CH447326A - Einrichtung zum Verbessern der Stabilität von analogen Regelkreisen - Google Patents

Description

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    Einrichtung   zum Verbessern der Stabilität von analogen    Regelkreisen   Die Erfindung    betrifft   eine Einrichtung zum Verbessern der Stabilität von analogen Regelkreisen bei Antrieben mit    schwingungsfähigen   Massen in der Regelstrecke. 



  Bei elektrischen Antrieben wird der Motor über Kupplungen, Wellen und Getriebe mit der Arbeitsmaschine verbunden. Diese Übertragungsglieder enthalten elastische Teile, z. B. in der Kupplung oder im Getriebe. Diese elastischen Teile stellen zusammen mit den Schwungmassen des Antriebs schwingungsfähige Gebilde dar, die von aussen durch entsprechende Frequenzen zu    Resonanzschwingungen   angeregt werden können. Diese Resonanzschwingungen stören meist bei gesteuerten Antrieben nicht; führen jedoch zu Schwierigkeiten    bei      Antrieben,   bei    ,denen      ein   Regelkreis    geschlossen      wird;   z. B.    wenn   der    Istwert   der Drehzahl am Ausgang der Regelstrecke zum Regler zurückgeführt wird. 



  Dann enthält die für die    Stabilität   der Regelung entscheidende Kreisverstärkung in der Umgebung der Resonanzfrequenz eine Anhebung, die zu Eigenschwingungen des Regelkreises führt. Diese Eigenschwingungen könnten durch starke    Glättungsglieder   gedämpft werden; es wird aber auch dadurch die Geschwindigkeit der Regelung geringer. 



  Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zu schaffen, die eine stabile Regelung ohne Einbusse an Regelgeschwindigkeit    ermöglicht.   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in den Regelkreis ein oder mehrere Filter eingesetzt sind, die auf die Resonanzfrequenz bzw.    -frequenzen   der schwingungsfähigen Massen abgestimmt sind, und deren    Dämpfungsvenlauf      die      durch   die    Resonanz      verursachten      Amplitudenänderungen   im Regelkreis kompensiert. 



  Es wird also, mit anderen Worten, an beliebiger Stelle des Regelkreises eine gegensinnige Resonanzstelle, d. h. z. B. ein Sperrkreis eingefügt, welcher in Dämpfung und Resonanzfrequenz derart dimensioniert ist, dass die Resonanzstelle in der Regelstrecke gerade oder wenigstens angenähert aufgehoben wird. Dadurch kann die Regelverstärkung so angehoben und der Regelkreis so schnell gemacht werden, als ob die    ursprüngliche   Resonanzstelle nicht vorhanden wäre. Der oder die Sperrkreise werden dabei vorteilhaft an Stellen niedrigen    Leistungsniveaus      eingebaut,   um den Aufwand an Bauelementen klein zu halten; z. B. direkt nach dem    Mess-      umformer   am Ausgang der Regelstrecke. 



  In der Zeichnung ist ein    Ausführungsbeispiel   der Erfindung schematisch dargestellt. 



  Bei der Anordnung gemäss dem in    Fig.   1 gezeigten Blockschaltbild treibt ein Elektromotor 2 eine Arbeitsmaschine 3. Die    schwingungsfähigen   Massen dieses Antriebs sind symbolisch durch ein Kästchen 4 dargestellt, in dem der Verlauf der Schwingungsamplitude abhängig von der Frequenz angedeutet ist. 



  Der    Drehzahl-Istwert   am Ausgang 14 der Regelstrecke (2, 3, 4) wird durch einen    Messwertumformer   5, z. B. einer    Tachometermaschine,   in eine drehzahlproportionale Spannung umgesetzt. Dem    Messwertumfor-      mer   5    isst      ein   Sperrkreis    nachgeschaltet,   der in Dämpfung und Resonanzfrequenz derart dimensioniert ist, dass im    Regelkreis   die Resonanzstelle in der Regelstrecke gerade oder    annähernd   aufgehoben wird. Schematisch ist dies durch den Verlauf der    Durchlasskurve   des Sperrkreises abhängig von dir    Frequenz   angedeutet.

   Die Ausgangsspannung des Sperrkreises wird, wie durch den Pfeil 8 angedeutet, als    Istwert   nebst dem durch einen Pfeil 7 angedeuteten Sollwert auf den Regler 1 gegeben, der entsprechend dann auf den Motor 2 einwirkt. 



  Figur 2    zeigt   eine    Ausführungsform   des    Sperrkrei-      sets   6. Von dem    als      Tachometermaschine   9 ausgebildeten    Drehzahlmesswertumformer   5 wird eine der Drehzahl proportionale Spannung an den Sperrkreis 6 gegeben. Dieser besteht aus einem    T-Glied   mit je einem    ohmschen   Widerstand 10 bzw. 11 im    Längszweig   und einem aus Kondensator 12 und Spule 13 bestehenden    Serienresonanzkreis   im Querzweig. 



  Es versteht sich dabei, dass als Filter auch andere in der Filtertechnik bekannte Schaltungen benützt werden    können.      Ferner   können, um    verschiedene      Resona   zstel- 

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    len   bzw. Oberschwingungen der schwingungsfähigen Massen zu berücksichtigen, auch ein oder mehrere Filter mit verschiedenen Resonanzen vorgesehen sein. 



  Die Erfindung ist besonders vorteilhaft für geregelte Antriebe bei Papiermaschinen, kann aber auch bei Förderanlagen, Walzwerken usw.    Verwendung   finden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zum Verbessern der Stabilität von analogen Regelkreisen bei Antrieben mit schwingungsfähigen Massen in der Regelstrecke, dadurch gekennzeich- net, dass in den Regelkreis ein oder mehrere Filter eingesetzt sind, die auf die Resonanzfrequenz bzw. -fre- quenzen der schwingungsfähigen Massen abgestimmt sind und deren Dämpfungsverlauf die durch Resonanz verursachten Amplituderiänderungen im Regelkreis kompensiert. UNTERANSPRUCH Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Filter an Stellen niedrigen Leistungsniveaus eingesetzt sind.