travel can be used.

Im älteren Patent nach der DE-PS 24 29 956 wird gemäß Lehre des Anspruchs 1 das Umschaltkriterium für die Stellgeschwindigkeiten vom Reglerausgangssignal abgeleitet, indem dieses mit einstellbaren Grenzwerten verglichen wird und ein Schaltwerk zur Umschaltung der Stellgeschwindigkeit steuert.In the older patent according to DE-PS 24 29 956, according to the teaching of claim 1, the switching criterion for the actuating speeds are derived from the controller output signal by assigning it to adjustable limit values is compared and controls a switching mechanism for switching the actuating speed.

Beim Einsatz von schaltenden Reglern mit impulslängenmoduliertem Ausgangssignal ist der Grenzwert, mit dem die Ausgangsimpulse des Reglers in dem Vergleichsglied verglichen werden, ebenfalls eine zeitproportionale Größe. Damit tritt eine Umschaltung der Stellgeschwindigkeit erst nach Ablauf dieses Zeitkriteriums ein, was bei schnellen Regelstrecken beim Auftreten größerer Störungen von Nachteil sein kann.When using switching controllers with a pulse-length modulated output signal, the limit value is, with which the output pulses of the controller are compared in the comparison element, also a time proportional Size. This means that the actuating speed is only switched after this time criterion has expired which can be a disadvantage in the case of fast controlled systems when major disturbances occur.

Es besteht somit die Aufgabe, Regeleinrichtungen der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Umschaltung erforderlichenfalls beschleunigt und so die Regeldynamik verbessert werden kann.There is thus the task of developing control devices of the type mentioned at the beginning so that the switchover if necessary, accelerated and so the control dynamics can be improved.

Eine Lösung der Aufgabe wird mit der Lehre des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gegeben.
Insbesondere bei schaltenden Reglern ergibt sich der Vorteil, daß bei Auftreten von großen Regelabweichungen, die Umschaltung sofort vorgenommen wird, wobei im Gegensatz zu bekannten Schaltungen, bei denen das Umschaltkriterium von der Regelabweichung abgeleitet wird, hier der weitere Vorteil erzielt wird, daß das Zeitverhalten des Reglers mit in das Umschaltkriterium eingeht.A solution to the problem is given with the teaching of the characterizing part of claim 1.
In particular, with switching controllers there is the advantage that when large control deviations occur, the switchover is carried out immediately, with the further advantage that the time behavior of the Controller is included in the switchover criterion.

Eine weitere Verbesserung der Regeldynamik kann dadurch erzielt werden, daß mit der Umschaltung der Stellgeschwindigkeiten auch die Verstärkung im Rückführzweig in gleichem Verhältnis geändert wird.A further improvement in the control dynamics can be achieved by switching over the Actuating speeds and the gain in the feedback branch is changed in the same ratio.

Rückführungen zur Bestimmung des Zeitverhalten:, von Reglern sind an jich allgemein üblich.
Zur Erläuterung der Erfindung sind in den F i g. 1 und 2 Ausführungsbeispiele einer Regeleinrichtung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt und im folgenden beschrieben.Feedback for determining the time behavior :, from controllers are generally common at jich.
To explain the invention, FIGS. 1 and 2 exemplary embodiments of a control device according to the invention are shown schematically and described below.

F i g. 1 Der eigentliche Regler besteht hier aus dem Regelverstärker V und der das Zeitverhalten des Reglers bestimmenden Rückführung RF. Aus dem Sollwert w und der Regelgröße χ wird die Regelabweichung x_u gebildet. di° dem Regler zugeführt wird. Die Differenz zwischen der Regelabweichung x„ und dem Ausgangssignal der Rückführung RF wird als Eingangssignal demF i g. 1 The actual controller here consists of the control amplifier V and the feedback RF, which determines the time behavior of the controller. The control deviation x _{u is} formed from the setpoint w and the controlled variable χ. di ° is fed to the controller. The difference between the control deviation x "and the output signal of the feedback RF is used as the input signal

jo Regelverstärker V und dem Vergleichsglied VG zugeführt, in welchem es mit einem einstellbaren Grenzwert G verglichen wird. Bei Überschreiten der Grenzwerte nach oben bzw. nach unten wird vom Vergleichsglied VG ein Schaltwerk SlVangesteuert, welches im Stellan-jo control amplifier V and the comparison element VG , in which it is compared with an adjustable limit value G. If the limit values are exceeded upwards or downwards, the comparator VG controls a switching mechanism SlV, which is

J5 trieb A die Umschaltung von der einen Stellgeschwindigkeit v, 1 auf die andere Stellgeschwindigkeit v, 2 oder umgekehrt bewerkstelligt. Das Eingangssignal für die Rückführung RFwWd hier von der Stellung des Stellglieds SG direkt abgeleitet, eine Umschaltung der Ver-Stärkung im Rückführkreis erübrigt sich.J5 drove A to switch from one actuating speed v, 1 to the other actuating speed v, 2 or vice versa. The input signal for the feedback RFwWd is derived here directly from the position of the actuator SG , and there is no need to switch the gain in the feedback loop.

F i g. 2 zeigt eine andere Ausführungsform mit einem schaltenden Regler, der im wesentlichen aus dem Dreipunktschalter D und der Rückführung RF besteht. Die übrigen, bereits zu F i g. 1 beschriebenen Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Unterschiedlich zu der anderen Ausführungsform wird hier, wie häufig, das Eingangssignal der Reglerrückführung RF vom Ausgang des Dreipunktschalters D abgenommen und einem im Rückführkreis liegenden Verstärker RF mit veränderlicher Verstärkung als Eingangssignal zugeführt. Die Verstärkung des Verstärkers R Vwird beim Umschalten der Stellgeschwindigkeiten in gleichem Verhältnis umgeschaltet. Dazu wird der Verstärker RV\on dem Ausgangssignal des Vergleichsglieds VG, gleichzeitig mit dem Schaltwerk SWangesteuert.F i g. 2 shows another embodiment with a switching regulator, which essentially consists of the three-point switch D and the feedback RF . The rest, already on FIG. 1 are given the same reference numerals. In contrast to the other embodiment, here, as is often the case, the input signal of the controller feedback RF is taken from the output of the three- position switch D and fed as an input signal to an amplifier RF with variable gain located in the feedback circuit. The gain of the amplifier R V is switched over in the same ratio when the actuating speeds are switched. For this purpose, the amplifier RV \ on the output signal of the comparison element VG is controlled simultaneously with the switching mechanism SW.

Neben den gezeigten Stellantrieben mit zwei verschiedenen Stellgeschwindigkeiten sind auch Stellantriebe mit kontinuierlich veränderbarer Stellgeschwindigkeit einsetzbar, anstelle des Vergleichsglieds VG tritt dann ein Funktionsgeber, der die Stellgeschwindigkeit als Funktion des Eingangssignals des Regelverstärkers V bzw. Dverändert.In addition to the actuators shown with two different actuating speeds, actuators with continuously variable actuating speeds can also be used; instead of the comparator VG , there is a function generator that changes the actuating speed as a function of the input signal of the control amplifier V or D.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Regeleinrichtung mit einem Regier, einem Stellantrieb für mindestens zwei Stellgeschwindigkeiten und einem Vergleichsglied, das bei Überschreiten von einstellbaren Grenzwerten ein Schaltwerk zur Umschaltung der Stellgeschwindigkeiten steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler eine sein Zeitverhalten bestimmende Röckführung (RF) aufweist1. Control device with a controller, an actuator for at least two adjusting speeds and a comparison element which controls a switching mechanism for switching the adjusting speeds when adjustable limit values are exceeded, characterized in that the controller has a return flow (RF) which determines its time response und dem Vergleichsglied (VG) die Differenz zwischen Regelabweichung (x_n) und Ausgangssignal der Rückführung (RF) als Eingangssignal aufgeschaltet ist.and the difference between the control deviation (x _n ) and the output signal of the feedback (RF) is applied as an input signal to the comparison element (VG). 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß mit der Umschaltung der Stellgeschwindigkeiten (ν, ι. ν, ₂) die Verstärkung der Reglerrückführung (RF)\m gleichen Verhältnis geändert wird.2. Control device according to claim 1, characterized in that with the switching of the adjusting speeds (ν, ι. Ν, ₂ ) the gain of the controller feedback (RF) \ m the same ratio is changed.