DE3239015A1 - Control device with elastic feedback - Google Patents
Control device with elastic feedbackInfo
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Abstract
Description
Regeleinrichtung mit nachgebender RückführungControl device with yielding feedback
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung mit nachgebender Rückführung.The invention relates to a control device with yielding Return.
Um bei Regelstrecken mit veränderlicher, nichtlinearer Streckenverstärkung, z. B. Druck- oder Durchflußregelstrecken, eine hohe Regelgenauigkeit zu erreichen, bedarf es einer Möglichkeit, die Streckenverstärkung als Einflußgröße laufend zu berücksichtigen.In order to use controlled systems with variable, non-linear system gain, z. B. pressure or flow control systems to achieve a high level of control accuracy, there is a need for a way to continuously increase the route gain as an influencing variable consider.
Es besteht somit die Aufgabe, bei einer Regeleinrichtung mit nachgebender Rückführung diese Möglichkeit vorzusehen.There is thus the task of yielding in a control device To provide this possibility for repatriation.
Eine Lösung der Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gegeben.A solution to the problem is given with the features of claim 1.
In einer Rechenschaltung erfolgt die Berechnung der Streckenverstärkung im momentanen Arbeitspunkt als Quotient aus der Regelgrößenänderung und Stellgrößenänderung nahezu verzögerungsfrei, so daß die Reglerverstärkung ständig auf oder in der Nähe ihres optimalen Wertes gehalten wird.The system gain is calculated in a computing circuit at the current operating point as the quotient of the change in the controlled variable and the change in the manipulated variable almost instantaneous, so that the controller gain is constantly on or near their optimal value is kept.
Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Figuren Prinzipschaltbilder und Ausführungsbeispiele von Schaltungen dargestellt und im folgenden beschrieben.To explain the invention, the figures show basic circuit diagrams and exemplary embodiments of circuits shown and described below.
Figur 1 zeigt ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung, Figur 2 ein Ausführungsbeispiel für die Rechenschaltung zur Ermittlung der Streckenverstärkung, Figur 3 eine Schaltung des Rückführzweigs und Figur 4 eine Schaltung zur laufenden Errechnung der Streckenverstärkung aus Regelgrößenänderung und Stellgrößenänderung.Figure 1 shows a basic circuit diagram of the control device according to the invention, FIG. 2 shows an exemplary embodiment for the computing circuit for determining the route gain, FIG. 3 shows a circuit of the return branch and FIG. 4 shows a circuit for the current Calculation of the system gain from the change in the controlled variable and the change in the manipulated variable.
In Figur 1 ist eine Regeleinrichtung schematisch dargestellt, die auf eine Regelstrecke S mit veränderlicher, nichtlinearer Streckenverstärkung V und einer Streckenzeitkonstanten T5 arbeitet.In Figure 1, a control device is shown schematically, the to a controlled system S with variable, non-linear system gain V and a system time constant T5 works.
Am Ausgang der Strecke wird die Regelgröße x abgenommen und in der Vergleichsstelle 1 der Regeleinrichtung mit der ebenfalls aufgeschalteten Führungsgröße w verglichen. Die daraus resultierende Regeldifferenz xd wird über ein Differenzglied 2 dem Regler R zugeführt, vorzugsweise einem einen Dreipunkt-Schaltverstärker enthaltenden Regler mit schaltendem Ausgang, auf den ein Integrationsglied 3 folgt, vorzugsweise in Form eines integral wirkenden Stellantriebs. Die daraus hervorgehende Eingangsgröße der Regelstrecke S, die Stellgröße y, wird wie üblich einem Eingang der nachgebenden Rückführung RF zugeführt, an deren anderem Eingang liegt ein der Streckenverstärkung V entsprechendes Signal. Aus den beiden Größen y und V wird in der Rückführung RF das Rückführsignal yR gebildet und im Differenzglied 2 gegen die Regeldifferenz xd geschaltet.The controlled variable x is taken from the output of the system and included in the Comparison junction 1 of the control device with the reference variable that is also switched on w compared. The resulting control difference xd is calculated using a differential element 2 fed to the controller R, preferably one containing a three-point switching amplifier Controller with a switching output followed by an integration element 3, preferably in the form of an integrally acting actuator. The resulting input variable of the controlled system S, the manipulated variable y, is, as usual, an input of the yielding Feedback RF supplied, at the other input of which is a line gain V corresponding signal. The two variables y and V become RF in the return the feedback signal yR is formed and in the differential element 2 against the control difference xd switched.
Aus der Regelgröße x und der Stellgröße y wird in einer Rechenschaltung RS die Streckenverstärkung V der Regelstrecke S laufend errechnet und, wie bereits erwähnt, der Rückführung RF als Eingangsgröße zugeführt.The controlled variable x and the manipulated variable y are converted into a computing circuit RS the system gain V of the controlled system S is continuously calculated and, as already mentioned, fed to the feedback RF as an input variable.
Ferner ist eine Steuerschaltung LS vorgesehen, auf deren Eingänge die Regelgröße x und die Stellgröße y geschaltet sind. Sind x und y gegenläufig, wird durch ihr Ausgangssignal die Rechenschaltung RS so lange blockiert, bis die Regelung sich auf den neuen Streckenarbeitspunkt, der beispielsweise auf einer anderen Kurve der Kurvenschar des Kennlinienfeldes liegt, eingestellt hat und die beiden Eingangsgrößen vorzeichenmäßig wieder übereinstimmen.Furthermore, a control circuit LS is provided, on whose inputs the controlled variable x and the manipulated variable y are switched. If x and y are opposite, the arithmetic logic circuit RS is blocked by its output signal until the Regulation is based on the new line operating point, which is, for example, on another Curve of the family of curves of the family of characteristics lies, has set and the two Input variables agree again in terms of their signs.
Weil hier die Streckenverstärkung V nahezu verzögerungsfrei errechnet und der Rückführung RF unmittelbar aufgeschaltet wird, reagiert die Regeleinrichtung sehr schnell auf Änderungen der Streckenverstärkung; die Regelung wird ständig optimiert.Because here the route gain V is calculated with almost no delay and the feedback RF is switched on immediately, the control device reacts very quickly to changes in the route gain; the regulation is constantly being optimized.
In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Rechenschaltung RS dargestellt.In Figure 2, an embodiment of the computing circuit RS is shown.
Eingangsgrößen sind die Regelgröße x und die Stellgröße y. Letztere wird einem Verzögerungsglied erster Ordnung 4 zugeführt, dessen Zeitkonstante der Streckenzeitkonstante T5 entsprechend eingestellt ist.The input variables are the controlled variable x and the manipulated variable y. Latter is fed to a delay element of the first order 4, the time constant of which is the System time constant T5 is set accordingly.
Die Streckenzeitkonstante T5 wird einmalig, z. B. bei der Inbetriebnahme, oder wiederholt, z. B. täglich, berechnet.The system time constant T5 is unique, e.g. B. during commissioning, or repeatedly, e.g. B. calculated daily.
Das Ausgangssignal des Verzögerungsglieds 4, die verzögerte Stellgröße Yvz, wird dem Positiveingang eines Differenzglieds 5 zugeführt, an dessen Negativeingang der Ausgang eines Speicherglieds SP2 liegt.The output signal of the delay element 4, the delayed manipulated variable Yvz, is fed to the positive input of a differential element 5, to its negative input the output of a storage element SP2 is located.
Der Eingang des Speicherglieds SP2 ist über einen Schalter S2 mit dem die verzögerte Stellgröße Yvz führenden Ausgang des Verzögerungsgliedes 4 verbunden.The input of the storage element SP2 is via a switch S2 connected to the output of the delay element 4 leading the delayed manipulated variable Yvz.
Im Differenzglied 5 wird die Differenz tYVz gebildet aus dem der momentanen Regelgröße x zeitlich zugeordneten, verzögerten Stellgrößenwert Yvz und einem im Speicher SP2 hinterlegten, zu einem vorhergehenden Zeitpunkt ermittelten Wert von YvZ.In the difference element 5, the difference tYVz is formed from that of the instantaneous Controlled variable x time-assigned, delayed manipulated variable value Yvz and an im Memory SP2 stored value of determined at a previous point in time YvZ.
Die Regelgröße x wird dem Positiveingang eines Differenzglieds 6 zugeführt, dessen Negativeingang mit dem Ausgang eines Speicherglieds SP1 verbunden ist, in welchem der zu einem vorhergehenden Zeitpunkt ermittelte Wert der Regelgröße x gespeichert ist.The controlled variable x is fed to the positive input of a differential element 6, whose negative input is connected to the output of a memory element SP1, in which stored the value of the controlled variable x determined at a previous point in time is.
Die so ermittelte Differenz nx wird einem Dreipunkt-Schalter 7 zugeführt, dessen seine Totzone begrenzenden Ansprechschwellen auf einen vorbestimmten Wert von Ax eingestellt sind. Die beiden Ausgänge des Dreipunkt-Schalters 7 sind mit den Eingängen eines ODER-Glieds 8 verbunden, dessen Ausgangssignal das Steuersignal zum Schließen des bereits erwähnten Schalters 52 und eines weiteren Schalters S1 ist, über welchen die Regelgröße x dem Speicherglied SP1 zugeführt wird.The difference nx determined in this way is fed to a three-point switch 7, its dead zone limiting response thresholds to a predetermined value are set by Ax. The two outputs of the three-point switch 7 are with connected to the inputs of an OR gate 8, the output signal of which is the control signal to close the aforementioned switch 52 and a further switch S1 is, via which the controlled variable x is fed to the storage element SP1.
Wenn, wie in der Praxis häufig vorkommend, das die Regelgröße x darstellende Signal stark verrauscht ist, kann ein adaptives, nichtlineares Filter 9 eingeschaltet werden, an dessen Ausgang dann ein dem Mittelwert x der Stellgröße x entsprechendes Signal auftritt und dem Differenzglied 6 zugeführt wird.If, as often occurs in practice, the one representing the controlled variable x Signal is very noisy, an adaptive, non-linear filter 9 can be switched on at the output of which then a corresponding to the mean value x of the manipulated variable x Signal occurs and the differential element 6 is fed.
Die an den Ausgängen der Differenzglieder 5 und 6 abnehmbaren Größen hYVz und ax werden einer Rechenschaltung 10 zugeführt, in welcher ein der Streckenverstärkung V im momentanen Arbeitspunkt, d. h. dem Differenzenquotienten Ax/ayvz zu x/ay entsprechendes Signal gebildet und auf den Ausgang geschaltet wird.The sizes that can be removed at the outputs of the differential elements 5 and 6 hYVz and ax are fed to a computing circuit 10 in which one of the system amplification V at the current operating point, i.e. H. corresponding to the difference quotient Ax / ayvz to x / ay Signal is formed and switched to the output.
In Figur 3 ist ein Schaltungsbeåspiel für die Rückführung RF angegeben. Die Rückführung RF enthält in an sich bekannter Weise ein verzögernd nachgebendes Zeitglied, hier ein Verzögerungsglied 11 erster Ordnung, mit der der Streckenzeitkonstanten TS entsprechenden Zeitkonstanten, welche über das Differenzglied 12 starr gegengekoppelt ist und so D-Verhalten aufweist.FIG. 3 shows an example of a circuit for the return RF. The feedback RF contains in a manner known per se a retarding yielding Timing element, here a delay element 11 of the first order, with the system time constant TS corresponding time constants, which are rigidly fed back via the differential element 12 and so exhibits D behavior.
Das Ausgangssignal des Differenzglieds 12 und somit das Eingangssignal des Verzögerungsglieds 11 ist die verlagert differenzierte Stellgröße YvD! welche einem Eingang eines Multiplikationsglieds 13 zugeführt ist, an dessen anderem Eingang das aus der Rechenschaltung RS kommende, der Streckenverstärkung V entsprechende Signal liegt. Das Ausgangssignal des Multiplikationsglieds 13 ist das Rückführsignal YR (siehe Figur 1).The output signal of the differential element 12 and thus the input signal of the delay element 11 is the shifted differentiated manipulated variable YvD! Which is fed to one input of a multiplier 13, at the other input that coming from the computing circuit RS and corresponding to the system gain V. Signal lies. The output signal of the multiplier 13 is the feedback signal YR (see Figure 1).
Das Verzögerungsglied 11 erster Ordnung in der Rückführung RF ist identisch mit dem Verzögerungsglied 4 in der Rechenschaltung, da beide die gleiche Zeitkonstante T5 haben.The first order delay element 11 in the feedback RF is identical to the delay element 4 in the computing circuit, since both are the same Have time constant T5.
Es ist deshalb möglich, das Ausgangssignal des Verzögerungsglieds 11 in der Rückführung, welches der verzögerten Stellgröße Yvz entspricht, herauszuführen und es, wie in Figur 2 gestrichelt angedeutet, dem Differenzglied 5 in der Rechenschaltung RS direkt aufzuschalten.It is therefore possible to use the output signal of the delay element 11 in the feedback, which corresponds to the delayed manipulated variable Yvz and, as indicated by dashed lines in FIG. 2, the differential element 5 in the arithmetic circuit RS to connect directly.
Die Zuführung der Stellgröße y und das Verzögerungsglied 4 in der Rechenschaltung können dann entfallen.The supply of the manipulated variable y and the delay element 4 in the Computing circuit can then be omitted.
In Figur 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Rechenschaltung 10 (Figur 2) dargestellt.In Figure 4 is a preferred embodiment of the computing circuit 10 (Figure 2).
Eingangsgrößen sind die Regelgrößendifferenz A x und die verzögerte Stellgrößendifferenz hYVz Letztere wird einem Multiplikationsglied 14 zugeführt, dessen Ausgang am positiven eingang eines Differenzglieds 15 liegt. Dessen negativer Eingang ist mit der Regelgrößendifferenz hx beaufschlagt, sein Ausgang führt über einen Schalter 16 zu einem Dreipunkt-Schaltverstärker 17 mit einstellbarer Totzone. Die positiven oder negativen Ausgangssignale des Dreipunkt-Schaltverstärkers 17 werden in einem Integrationsglied 18 mit kleiner Integrationszeitkonstante, in der Größenordnung von 1 sec, aufintegriert, und zwar so lange, bis die am Ausgang des Multiplikationsglieds 14 erscheinende Größe V - by gleich der gegengeschalteten Größe ax wird.The input variables are the controlled variable difference A x and the delayed one Manipulated variable difference hYVz The latter is fed to a multiplier 14, the output of which is at the positive input of a differential element 15. Its more negative The input is subjected to the controlled variable difference hx, its output carries over a switch 16 to a three-point switching amplifier 17 with an adjustable dead zone. The positive or negative output signals of the three-point switching amplifier 17 are in an integration element 18 with a small integration time constant, in the Of the order of 1 sec, integrated until the output of the Multiplier 14 appearing variable V - by equal to the opposite Size ax will.
Das Ausgangssignal des Integrationsglieds 18 entspricht dann der errechneten Streckenverstärkung V, die, wie in Figur 1 bzw. Figur 3 dargestellt ist, der Rückführung RF aufgeschaltet wird.The output signal of the integration element 18 then corresponds to the calculated one Path gain V, which, as shown in Figure 1 and Figure 3, the return RF is switched on.
Um zu verhindern, daß bei im Vergleich zu aYVz sehr kleinem Ax die Berechnung ungenau wird, kann das Signal ax noch einem Dreipunkt-Schal ter 19 aufgeschaltet werden, dessen Ansprechschwelle auf die kleinste Differenz ax, ab der eine Berechnung sinnvoll erscheint, eingestellt ist. Die Ausgänge des Dreipunkt-Schalters 19 sind mit den Eingängen eines ODER-Glieds 20 verbunden, dessen Ausgangssignal den Schalter 16 zusteuert.In order to prevent the If the calculation is imprecise, the signal ax can still be connected to a three-point switch 19 whose response threshold is set to the smallest difference ax from which a calculation seems reasonable, is set. The outputs of the three-point switch 19 are connected to the inputs of an OR gate 20, the output signal of which the switch 16 is heading.
8 Patentansprüche 4 Figuren8 claims 4 figures
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
RU2457529C1 (en) * | 2011-01-11 | 2012-07-27 | Учреждение Российской академии наук Институт лазерной физики Сибирского отделения | Adaptive system for controlling and stabilising physical quantities |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19846818A1 (en) * | 1998-10-10 | 2000-04-13 | Karl Swiontek | Maximum regulator e.g. for regulating electrical power of solar cells, uses control value produced by conventional regulator, or another value derived from it, to influence demand value generation in demand value generator |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1588731B1 (en) * | 1967-06-19 | 1970-01-15 | Siemens Ag | Adaptation process and device for control loops |
DE1815964B2 (en) * | 1968-12-20 | 1972-06-15 | Siemens AG, 1000 Berlin u 8000 München | DEVICE FOR THE INDEPENDENT ADAPTATION OF THE REGULATING GAIN TO THE REGULATED LINE GAIN |
US4088938A (en) * | 1976-12-17 | 1978-05-09 | Vapor Corporation | Electronic apparatus for positioning and using AC motors |
DE2343511C2 (en) * | 1973-08-29 | 1982-09-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | Control device with automatic adaptation of the control parameters |
-
1982
- 1982-10-21 DE DE19823239015 patent/DE3239015A1/en active Granted
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1588731B1 (en) * | 1967-06-19 | 1970-01-15 | Siemens Ag | Adaptation process and device for control loops |
DE1815964B2 (en) * | 1968-12-20 | 1972-06-15 | Siemens AG, 1000 Berlin u 8000 München | DEVICE FOR THE INDEPENDENT ADAPTATION OF THE REGULATING GAIN TO THE REGULATED LINE GAIN |
DE2343511C2 (en) * | 1973-08-29 | 1982-09-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | Control device with automatic adaptation of the control parameters |
US4088938A (en) * | 1976-12-17 | 1978-05-09 | Vapor Corporation | Electronic apparatus for positioning and using AC motors |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2457529C1 (en) * | 2011-01-11 | 2012-07-27 | Учреждение Российской академии наук Институт лазерной физики Сибирского отделения | Adaptive system for controlling and stabilising physical quantities |
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---|---|
DE3239015C2 (en) | 1989-02-02 |
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