DE757489C

DE757489C - Automatic control device, in particular automatic control device for aircraft

Info

Publication number: DE757489C
Application number: DES132137D
Authority: DE
Inventors: Franz Dr Rer Nat Fischer
Original assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Current assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Priority date: 1938-05-18
Filing date: 1938-05-18
Publication date: 1954-04-29

Description

Selbsttätige Regeleinrichtung, insbesondere Selbststeuereinrichtung für Luftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf selbsttätige Regeleinrichtungen, insbesondere Selbststeuereinrichtungen für Luftfahrzeuge, reit entsprechend der Ist-Bewegung (Ruderbewegung) mittels eines in den mit Gleichstrom gespeisten Rückführstromkreis eingeschalteten Kondensators nachgiebig veränderbarer Rückführgröße für die Schalteinrichtung des Servomotors (Rudermotors).Automatic control device, in particular self-control device for aircraft The invention relates to automatic control devices, in particular self-steering devices for aircraft, riding according to the Actual movement (rudder movement) by means of a feedback circuit fed with direct current switched capacitor flexibly variable feedback variable for the switching device of the servo motor (rudder motor).

Bei bekannten Regeleinrichtungen mit Rückführung werden zur Steuerung des Erregerstromes für die Schalteinrichtung des Servomotors durch elektromagnetische Relais bewegte Schalter oder Regelwiderstände benutzt, die zumeist durch die ihnen anhaftende Trägheit sowie Reibungswiderstände Schleppungen in den Regelvorgang hineinbringen, die gerade bei Selbststeuereinrichtungen für Luftfahrzeuge unbedingt ausgeschaltet werden müssen.In known regulating devices with feedback, the control the excitation current for the switching device of the servomotor by electromagnetic Relay moving switches or variable resistors are used, mostly through them Adhering inertia and frictional resistance bring dragging into the control process, which should be switched off especially in the case of automatic control systems for aircraft Need to become.

Diese Nachteile bekannter Einrichtungen werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß an Stelle elektromagnetischer Relais eine in an sich bekannter Weise zur Regelung von Steuerströmen dienende Verstärkerröhre für die Lenkung des Schaltstromes für die Schalteinrichtung des Servomotors angeordnet ist, deren Gitterspannung entsprechend dem Spannungsabfall in dem gemeinsamen Teil (einem Widerstand) des entsprechend der Sollbewegung veränderbaren Steuerstromkreises und des Rückführstromkreises veränderbar ist, wobei im Rückführstromkreis zur Veränderung der Zeitkonstanten entweder ein regelbarer Kondensator oder ein regelbarer Widerstand oder ein fester Kondensator und ein regelbarer Widerstand angeordnet sind. Eine besonders günstige nachgiebige Regelwirkung wird erzielt, wenn die Zeitkonstante des Rückführstromkreises verhältnismäßig groß gewählt wird gegenüber der Eigenschwingungsdauer der Regeleinrichtung. Ferner ist zur Verstellung der Nachffi CY ebigkeit der Rückführung vorgesehen, dem im Rückführstromkreis liegenden Kondensator einen regelbaren Widerstand parallel zu schalten, mit dessen Hilfe es beispielsweise möglich ist, durch gänzliches Überbrücken des Kondensators die nachgiebige Rückführung in eine starre Rückführung zu verwandeln.These disadvantages of known devices are avoided according to the invention in that, instead of electromagnetic relays, an amplifier tube, which is used in a manner known per se to regulate control currents, is arranged for the steering of the switching current for the switching device of the servomotor, the grid voltage of which corresponds to the voltage drop in the common part (a Resistance) of the control circuit and of the feedback circuit, which can be changed according to the setpoint movement, is changeable, with either a controllable capacitor or a controllable resistor or a fixed capacitor and a controllable resistor being arranged in the feedback circuit to change the time constants. A particularly favorable, flexible control effect is achieved if the time constant of the feedback circuit is selected to be relatively large compared to the natural oscillation period of the control device. Furthermore, to adjust the Nachffi CY level of the feedback, the capacitor located in the feedback circuit is connected in parallel with a controllable resistor, with the help of which it is possible, for example, to transform the flexible feedback into a rigid feedback by completely bridging the capacitor.

Um eine besonders gedrängte Ausbildung der Regeleinrichtung und eine wesentliche Gewichtsersparnis zu erzielen, können die Spannungsquellen für die Gittervorspannung, die Heizspannung und die Anodenspannung der Verstärkerröhre oder ein Teil derselben gleichzeitig als Spannungsquelle für -mindestens einen Teil der Regeleinrichtung verwendet werden.To a particularly compact training of the control device and a to achieve significant weight savings, the voltage sources for the grid prestress, the filament voltage and the anode voltage of the amplifier tube or part of the same at the same time as a voltage source for at least part of the control device be used.

Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels, das eine schematische Darstellung einer Kurssteuerung für Luftfahrzeuge zeigt, näher beschrieben.The invention is based on an embodiment shown in the drawing, which shows a schematic representation of a course control for aircraft, in more detail described.

Bei der dargestellten Kurssteuerung dient ein Kompaß mit elektrischem Abgriff als Impulsgeber. Bei Abweichung der Stellung der Kompaßnadel 21 von der Sollstellung wird am Spannungsteiler 22 1n Verbindung mit einem nicht dargestellten Kursgeber mittels des beweglichen Kontaktes 23 eine bestimmte Spannung abgegriffen. Entsprechend beeinflußt das Ruder 24 den Abgriff 25 am Spannungsteiler 26. Der Abgriff 23 für die Geberspannung steht über den Widerstand 27 mit dem Gitter 3o der Verstärkerröhre 3 1 in elektrischer Verbindung. Der Abgriff 25 für die Rückführspannung ist ebenfalls, und zwar über den Kondensator 28 und den Widerstand 29, mit dem Gitter 30 leitend verbunden. Der Spannungsabfall am gemeinsamen Widerstand 32 bildet zusammen mit der festen Gittervorspannung der Batterie 33 den Spannungsabfall zwischen dem Gitter und der Kathode der Röhre 31. Die Gittervorspannung ist dabei so groß gewählt, daß bei einem Spannungsabfall Null am Widerstand 3-2 die Röhre in der Mitte ihrer Kennlinie arbeitet. Im Anodenstromkreis ist ein Elektromagnet 34 angeordnet, mit dessen Kern 35 der Steuerschieber 36 des Rudermotors 37 in Antriebsverbindung steht. Als Gegenkraft zur Kraft des Magneten 34 beim Ruhestrom der Röhre ist eine Feder 38 an der Stange des Steuerschiebers 36 vorgesehen.In the course control shown, a compass with an electrical tap serves as a pulse generator. If the position of the compass needle 21 deviates from the nominal position, a certain voltage is tapped off at the voltage divider 22 1n in connection with a course transmitter (not shown) by means of the movable contact 23. Correspondingly, the rudder 24 influences the tap 25 on the voltage divider 26. The tap 23 for the transmitter voltage is electrically connected to the grid 3o of the amplifier tube 3 1 via the resistor 27. The tap 25 for the feedback voltage is also conductively connected to the grid 30 via the capacitor 28 and the resistor 29. The voltage drop across the common resistor 32, together with the fixed grid bias voltage of the battery 33, forms the voltage drop between the grid and the cathode of the tube 31. The grid bias voltage is chosen so that, if there is a zero voltage drop across the resistor 3-2, the tube in the center their characteristic is working. An electromagnet 34 is arranged in the anode circuit, with the core 35 of which the control slide 36 of the rudder motor 37 is in drive connection. A spring 38 is provided on the rod of the control slide 36 as a counterforce to the force of the magnet 34 when the tube is closed.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Standen die Abgriffe 23 und 25 vorher in Mittelstellung und wird eine Kursabweichung des Flugzeuges festgestellt, so wird zunächst der Abgriff 23 ausgelenkt. Am Widerstand 32 entstellt ein Spannungsabfall: der Kern 35 des Elektromagneten 34. wird z. B. stärker angezogen und der Kolben des Rudermotors 37 nach unten bewegt. Beim gleichzeitigen Auslenken des Ruders 2.1 entstellt im Rückführkreis ein Strom, der dem des Geberkreises entgegengerichtet ist. Der Steuerschieber 36 wird zurückgeführt. Da jedoch nur während der Bewegung des Ruders (während der Veränderung der Spannung) Strom durch den Kondensator fließen kann, ist die Rückführung nicht mehr wirksam, wenn z. B. der Abgriff 23 seine Soll-('@Iittel-) Stellung wieder erreicht hat. der Abgriff 25 jedoch entsprechend einer bleibenden Ruderauslenkung zwar in Ruhe, aber nicht in der '\Iittelstellung steht.The operation of the device is as follows: Were the taps 23 and 25 previously in the middle position and a course deviation of the aircraft is detected, so the tap 23 is initially deflected. A voltage drop at resistor 32 distorts: the core 35 of the electromagnet 34. is z. B. tightened and the piston of the rudder motor 37 is moved downwards. When moving the rudder at the same time 2.1 distorts a current in the feedback circuit that opposes that of the encoder circuit is. The control slide 36 is returned. Since, however, only during movement of the rudder (while the voltage is changing), current will flow through the capacitor can, the return is no longer effective if z. B. the tap 23 its target - ('@ Iittel-) Position again. the tap 25, however, corresponds to a permanent one Rudder deflection is at rest, but not in the center position.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist gegenüber bekannten Einrichtungen weitgehend unabhängig von Störeinflüssen (z. B. Schleppungen beim Regelvorgang) und zeigt einen wesentlich vereinfachten Aufbau der Rückführanordnung, da insbesondere bewegliche Teile, z. B. Nachlaufwerke u. dgl.. vermieden sind.The device according to the invention is opposite to known devices largely independent of interfering influences (e.g. dragging during the control process) and shows a significantly simplified structure of the feedback arrangement, since in particular moving parts, e.g. B. trailing drives and the like .. are avoided.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Automatic control device, in particular self-control device for aircraft, with according to the actual movement (rudder movement) by means of a capacitor connected to the feedback circuit fed with direct current, a flexibly variable feedback variable for the switching device of the servo motor (rudder motor), characterized in that one is used in a manner known per se Control of control currents serving amplifier tube (3 z) for the steering of the switching current for the switching device (3d, 35, 36) of the servo motor (37) is arranged, the grid voltage corresponding to the voltage drop in the common part (32) of the variable according to the target movement Control circuit and the feedback circuit can be changed, a controllable capacitor (28) and / or resistor being provided in the feedback circuit for changing the time constants.

2. Automatic control device according to claim 1, characterized in that that the capacitor (28) lying in the feedback circuit has an adjustable resistor is connected in parallel as a variably resilient feedback member. For demarcation of the subject matter of the invention from the prior art are the following in the grant procedure Publications have been considered: German patent specifications No. 36o 04.3, 61I 58o, 625 112; U.S. Patent No. 1684138; Archive for electr. 29 (1935) 9, P. 92 to 94 ..