Verfahren und Einrichtung zur Wegregelung eines Positionsantriebes

Abstract

 Es wird laufend von einem nichtlinearen Wegregler ein erster Beschleunigungssollwert (A1) und parallel dazu von einem nicht­linearen Geschwindigkeitsregler ein zweiter Beschleunigungswert (A2) ermittelt. Mittels eines einfachen, nur diese beiden alter­nativen Beschleunigungswerte umfassenden Auswahlkriteriums, wird von einer Auswahlschaltung (18) zum Hochlauf der zweite, zur Einleitung der Zielbremsung der erste und zum Einlauf in die Zielposition wieder der zweite alternative Beschleunigungssoll­wert zum Eingriff gebracht. Änderungen des Fahrtziels und der Geschwindigkeit des Positionsantriebes (PA), insbesondere die Realisierung von Schleichgeschwindigkeiten sind während der Fahrt in praktisch beliebigem Umfange möglich.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ein­richtung zur ruck-, beschleunigungs- und geschwindigkeitsbegrenz­ten Wegregelung eines Positionsantriebes mit unterlagerter Ge­schwindigkeitsregelung, wobei unter mehrfacher zeitlicher Inte­gration eines Ruckwertes eine Führung des Beschleunigungs-, des Geschwindigkeits- und des Wegsollwertes des Positionsantriebes erfolgt und als Ruckwert die verstärkte Differenz zwischen einem Beschleunigungssollwert und dem Zeitintegral des bezüglich sei­nes maximalen Betrags begrenzten Ruckwertes gebildet wird. Ein derartiges Verfahren ist nach der DE-PS 30 01 778 bekannt. Man kann damit unter Einhaltung und längstmöglicher Ausnutzung der durch die Begrenzungen festgelegten Randbedingungen die ge­wünschte Position recht schnell erreichen.

[0002] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das genannte Verfah­ren mit einfachen Mitteln in Bezug auf ein flexibleres Fahrver­halten zu verbessern. So soll es durch die Erfindung ermöglicht werden, während der Fahrt in beliebiger Weise die Geschwindig­keit neu vorzugeben, was z.B. für die Einhaltung von strecken­bedingten Schleichgeschwindigkeiten von Bedeutung ist. Weiterhin soll die Möglichkeit bestehen, während der Fahrt vorgenommene Fahrtzieländerungen zu realisieren.

[0003] Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeich­nenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale.

[0004] Die Erfindung samt ihren weiteren Ausgestaltungen, welche in den Unteransprüchen wiedergegeben sind, soll nachstehend anhand der Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen

FIG 1 ein sich auf eine Schachtförderanlage beziehendes Anwen­dungsbeispiel der Erfindung,

FIG 2a und 2b einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens,

FIG 3 bis 6 Hardware-Beispiele zur Realisation einzelner Ver­fahrensschritte,

FIG 7 die Streckenführung für eine Hängebahn,

FIG 8 bis 10 für das erfindungsgemäße Verfahren typische Fahrdiagramme.

[0005] Im Anwendungsbeispiel der FIG 1 besteht der zu regelnde Posi­tionsantrieb PA in einem Elektromotor 1, welcher über eine mit ihm gekoppelte Seilscheibe 2 den Fahrkorb 3 einer Aufzugs- oder Schachtförderanlage bewegt. Der Strom des Elektromotors 1 wird mittels eines Stromreglers 4 geregelt, dessen Ausgangsgröße über einen Steuersatz 5 eine Stromrichteranordnung 6 aussteuert. Der Istwert I_A des Stromreglers 4 wird mittels eines im Ankerstrom­kreis angeordneten Stromwandlers 7 gewonnen. Dem Stromregler 4 ist ein Geschwindigkeitsregler 8 überlagert, dessen Istwert V_A im Ausgangssignal eines mit dem Elektromotor gekuppelten Tacho­dynamos 9 besteht. Dem Geschwindigkeitsregler 8 ist ein Wegreg­ler 10 überlagert, wobei dessen Istwert S_A einem Weggeber 11 entnommen wird, welcher mit Impulsen beaufschlagt wird, die durch Drehung einer mit dem Fahrkorb gekuppelten Impulsscheibe erzeugt werden.

[0006] Dem aus den Elementen 1 - 11 bestehenden Positionsantrieb PA wird die anzufahrende Sollwertposition in Form eines nach be­stimmten Gesichtspunkten geführten Wegsollwertes S_F vorgegeben, zusammen mit ebenfalls geführten Sollwerten V_F und A_F für die unterlagerten Geschwindigkeits-bzw. Stromregler 8 bzw. 4. Die Führungsgrößen A_F, V_F und S_F bestehen in den Ausgangssignalen dreier hintereinander angeordneter Integratoren 12, 13 und 14. Mit S_F wird dem Positionsantrieb PA die anzufahrende Sollwert­position vorgegeben, wobei mit den Sollwerten V_F und A_F für den unterlagerten Geschwindigkeits- bzw. Stromregler 8 bzw. 4 er­reicht wird, daß für über einem bestimmten Mindestweg liegende Verfahrwege stets einer dieser Werte seinen Maximalwert er­reicht. Hierzu wird ein die Zielposition des Fahrkorbs vor­schreibender Sollwert S* mit der Ausgangsgröße S_F des Integra­tors 14, welche den Wegsollwert für den Positionsantrieb PA bildet, verglichen und mittels einer nichtlinear arbeitenden Regelung mit dem Sollwert S* zur Deckung gebracht. Unter der Voraussetzung, daß der Fahrkorb 3 den jeweiligen Veränderungen des geführten Wegsollwertes S_F ohne nennenswerten Schleppfehler zu folgen vermag, entspricht nicht nur zu Beginn eines jeden Verfahrvorganges sondern auch laufend die Differenz Δ S zwischen dem Zielpositionssollwert S* und dem vom Integrator 14 ausgege­benen Sollwert S_F dem jeweils noch bis zum Zielpunkt zurückzu­legenden Restweg.

[0007] Die Führungsgröße A_F wird mittels eines Beschleunigungsregel­kreises gebildet, welcher aus dem Integrator 12 und einem Pro­portionalverstärker 15 mit recht großem Verstärkungsfaktor be­steht, dessen Ausgangssignal R_F für beide Polaritäten auf einen maximalen Ruckwert R_max begrenzt ist. Das Ausgangssignal A_F des Integrators 12, welches der dem Antrieb vorzugebenden Beschleu­nigung entspricht, ist auf den Eingang des Verstärkers 15 gegen­gekoppelt und wirkt gleichzeitig als geführter Korrekturwert für die Beschleunigung auf den Stromregler 4. Die Kombination des Verstärkers 15 und des Integrators 12 stellt praktisch einen Hochlaufregler für den Beschleunigungssollwert A_F dar und ge­stattet, diesen Wert mit definierter Änderungsgeschwindigkeit dem jeweils vorliegenden Beschleunigungssollwert A* anzupassen. Mit dieser Methode der indirekten Ruckwertvorgabe erspart man sich eine sonst erforderliche Ermittlung der jeweiligen Zu- und Abschaltzeitpunkte für die maximalen Ruckwerte.

[0008] Die bisher beschriebene, in FIG 1 rechts der Linie I-I darge­stellte Einrichtung deckt sich mit dem in der DE-PS 30 01 778 wiedergegebenen Stand der Technik.

[0009] Zur erfindungsgemäßen Vorgabe des Beschleunigungssollwertes A* dient ein Beschleunigungsgeber 16, welchem das Restwegsignal ΔS, der Führungswert V_F für die Geschwindigkeit, der Führungswert A_F für die Beschleunigung, ein beliebig vorgebbarer Geschwindigkeits­sollwert V2*, sowie die Begrenzungsparameter R_max für den Ruck, für den maximalen Wert a_bmax der Beschleunigung und für den maxi­malen Wert a_vmax der Verzögerung zugeführt sind. Mit einem von der Wegdifferenz ΔS beaufschlagten Grenzwertmelder 17 wird ein Fahrtrichtungssignal FR bereitgestellt, welches für Aufwärts- ­und Abwärtsfahrt unterschiedliche Polarität aufweist, womit in Verbindung mit Multiplizierern der richtige Wirkungssinn des Be­schleunigungsgebers 16 für beide Fahrtrichtungen sichergestellt werden kann.

[0010] Im Beschleunigungsgeber 16 werden nun mit dem ihm zugeführten Größen zwei Sollwerte für den Beschleunigungsregelkreis bereit­gestellt. Der erste dieser alternativ zur Verfügung gestellte Beschleunigungssollwert A1 dient zur zielgerichteten Verminde­rung der Geschwindigkeit in der Weise, daß der Positionsantrieb unter Wirkung dieses Beschleunigungssollwertes mit einer kon­stanten Verzögerung der Größe a_v nicht über eine Stelle hin­ausgelangen würde, welche eine Wegstrecke von SZ = a_v³ . (24 R²_max)⁻¹ vor der vom Sollwert S* vorgegebenen Haltestelle liegt. Die Größe R_max bedeutet dabei den maximal zugelassenen Ruckwert.

[0011] Mit dem zweiten, vom Beschleunigungsgeber 16 alternativ angebo­tenen Beschleunigungssollwert A2 kann der Positionsantrieb über­schwingungsfrei auf vorgebbare Geschwindigkeiten V2* unter Ein­haltung der Begrenzungswerte für die Beschleunigung a_bmax bzw. für die Verzögerung a_vmax gebracht werden.

[0012] Der Grundgedanke des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht nun darin, den Hochlauf und eine sich gegebenenfalls daran anschlie­ßende Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit unter Wirkung des zweiten alternativen Beschleunigungswertes A2 stattfinden zu lassen, wozu die vorgebbare Geschwindigkeit V2* beispielsweise auf den Wert V_max gesetzt wird, ab dem Zeitpunkt, ab dem das zielgerichtete Verzögern eintreten soll, den ersten alternativen Beschleunigungssollwert A1 zur Wirkung zu bringen und die Rege­lung im letzten Fahrtteil - dem Einlaufen in den Haltepunkt - ­wieder unter die Kontrolle des zweiten alternativen Beschleuni­gungssollwertes A2 zu bringen. In der Einlaufphase wird der er­ste alternative Beschleunigungssollwert dann abgelöst, wenn noch ein Weg vom vierfachen Betrag der zuvor erwähnten Wegstrecke SZ zurückzulegen ist, während die Ablösung des zweiten Beschleu­nigungssollwertes A2 zur Zielbremsung durch den ersten Beschleu­nigungssollwertes A1 weg- und geschwindigkeitsabhängig nach den bekannten Gesetzen der Kinematik erfolgen kann. Diese Ablösungen werden von einer Auswahlschaltung 18 besorgt.

[0013] Wesentlich ist, daß nach erfolgtem Start jederzeit der vorgege­bene Geschwindigkeitssollwert V2* zwischen Null und einem maxi­malen Wert V*_max verändert werden kann, was für die Einhaltung von technologisch bedingten Schleichstrecken beim Anfahren bzw. beim Einfahren in die Zielposition oder bei streckenbedingtem Geschwindigkeitsbeschränkungen von Bedeutung sein kann. Desglei­chen läßt sich auch der Positionssollwert S* bedarfsweise ver­ändern, d.h. auch hier kann von dem anfänglich geplanten Fahr­verlauf während der Fahrt abgewichen werden.

[0014] Die Bildung der beiden alternativen Beschleunigungssollwerte A1 und A2 sowie deren Auswahl bedingt laufend eine Reihe von Rechen­operationen, welche mit der nachfolgend beschriebenen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens dank einfachster Auswahlkrite­rien in ihrem Zeitbedarf stark reduziert werden können. In algo­rithmischer Form läßt sich dieser Verfahrensablauf im Zusammen­hang mit FIG 1 wie folgt beschreiben:

[0015] Demnach wird aus der Differenz ΔS zwischen dem von dem Soll­wertgeber 19 gelieferten Sollwert S* und dem geführten Sollwert S_F des Positionsantriebes PA, welche dem Beschleunigungsgeber 16 zugeführt ist, mittels des Grenzwertmelders 17 entsprechend Glei­chung (1) das Fahrtrichtungssignal FR gebildet, wobei dieses ein positives Signal der Größe 1 bei Aufwärtsfahrt und ein gleich­großes Signal von negativer Polarität bei Abwärtsfahrt ist. Solange ein bei Startbeginn auf den Wert 1 gesetztes Signal ASTOP diesen Wert beibehält, werden entsprechend den Gleichun­gen (2) und (3) Begrenzungswerte für die Beschleunigung a_b und für die Verzögerung a_v von ihrem ebenfalls bei Startbeginn fest­gelegten Wert Null in im sehr kleinen zeitlichen Abstand Δt aufeinanderfolgenden Schritten praktisch zeitlinear erhöht, wo­bei diese Erhöhungen solange fortgesetzt werden, bis entweder die Begrenzungswerte ihre maximal zugelassenen, konstanten Werte a_bmax bzw. a_vmax erreicht haben oder das zuvor erwähnte Signal ASTOP verschwindet, d.h. zu Null wird, woraufhin die Begren­zungswerte ihre bis dahin erreichten Werte beibehalten. Ent­sprechend der Gleichung (4a) wird aus dem Betrag des Restweges ΔS, dem geführten Geschwindigkeitssollwert V_F, dem geführten Beschleunigungssollwert A_F, dem jeweils erreichten Begrenzungs­wert a_v für die Verzögerung und dem Fahrtrichtungssignal FR unter Einbeziehung des Begrenzungswertes R_max für den Ruck ein Sollwert V1* und damit gemäß Gleichung (4b) der erste alterna­tiver Beschleunigungssollwert A1 ermittelt. Vergegenwärtigt man sich, daß die Größe ΔS sich als Differenz zwischen einem Weg­sollwert S* und einem praktisch dem Wegistwert S_A entsprechenden Wert darstellt, so beschreibt die Gleichung (4a) einen speziel­len, nichtlinearen, eine Wegdifferenz verarbeitenden Wegregler, dessen Ausgangsgröße V1* den Sollwert für einen ihm unterlager­ten, ebenfalls nichtlinearen Geschwindigkeitsregler - Gleichung (4b) - bildet, welchem als Istwert der geführte Geschwindigkeits­sollwert V_F und als Vorsteuergröße der Beschleunigungsbegren­zungswert a_v zugeführt ist.

[0016] Entsprechend Gleichung (6) wird der zweite alternativer Be­schleunigungssollwert A2 ermittelt, wobei dafür gesorgt ist, daß dieser die Begrenzungen für die Verzögerung a_v und für die Beschleunigung a_b nicht überschreitet. Hinter der Gleichung (6) verbirgt sich wiederum ein nichtlinearer Regler, welcher die Differenz zwischen einem Geschwindigkeitssollwert V2* und einem Istwert in Form des geführten Geschwindigkeitswertes V_F verarbei­tet. Bei Fahrtbeginn wird der Geschwindigkeitssollwert V2* auf einen beliebig bis zu V_max vorgebbaren Wert gesetzt, welcher die vom Positionsantrieb anzufahrende Geschwindigkeit bedeutet. Wenn der erste alternative Beschleunigungssollwert A1 negativ wird, was in der auf den Hochlauf erfolgenden Bremsphase der Fall ist, wird der Geschwindigkeitssollwert V2* entsprechend Gleichung (5) auf den Wert Null gesetzt.

[0017] Die Auswahl, welcher von den beiden alternativen Beschleunigungs­sollwertes A1 bzw. A2 als Sollwert A* für den aus dem Verstärker 15 und dem Integrator 12 bestehenden Beschleunigungsregelkreis wirksam wird, erfolgt in der Auswahleinrichtung 18 jeweils ent­sprechend den Bedingungsgleichungen (7a) und (7b) in Abhängig­keit von der mit dem Vorzeichen des ersten alternativen Beschleu­nigungswertes - gebildet durch die Signumfunktion - bewerteten Differenz A1 - A2 der beiden alternativen Beschleunigungswerte. Wesentlich ist, daß zur Bildung dieses einfachen Auswahlkrite­riums die beiden alternativen Beschleunigungssollwerte A1 und A2 genügen und keine Weg- oder Geschwindigkeitsüberwachungen erforderlich sind.

[0018] Entsprechend den Gleichungen (1) bis (7) wird also zu Fahrtbe­ginn, d.h. beim Hochfahren der zweite alternative Beschleunigungs­wert A2 wirksam, zu Beginn der zielgerichteten Abbremsphase über­nimmt der erste alternative Beschleunigungssollwert A1 dann die Regelung und zum Schluß erfolgt das Einlaufen in die vorgesehene Zielposition überschwingungsfrei entsprechend Gleichung (6) mit V2* = 0 wieder unter dem Einfluß des zweiten alternativen Be­schleunigungssollwertes A2.

[0019] Die Gleichungen (8a) und (8b) geben die Bedingungen wieder, bei denen der zeitlineare Aufbau der Begrenzungswerte für die Be­schleunigung a_b und für die Verzögerung a_v abgebrochen wird. Dieser Abbruch ist von Bedeutung für die Realisierung von klei­nen Verfahrwegen. Damit braucht nicht mehr unterschieden zu werden zwischen großen und kleinen Wegen sondern es kann immer eine einheitliche Fahrstrategie angewendet werden.

[0020] Bei der Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines Digitalrechners würde eine laufende Ermittlung der beiden alternativen Beschleunigungswerte samt der Entscheidung, welcher jeweils zum Einsatz gelangen soll, in der Reihenfolge der Glei­chungen (1) bis (8b) erfolgen, woran sich, ausgehend von dem je­weils zur Wirkung gebrachten alternativen Beschleunigungssoll­wert, die Bereitstellung der einzelnen, dem Positionsantrieb PA zur Verfügung zu stellenden geführten Sollwerte A_F, V_F und S_F für Beschleunigung, Geschwindigkeit bzw. Weg anschließen würde. Daraufhin würde wieder ein neuer Rechenzyklus zur Abarbeitung der Gleichungen (1) - (8b) sowie Bereitstellung eines neuen Satzes von geführten Sollwerten erfolgen. Die Rechenzykluszeit T kann bei den Verarbeitungsgeschwindigkeiten heutiger Mikropro­zessoren recht klein, z.B. zu 5 msec gewählt werden, so daß sich trotz Einsatz eines nur schrittweise arbeitenden Rechners eine quasistetige Positionsregelung ergibt.

[0021] Der Ablaufplan entsprechend den FIG 2a und 2b zeigt die Auflö­sung des algorithmisch beschriebenen Verfahrens in seine einzel­nen Schritte. In den rechteckförmigen Funktionsblöcken ist der Zustand der betreffenden Größen angegeben, welcher sich als Folge der Zustände ergibt, welche durch die jeweils vorgeordne­ten Funktionsblöcke beschrieben sind. Die rautenförmigen Funk­tionsblöcke repräsentieren eine Weichenfunktion im Ablauf des Verfahrens, in dem dieses bei Erfüllung der in diesem Funktions­block angegebenen Bedingung, d.h. Bejahung der Frage, gemäß dem mit "ja" bezeichneten Weg verläuft, während im anderen Falle der mit "nein" bezeichnete Weg eingeschlagen wird. Die neben den Funktionsblöcken angegebenen Bezugszeichen weisen auf die gleich­bezeichneten Elemente der FIG 1 hin.

[0022] Beginnend mit dem Start wird zunächst das Signal ASTOP auf den Wert 1 gesetzt. Mit dem der vorgesehenen Haltestelle entsprechen­den Wegsollwert S* und mit dem dem Wegistwert S_A des Positions­antriebes PA entsprechenden Wert S_F wird die dem Verfahr- oder Restweg entsprechende Wegregelabweichung ΔS und daraus die Po­larität des Fahrtrichtungssignals FR gebildet. Daran schließt sich die zeitlineare Erhöhung der Begrenzungswerte für die Be­schleunigung a_b und a_v für die Verzögerung - mit jeweils darauf­folgender Prüfung, ob die Endwerte a_bmax bzw. a_vmax erreicht sind. Es folgt die Berechnung der beiden alternativen Beschleu­nigungssollwerte A1 und A2 entsprechend den Gleichungen (4) - ­(6) und der zweite alternative Beschleunigungssollwert A2 wird daraufhin geprüft, ob er sich innerhalb der Begrenzungswerte für die Beschleunigung a_b bzw. für die Verzögerung a_v befindet. Wei­terhin wird geprüft, ob es im nächsten Rechenzyklus bei dem bisherigen Wert des Signals ASTOP verbleiben kann, d.h. ob die zeitlineare Erhöhung dieser Werte abgebrochen werden soll für den Fall, daß A1 kleiner geworden ist als A2. Damit sind die dem Beschleunigungsgeber 16 zuzuordnenden Funktionen behandelt.

[0023] Es folgt nun die Auswahl des zur Verwendung kommenden Beschleu­nigungssollwertes, eine Funktion, welche im Übersichtsbild der FIG 1 dort der Auswahlschaltung 18 zukommt und mit den Glei­chungen (7a, b) beschrieben ist. Mit der auf den ersten alterna­tiven Beschleunigungssollwert A1 angewendeten Signumfunktion wird eine Größe sign(A1) gebildet, welche bei positiver Polari­tät von A1 den Wert +1 und bei negativer Polarität die Größe -1 aufweist. Die Größe B stellt somit die mit der Polarität des er­sten alternativen Beschleunigungssollwertes bewertete Differenz zwischen erstem und zweitem alternativen Beschleunigungssollwert dar. Je nachdem, ob diese Größe B größer oder kleiner als Null ist, wird entweder der erste oder der zweite alternative Beschleunigungssollwert als Sollwert A* des Beschleunigungsregel­kreises zur Wirkung gebracht.

[0024] An die Auswahl des zur Verwendung kommenden Beschleunigungssoll­wertes A* schließt sich dessen Verarbeitung im Eingangskreis des aus dem Verstärker 15 und dem Integrator 12 (FIG 1) bestehenden Beschleunigungsregelkreises an. C15 ist dabei die recht große Verstärkungskonstante des Proportionalverstärkers 15, wobei der sich ergebende Wert R_F des geführten Ruckwertes gegebenenfalls auf den maximalen Ruckwert R_max begrenzt wird.

[0025] Der sich danach ergebende Wert des geführten Ruckes R_F wird dann zeitlich hintereinander dreimal integriert und die Zwischenwerte des geführten Beschleunigungssollwertes A_F, des geführten Ge­schwindigkeitssollwertes V_F und des geführten Wegsollwertes S_F dem Positionsantrieb PA zugeführt. Den Abschluß eines Rechen­zyklusses bildet die Abfrage, ob die Wegdifferenz ΔS zu Null geworden, d.h. der vorgegebene Haltepunkt erreicht worden ist und im Falle der Verneinung dieser Frage, d.h. bei Nichtver­schwinden der Wegdifferenz beginnt ein neuer Rechenzyklus mit dem zuletzt ermittelten Wert des geführten Wegsollwertes S_F.

[0026] Mit einem nach diesem Ablaufplan programmierten Digitalrechner lassen sich die Funktionen der Elemente 12 - 20 der FIG 1 reali­sieren. Beim heutigen Stand der Technik bietet es sich an, auch die Regelkreiselemente 4, 5 sowie 8 bis 11 mit einer entspre­chenden Programmerweiterung ebenfalls mittels Software nachzu­bilden. Trotzdem kann es im Einzelfall zweckmäßig sein, zumin­dest Teilabschnitte des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels diskreter, insbesondere analoger Bauelemente zu realisieren.

[0027] FIG 3 zeigt ein Beispiel mit diskreten Bauelementen in Hybrid­technik, d.h. es sind sowohl analog als auch digital arbeitende Bauelemente vorhanden. Dargestellt ist der Teil der Anlage gemäß FIG 3, welcher sich dort links der Linie I-I befindet. Die verwendeten Schalter, welche vorzugsweise in elektronischen Schaltgliedern, z.B. FET-Transistoren, bestehen, sind, falls nicht anders vermerkt, jeweils in ihrer unbetätigten Stel­lung dargestellt, wobei vorausgesetzt ist, daß sie mit einem digitalen H-(High)-Signal von positiver Polarität betätigbar sind.

[0028] In dem Mischglied 20 wird die Differenz zwischen einem beliebig vorgebbaren Sollwert S*, welcher der vorgesehenen Haltestelle entspricht und dem geführten Wegsollwert S_F, welcher praktisch der momentanen Position des Fahrkorbs 3 entspricht, gebildet und einem im Beschleunigungsgeber 16 vorgesehenen Betragsbild­ner 21 sowie dem Fahrtrichtungsmelder 17 zugeführt. Der Fahrt­richtungsmelder 17 besteht aus einer an sich bekannten elektro­nischen Komparatorschaltung, welche bei positivem Eingangssi­gnal, d.h. bei Aufwärtsfahrt, ein konstantes Gleichspannungs­signal vom Wert +1 abgibt und bei negativem Eingangssignal, d.h. bei Abwärtsfahrt ein konstantes Signal der Größe -1 abgibt. Mit diesem Fahrtrichtungssignal FR wird der richtige Wirkungssinn der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung für beide Fahrtrichtun­gen sichergestellt. Das in dem Betrag des Restweges ΔS beste­hende Ausgangssignal des Betragsbildners 21 wird einem Funktions­generator 22 zugeführt, welcher zusammen mit dem Fahrtrichtungs­signal, einem Beschleunigungsbegrenzungswert a_v, dem geführten Beschleunigungssollwert A_F und dem maximalen Ruckwert R_max eine Funktion bildet, welche dem Radikanden, d.h. dem unter dem Wur­zelzeichen der Gleichung (4a) stehenden Ausdruck entspricht. Eine derartige Funktion kann mit den üblichen Bauelementen der Analogrechentechnik wie Multiplizierer, Verstärker und Misch­glieder ohne weiteres realisiert werden. Das Ausgangssignal dieses Funktionsgenerators wird einem radizierenden Funktions­generator 23 zugeführt, von dessen Ausgangssignal in einem Mischglied 24 ein dem geführten Geschwindigkeitssollwert V_F entsprechender Wert subtrahiert wird. Der dem maximalen Ruck entsprechende Wert R_max wird in einem weiteren Mischglied 28 verdoppelt und mittels eines Multiplizierers 25 mit dem Ausgangs­signal des Mischgliedes 24 multipliziert. Die Ausgangsgröße des Multiplizierers 25 wird in einem weiteren radizierenden Funktions­generator 26 verarbeitet und dessen Ausgangsgröße ergibt - in einem Mischglied 27 vermindert um den Beschleunigungsbegrenzungs­wert a_v - den ersten alternativen Beschleunigungssollwert A1 ent­sprechend Gleichung (4b). Aus der Anordnung der Elemente 20 bis 23 ergibt sich sinnfällig die Struktur eines nichtlinearen Weg­reglers, dessen Ausgangsgröße V1* den Sollwert für einen ihm unterlagerten ebenfalls nichtlinearen Geschwindigkeitsregler 26 bildet, wobei für den Fall, daß der erste Beschleunigungssoll­wert A1 über die Auswahlschaltung 18 wirksam ist, diesem nicht­linearen Geschwindigkeitsregler 26 noch der Beschleunigungsreg­ler mit dem Sollwert A* unterlagert wird, wie ein Vergleich mit der Anordnung gemäß FIG 1 zeigt.

[0029] Der zweite alternative Beschleunigungssollwert A2 entsteht als Ausgangssignal eines weiteren radizierenden Funktionsgenerators 29, dessen Eingangssignal in der mittels eines Multiplizierers 30 um den Faktor 2 . R_max vervielfachten Differenz zwischen einem beliebig vorgebbaren Geschwindigkeitswert V2* und dem geführten Sollwert V_F besteht. Die Ausgangsgröße des radizie­renden Funktionsgenerators 29 ist dabei für positive Polarität auf den Beschleunigungsbegrenzungswert a_b und für negative Pola­rität auf den Verzögerungsbegrenzungswert a_v beschränkt. In der dargestellten Stellung des Schalters 31 wird dieser vorgebbare Geschwindigkeitswert V2* von einem geeigneten Sollwertgeber 32 bezogen, welcher einfach mittels eines an einer konstanten Span­nung liegenden Potentiometers realisiert werden könnte. Für den Fall, daß der erste alternative Beschleunigungswert A1 größer als Null ist, nimmt der Schalter 31 die dargestellte Stellung ein, während für den Fall, daß der erste alternative Beschleu­nigungssollwert kleiner als Null wird, der Schalter 31 betätigt wird, so daß als Geschwindigkeitswert V2* der Wert Null vorge­geben ist. Wie in Verbindung mit FIG 1 wiederum deutlich wird, steht für den Fall, daß von der Auswahlschaltung 18 der zweite alternative Beschleunigungssollwert A2 ausgewählt wird, der Positionsantrieb unter der Wirkung eines mittels des Funktions­gebers 29 realisierten nichtlinearen Geschwindigkeitsreglers, dessen Sollwert in dem Geschwindigkeitswert V2* besteht. Dieser kann während der Fahrt beliebig durch entsprechende Betätigung des Sollwertgebers 32 verändert werden, er wird aber in dem Mo­ment, in dem vom im Eingriff befindlichen ersten alternativen Beschleunigungssollwertes A1 eine negative Beschleunigung, d.h. eine Verzögerung gefordert wird, durch Betätigung des Schalters 31 vom Ausgangssignal eines Grenzwertmelders 33 auf den Wert Null gesetzt. Damit wird der zweite alternative Beschleunigungs­wert vorbereitet, in der später stattfindenden Schlußphase des Einlaufes die Führung zu übernehmen.

[0030] Die Auswahlschaltung 18 trifft nun entsprechend den bei den Gleichungen (7a) und (7b) angegebenen Bedingungen die Entschei­dung darüber, welcher der beiden zur Verfügung gestellten alter­nativen Beschleunigungssollwerten A1 bzw. A2 zum Eingriff auf den Beschleunigungsregelkreis kommt. Unter anderem muß hierzu die Differenz zwischen erstem und zweitem Beschleunigungswert gebil­det werden. Dieses Differenzsignal A1 - A2 wird nun auch dazu verwendet, um über einen Grenzwertmelder 34 das Signal ASTOP ausgeben zu lassen, mit welchem der bei Start begonnene Hoch­lauf zweier die Beschleunigungsbegrenzungen a_b und a_v liefern­den Integratoren 35 und 36 unterbrochen wird. Beim Start ist a_b = a_v = 0 und demzufolge entsprechend den Gleichungen (4b) und (6) der erste alternative Beschleunigungswert größer als der zweite alternative Beschleunigungswert. Das Signal ASTOP ist da­her ein H-Signal, mit welchem der Schalter 37 betätigt, d.h. in seine geschlossene Stellung gebracht wird. Da das Ausgangssignal der Grenzwertmelder 38a und 38b beim Start ebenfalls H-Signal auf­weist, sind auch die Schalter 39 und 40 betätigt und die Ausgangs­signale der Integratoren 35 und 36 beginnen sich ausgehend vom Wert Null zeitlinear zu erhöhen, wobei diese Veränderung solange anhält, bis entweder die Ausgangssignale a_b und a_v die vorgege­benen Maximalwerte a_bmax bzw. a_vmax erreichen oder vorher das Signal ASTOP zu Null geworden ist. In beiden Fällen wird die die Verbindung zwischen der mit R_max bezeichneten Spannungs­quelle und den Eingängen der Integratoren 35 bzw. 36 durch Öffnen eines der Schalter 37 bzw. 39 oder 40 unterbrochen.

[0031] FIG 4 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform des Funktionsgene­rators 29 mit seinen durch die Begrenzungswerte a_b und a_v fest­gelegten Aussteuergrenzen. Er muß zur Verarbeitung von Eingangs­signalen e beiderlei Polarität geeignet sein muß. Zur Verwendung kommt jedoch in der Anordnung nach FIG 4 ein demgegenüber einfa­cher aufgebauter, radizierender Funktionsgenerator 41, der nur aus einer positiven Eingangsgröße deren Quadratwurzel zu bilden hat. Dessen Eingang ist mit dem Ausgang eines Betragsbildners 42 verbunden, der von der Eingangsgröße e beaufschlagt wird, welche beiderlei Polaritäten aufweisen kann und die auch einem Kompara­tor 43 zugeführt ist, welcher dann ein Signal der Größe +1 ab­gibt, wenn die Eingangsgröße eine positive Polarität aufweist und ein Signal der Größe -1 abgibt, wenn die Eingangsgröße e von negativer Polarität ist. Insoweit gleicht dieser als Polaritäts­geber wirkende Komparator 43 in seiner Funktion dem Fahrtrich­tungsgeber 17. Über einen Grenzwertmelder 44 vermag das Ausgangs­signal des Polaritätsgebers die Betätigung eines Schalters 47 zu bewirken, mit welchem ein dem Begrenzungswert für die Beschleuni­gung a_b entsprechendes Signal auf den Eingang einer Minimumschal­tung 45 durchgeschaltet wird, während bei negativem Eingangssi­gnal e das Ausgangssignal des Grenzwertmelders 44 den Wert Null aufweist und den Schalter 47 in die dargestellte Stellung bringt, in welcher der Begrenzungswert für die Verzögerung a_v an den Ein­gang der Minimumschaltung 45 gelangt. Der andere Einang der Mini­mumschaltung 45 ist mit dem Ausgang des radizierenden Funktions­generators 41 verbunden. Die Minimumschaltung läßt jeweils von ihren beiden stets positiven Eingangssignalen jeweils das kleine­re durch, welches dann in einem Multiplizierer 46 mit dem Ausgangs­signal des Polaritätsgebers 43 verknüpft wird, womit erreicht wird, daß das Ausgangssignal A2 stets dieselbe Polarität wie das Eingangssignal e bekommt. Mit der in FIG 4 dargestellten Einrich­tung läßt sich also die im Blocksymbol 29 der FIG 3 dargestellte, im ersten und dritten Quadranten verlaufende Wurzelfunktion realisieren, obwohl nur ein einfacher Funktionsgenerator für den ersten Quadranten Verwendung findet.

[0032] FIG 5 zeigt eine Realisierung der Auswahlschaltung 18 für die zwei alternativ bereitgestellten Beschleunigungssollwerte A1 und A2. Die Auswahlfunktion, wie sie in den Gleichungen (7a) und (7b) definiert ist, würde bei ihrer unmittelbaren Umsetzung in dis­krete Bauelemente die Verwendung von Polaritätsgebern für die Signumfunktion und Multiplizierer zur Verknüpfung mit der Diffe­renz A1 - A2 erfordern. Gemäß FIG 5 gelingt jedoch die Realisie­rung dieser Auswahlfunktion unter Vermeidung von Multiplizierern mit vergleichsweise einfacheren Bauelementen. Die Auswahl zwi­schen den beiden alternativ bereitgestellten Beschleunigungssoll­werten A1 und A2 wird vom Ausgangssignal eines Exklusiv-ODER-Gat­ters 48 bewirkt. Führt der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 48 ein H-(High)Signal, dann wird der Schalter 49 betätigt, so daß der zuvor wirksame alternative Beschleunigungssollwert A2 abge­löst wird und nunmehr der alternative Beschleunigungssollwert A1 als Beschleunigungssollwert A* zur Wirkung gelangt. Führt der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 48 dagegen ein L-(Low)-Signal, dann befindet sich der Schalter 49 in der in FIG 5 dargestellten Stellung. Die Eingänge des Exklusiv-ODER-Gatters sind mit den Ausgängen zweier Grenzwertmelder 50 und 51 verbunden, von denen der Grenzwertmelder 51 vom alternativen Beschleunigungssollwert A1 beaufschlagt wird und dann ein H-Signal führt, wenn der alternative Beschleunigungssollwert A1 von positiver Polarität ist. Gleiches gilt für den Grenzwertmelder 51 bezüglich der Po­larität seines in der Differenz zwischen erstem und zweitem al­ternativen Beschleunigungssollwert bestehenden Eingangssignals, welches in einem Mischglied 52 gebildet wird. Ein H-Signal ent­steht am Ausgang des Grenzwertmelders 51 also nur dann, wenn die genannte Differenz A1 - A2 von positiver Polarität ist, d.h. wenn A1 größer ist als A2. Ein Exklusiv-ODER-Gatter führt an seinem Ausgang nur dann ein H-Signal, wenn seine beiden Eingänge unterschiedliche Signale führen. Unter Beachtung dieser Wirkungs­weise läßt sich zeigen, daß die in FIG 5 dargestellte Anordnung genau die in den Gleichungen (7a) und (7b) wiedergegebene Aus­wahlfunktion durchführt.

[0033] Große Anforderungen an die Flexibilität des Fahrprogrammes wer­den insbesondere bei Personenbeförderungsanlagen gestellt, wenn noch nach Fahrtantritt entstehende individuelle Wünsche der Fahr­gäste berücksichtigt werden sollen. Dies läßt sich mit einer Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichen, welche dar­in besteht, daß auch bei weiterliegenden Fahrtzielen zunächst immer ein Wegsollwert vorgegeben wird, welcher der nächstgelege­nen Haltestelle entspricht und dann jeweils kurz bevor der erste alternative Beschleunigungssollwert zum zielgerichteten Still­setzen an dieser Haltestelle eingreifen würde, abgeprüft wird, ob wirklich auch dort angehalten werden soll, d.h. ob nicht mangels eines bis dahin geäußerten Haltewunsches statt dessen ein weiter abliegender Haltepunkt angefahren werden soll. In diesem Fall würde der Wegsollwert um einen Wert erhöht werden, welcher der nunmehr nächsten Haltestelle entspricht. Es wird also der Wegsollwert bedarfsweise in den einzelnen möglichen Haltestellen solange vergrößert, bis er dem gewünschten Ziel entspricht. Diese inkrementellen Sollwerterhöhungen wirken sich nicht im Fahrverlauf aus; dieser ist derselbe als wenn der ge­wünschte Sollwert gleich zu Anfang vorgegeben worden wäre. Be­sondere Bedeutung kommt dieser stufenweisen Erhöhung des Weg­sollwertes bei führerlosen Traktionsantrieben, z.B. Hängebahnen zu. Hier könnten als mögliche, vom Postitionsantrieb anzufahrende Haltestellen zusätzlich kollisionsträchtige Abschnitte wie Wei­chen oder Kreuzungen vorgesehen werden, so daß die Anlage regel­mäßig dazu vorbereitet wird, vor diesen Gefahrenstellen anzuhal­ten und nur für den Fall, daß ein Unbedenklichkeitssignel für dieser Gefahrenstelle vorliegt, ohne Halt und Verzögerung weiter­zufahren.

[0034] FIG 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Weggebers 19 für den Wegsollwert S*, mit dem eine solche stufige Sollwertveränderung unter Einflußnahme der beiden alternativen Beschleunigungssoll­werte A1 und A2 vorgenommen werden kann. Das Ausführungsbeispiel soll sich auf eine Personenbeförderungsanlage mit fünf Halte­punkten, beispielsweise fünf Stockwerke beziehen. Es sind demzu­folge fünf Sollwertquellen S1 bis S5 vorgesehen, deren Poten­tiale mittels von den einzelnen Stufen eines Schieberegisters 53 betätigbaren Schaltern P1 bis P5 nacheinander als Sollwert S* ausgegeben werden können. Ein Schieberegister ist eine Einrich­tung, bei welcher der Signalzustand einer Zelle jeweils nach Eintreffen eines Signals am Eingang CL an die Nachbarzelle wei­tergebeben - weitergeschoben - wird. In dem in FIG 6 dargestell­ten Beispiel befindet sich das Schieberegister 53 gerade in dem Zustand, in welchem seine linksäußerste Zelle als Ausgangssignal H-Signal führt und damit den ihr zugeordneten Schalter p1 betä­tigt hat. Am Ausgang erscheint demzufolge als Sollwert S* der Wert S1, welcher dem untersten Stockwerk entsprechen würde. Für eine Aufwärtsfahrt ist das Fahrtrichtungssignal FR ein H-Signal, so daß die nächste am Eingang CL eintreffende positive Impuls­flanke, d.h. ein Wechsel von L- auf H-Signal, das H-Signal der linksäußersten Zelle des Schieberegisters 53 um eine Zelle nach rechts wandern läßt, womit der Schalter P2 geschlossen wird, wäh­rend der Schalter P1 sich öffnet. Auf jede derartige, am Eingang CL eintreffende Impulsflanke wandert also das H-Signal eine Zelle weiter nach rechts, so daß die Sollwerte S1 bis S5 nach­einander als aktueller Sollwert S* ausgegeben werden. Wenn bei Abwärtsfahrt dagegen das Fahrtrichtungssignal den Wert -1 auf­weist, ist das Schieberegister 53 so eingerichtet, daß das H-­Signal der einzelnen Zelle jeweils an die linke Nachbarzelle weitergegeben wird. Derartige, die Information wahlweise nach rechts oder links schiebende Register sind an sich bekannt. Mittels einer Reihe von Wahltastern T1 bis T5 können bistabile Kippstufen B1 bis B5 gesetzt und damit die anzufahrenden Fahrt­ziele gespeichert werden. Diese Wahltaster sind entweder in der Fahrerkabine und/oder stationär angebracht. Durch Betätigung der Tasten T1 bis T5 können die den bistabilen Kippstufen B1 bis B5 zugeordneten Schalter h1 bis h5 betätigt werden, womit die Sollwertquellen S1 bis S5 mit einer Dioden-Auswahlschaltung ver­bunden werden können. Für die Potentiale der Sollwertquellen gilt S5>S4>S3>S2>S1>0. Je nach Stellung der bieden gleich­zeitig vom Fahrtrichtungssignal FR über eine Grenzwertmelder 54 betätigbaren Schalter 55 und 56 ist die Dioden-Auswahlschaltung entweder als Minimum-Auswahlschaltung oder als Maximum-Auswahl­schaltung konfiguriert. In der FIG 6 sind die Schalter 55 und 56 in ihrem unbetätigten Zustand dargestellt, welchen sie bei Ab­wärtsfahrt einnehmen und wobei die mit den Kathoden miteinander verbundenen Dioden über einen Widerstand 57 mit dem Masse- oder Bezugspotential verbunden sind. Es ist dann eine Maximum-Auswahl­schaltung konfiguriert, welche von den mittels der bistabilen Kippstufen B1 bis B5 eingespeicherten Fahrtzielen jeweils dasje­nige am Eingang eines Mischgliedes 58 wirksam werden läßt, des­sen Sollwertpotential am größten ist. Umgekehrt wird bei Aufwärts­fahrt das Fahrtrichtungssignal FR den Wert 1 annehmen und damit die Schalter 55 und 56 betätigen, womit die mit ihren Anoden un­tereinander verbundenen Dioden über den Widerstand 57 mit einer positiven Gleichspannung P verbunden sind. Diese Gleichspannung P weist ein positives Potential auf, welches größer ist als das größte der Sollwertpotentiale, S5, das der am weitesten abliegen­den Haltestelle entspricht. Damit ist eine Minimumschaltung kon­figuriert, welche jeweils von den angewählten Haltestellen-Po­tentialen dasjenige auf der mit dem Mischglied 58 verbundenen Leitung 59 wirksam werden läßt, welches den kleinsten Wert auf­weist. Der zweite Eingang des Mischgliedes 58 ist mit dem je­weils von einem der Schalter p1 bis p5 aktivierten aktuellen Sollwertsignal beaufschlagt. Der Ausgang des Mischgliedes 58 ist über einen Multiplizierer 60 mit dem Fahrtrichtungssignal FR verknüpft und mit einem Grenzwertmelder 61 verbunden, dessen Ausgang über ein ODER-Gatter 62 ein UND-Gatter 63 beaufschlagt. Ein zweiter Eingang des UND-Gatters 63 ist über einen weiteren Grenzwertmelder 64 mit dem ersten alternativen Beschleunigungs­sollwert A1 verbunden und ein dritter Eingang des UND-Gatters 63 wird vom Ausgangssignal eines Mischgliedes 65 über einen weite­ren Grenzwertmelder 66 beaufschlagt. In dem Mischglied 65 wird die Differenz zwischen dem zweiten und dem ersten alternativen Beschleunigungssollwert gebildet und zu dieser Differenz ein kleiner Wert ΔA hinzuaddiert, welcher kleiner ist als 1.000stel des maximalen Begrenzungswertes a_bmax für die Beschleunigung. Der Ausgang des UND-Gatters 63 wirkt über eine ODER-Gatter 67 auf den Eingang CL des Schieberegisters 53. Ein zweiter Eingang des ODER-Gatters 67 kann mittels eines von einem Startsignal betätig­baren Schalters 68 mit einer H-Signal liefernden Spannungsquelle verbunden werden.

[0035] Die Wirkungsweise der in FIG 6 dargestellten Einrichtung ist fol­gende: Vorausgesetzt sei, daß sich der Positionsantrieb in der dem Sollwert S1 zugeordneten Haltestelle befindet und zunächst als Fahrtziel das vierte Stockwerk durch Betätigung des Tasters T4 gewählt ist. Mit dem Signal START wird der Schalter 68 betä­tigt und das Schieberegister eine Stufe weitergeschaltet, so daß durch das dadurch bedingte Schließen des Schalters p2 dem Posi­tionsantrieb als Sollwert S* der Sollwert S2 vorgegeben wird. Das Fahrtrichtungssignal FR hat den Wert 1, die Schalter 55 und 56 finden sich also in ihrer nicht dargestellten Stellung, in welcher eine Minimumschaltung konfiguriert ist. Der Positionsan­trieb beginnt sich nun in Richtung auf die Haltestelle entspre­chend dem Sollwert S2 zu bewegen. Kurz nach Fahrtbeginn soll nun zusätzlich noch die Haltestelle entsprechend dem Sollwert S3 durch Betätigung der Wahltaste T3 gewählt werden, was jedoch zu­nächst keine weitere Konsequenz für das Fahrverhalten hat. Im Verlauf der Annäherung an die nächstgelegene Haltestelle entspre­chend dem durch den Zustand des Schieberegisters 53 aktivierten Sollwert S2, würde eine Zielbremsung dann eingeleitet werden, wenn bei positiven ersten alternativen Beschleunigungssollwert die Differenz zwischen dem zweiten alternativen Beschleunigungs­sollwert und dem ersten alternativen Beschleunigungssollwert negativ wird. Kurze Zeit vor Eintritt dieser Bedingung, wobei diese kurze Zeit durch den kleinen Zusatzwert ΔA bestimmt ist, sind zwei der drei UND-Bedingungen des UND-Gatters 63 erfüllt. Wenn zu diesem Zeitpunkt auch noch die dritte UND-Bedingung er­füllt wäre, würde ein Schiebesignal für das Schieberegister 53 erzeugt werden, welches eine Sollwerterhöhung vornimmt und dem­zufolge den Einsatz der Zielbremsung verhindert. Mit der dritten Bedingung, welche in einem H-Signal des Grenzwertmelders 61 be­steht, kann also geprüft werden, ob ein Bedarf für eine Weiter­schaltung, d.h. Sollwerterhöhung, besteht oder ob der Antrieb an dem Haltepunkt S2 zum Stillstand gesteht werden soll. Ein sol­cher Bedarf nach einer Sollwerterhöhung bei gleichzeitiger Unterdrückung einer Zielbremsung besteht immer dann, wenn der kleinste eingespeicherte Haltepunkt größer ist als der momentan ausgegebene Sollwert S*. In diesem Fall wird das Ausgangssignal des Mischgliedes 58 größer als Null, welches bei Aufwärtsfahrt der Grenzwertmelder 61 mit einem H-Signal an seinem Ausgang be­antwortet. Nachdem als nächster Haltepunkt der dem Sollwert S3 entsprechende Wert in die Minimumschaltung eingespeichert wurde, wird also die Zielbremsung bezüglich des Haltepunktes S2 durch Weiterschaltung des Schrittschaltwerkes 53 unterdrückt und die Haltestelle S2 überfahren. Befindet sich der Positionsantrieb zwischen der Haltestelle S2 und S3, dann weist das Ausgangs­signal des Mischgliedes 58 ein L-(Low)-Signal auf. Die Weiter­schaltung des Schrittschaltwerkes 53 wird verhindert und der Positionsantrieb kommt an der vorgesehenen Halteposition S3 zum Stillstand. Nach einem erneuten Start setzt sich dieses Spiel der bedarfsweisen Sollwerterhöhung fort, bis der Positonsan­trieb am nächsten eingespeicherten Haltepunkt zum Stillstand gebracht wird.

[0036] Für die Abwärtsfahrt, d.h. eine Bewegung von der Haltestelle S5 bis S1, gelten analoge Verhältnisse. Wie schon erwähnt, ist hierzu eine Maximumschaltung konfiguriert, welche jeweils das größte der eingespeicherten Sollwertpotentiale auf die mit dem Mischglied 58 verbunden Leitung 59 bringt.

[0037] Für den Fall, daß z.B. bei fahrweggebundenen, führerlosen Trak­tionsantrieben gewisse Gefahrenstellen, beispielsweise in Form von Weichen und Kreuzungen vorhanden sind, welche gegebenenfalls einen Nothalt bedingen, können in FIG 6 die gestrichelt einge­zeichneten Erweiterungen vorgesehen werden. Diese bestehen dar­in, daß z.B. zwischen den normalen Haltestellen zwei zusätzli­che Sollwerte (W1 und W2) in die Maximum- bzw. Minimumschaltung fest eingespeist werden und entsprechende Stufen des Schiebere­gisters 53 zur Ausgabe dieser Sollwerte vorgesehen werden. Da­mit ist zunächst ein Halt an diesen Punkten einprogrammiert, welcher dann aufgehoben wird, wenn ein Freigabesignal OK auf den zweiten Eingang des ODER-Gliedes 62 gegeben wird.

[0038] FIG 7 zeigt eine zu dem in FIG 6 dargestellten Wegsollwertgeber passende Streckenführung einer Hängebahn (H-Bahn). Die Endhalte­stellen der Strecke sind mit S1 und S5 bezeichnet, dazwischen liegen die Bedarfshaltestellen S2 bis S4. Zwischen den Haltestel­len S1 und S2 ist stilisiert eine mit 69 bezeichnete Fahrgastka­bine angedeutet, welche sich in Richtung der Endhaltestelle S5 bewegt. Zur Vermeidung von Kollisionen an kritischen Gefahren­punkten, im dargestellten Beispiel Einmündungen oder Weichen 70 bzw. 71, sind mit W1 bzw. W2 bezeichnete Nothaltestellen vorge­sehen. Bei der angegebenen Fahrtrichtung muß daher nach dem Passieren der Haltestelle S2 geprüft werden, ob mit einer Kolli­sionssituation an der Weiche 70 zu rechnen ist und, falls diese Frage verneint werden kann, wäre als OK-Signal ein H-(High)-Si­gnal zu geben, so daß die Nothaltestelle W1 überfahren wird, wäh­rend bei einem L-(Low)-Wert des OK-Signals am Punkt W1 angehalten wird. Die nächste Nothaltestelle W2 ist bei der angegebenen Fahrt­richtung der Fahrgastkabine ohne Bedeutung. Hier kann sofort nach Passieren der Bedarfshaltestelle S3 das Freigabesignal OK ein H-­(High)-Signal sein und die Kollisionsprüfung müßte in diesem Fall in analoger Weise gegebenenfalls in einer sich auf den Strecken­abschnitt 72 befindlichen und sich auf die Weiche 71 zubewegenden Fahrgastkabine durchgeführt werden.

[0039] In den FIG 8 bis 10 sind für das erfindungsgemäße Verfahren ty­pische Fahrdiagramme wiedergegeben. Dargestellt sind jeweils in zeitlicher Abhängigkeit der geführte Ruckwert R_F, der geführte Geschwindigkeitswert V_F, der Geschwindigkeitssollwert V2*, der Geschwindigkeitssollwert V1* für den dem Wegregler 22, 23 unter­lagerten Geschwindigkeitsregler 25, 26 sowie die beiden alter­nativen Beschleunigungssollwerte A1 und A2.

[0040] Gemäß FIG 8 wird der Positionsantrieb nach dem Start zunächst mit dem zweiten alternativen Beschleunigungssollwert A2 auf eine Geschwindigkeit V2*, welche der maximal zulässigen Geschwin­digkeit entsprechen möge, hochgefahren. Durch Verändern des Ge­schwindigkeitssollwertes V2* zum Zeitpunkt t₁ wird die Geschwin­digkeit des Positionsantriebes PA auf einen beliebigen Zwischen­wert, der auch in einer sogenannten Schleichgeschwindigkeit be­stehen könnte, vermindert. Bis zum Zeitpunkt t₂ steht der Posi­tionsantrieb unter der Wirkung des zweiten alternativen Beschleu­nigungssollwertes A2 entsprechend der Bedingung gemäß Gleichung (7b). Ab dem Zeitpunkt t₂ ist die Bedingung entsprechend der Gleichung (7a) erfüllt und die Zielbremsung unter der Wirkung des ersten alternativen Beschleunigungssollwertes setzt ein. Der geführte Geschwindigkeitssollwert V_F wird nun unter der Wirkung des mit den Gleichungen (4a) und (4b) beschriebenen Wegreglers mit der in der FIG mit BP bezeichneten Geraden zur Deckung ge­bracht und längs ihr bis zum Zeitpunkt t₃ geführt. Die Gerade BP würde in einem Weg-Geschwindigkeitsdiagramm der sogenannten Bremsparabel entsprechen. Zum Zeitpunkt t₃ wird der geführte Geschwindigkeitssollwert V_F kleiner als der Wert a

/2 . R_max, so daß sich entsprechend der Gleichung (6) der Wert des zweiten alternativen Beschleunigungssollwertes von seiner Begrenzung -a_vmax zu lösen beginnt und die Bedingung gemäß Gleichung (7b) wieder erfüllt ist. Es löst also der zweite alternative Be­schleunigungssollwert A2 den zuvor wirksam gewesenen ersten alternativen Beschleunigungssollwert A1 ab und die Beschleunig­gung des Positionsantriebs wird zeitlinear bis auf den Wert Null vermindert, womit sich der verrundete Geschwindigkeitsverlauf von V_F ergibt, bis dann schließlich der Positionsantrieb zum Zeitpunkt t₄ zur Ruhe kommt. Dann hat sowohl die Wegregelabwei­chung ΔS den Wert Null, als auch die Beschleunigung und die Geschwindigkeit des Positionsantriebs. Würde der erste alter­native Beschleunigungssollwert A1 zum Zeitpunkt t₃ nicht vom zweiten alternativen Beschleunigungssollwert A2 abgelöst werden, dann würde der Positonsantrieb mit konstanter Verzögerung zum Zeitpunkt t₃ + t_e/2 nur bis zu einer Stelle gelangen, die um eine Wegstrecke SZ vor dem vorgesehenen Haltepunkt liegt, wobei SZ dem Wert a

. (24 . R

)⁻¹ entspricht. Rechtzeitig zum Zeitpunkt t₃, was einer Wegstrecke entspricht, welche um den vierfachen Betrag von SZ vor dem vorgesehenen Haltepunkt liegt, gerät der Positionsantrieb wieder unter die Kontrolle des zwei­ten alternativen Beschleunigungswertes A2 und kommt zum Zeit­punkt t₃ + t_e am vorgegebenen Haltepunkt (S_F = S*) zur Ruhe, wie aus dem rechts oben in der FIG 7 dargestellten Weg-Zeit-Teildiagramm hervorgeht.

[0041] FIG 9 zeigt ein Fahrdigaramm für "kleine Wege", d.h. für Halte­punkte, welche so nahe am Startpunkt liegen, daß die maximale Beschleunigung a_bmax im Verlauf der Fahrt nicht erreicht wird, weil die Zielbremsung schon vorher erfolgen muß. Wiederum steht der Positionsantrieb vom Start bis zum Zeitpunkt t₂ unter der Wirkung des zweiten alternativen Beschleunigungssollwertes A2, ab dem Zeitpunkt t₂ beginnt die Zielbremsung unter Wirkung des ersten alternativen Beschleunigungssollwertes A1 und zum Zeit­punkt t₃ wird dieser zum Einlaufen in die vorgesehene Haltestel­le vom zweiten alternativen Beschleunigungssollwert A2 abgelöst. Die Umschaltung des Geschwindigkeitssollwertes V2* auf den Wert Null, welcher dann später für den Einlauf in die Haltestelle be­nötigt wird, findet zum Zeitpunkt t₂ʹ statt und ist entsprechend Gleichung (5) mit dem Negativwerden des ersten alternativen Be­schleunigungssollwertes A1 gekoppelt. Damit wird sichergestellt, daß die Bedingung entsprechend Gleichung (7a) auch nach dem Null­durchgang von A1 weiterhin gültig bleibt und nach wie vor die Zielbremsung mit dem ersten alternativen Beschleunigungssollwert A1 erfolgen kann.

[0042] FIG 10 zeigt einen Fahrverlauf, wie er sich bei der im Zusammen­hang mit FIG 6 beschriebenen Variante der stufenweisen Sollwert­verstellung ergibt. Es sind jeweils mit S1 bis S5 Abschnitte im Verlauf des ersten alternativen Beschleunigungssollwertes A1 ver­merkt, welche sich unter der Wirkung dieser Sollwerte ergeben. In Übereinstimmung mit dem Beispiel in FIG 6 gilt S5>S4>S3>S2>S1. Man erkennt, daß jeweils kurz bevor die Bedingung gemäß Gleichung (7a) erfüllt wäre und ein Durchgriff des ersten alternativen Be­schleunigungssollwert zum Zwecke der Zielbremsung erfolgen würde, der Sollwert jeweils um eine Stufe erhöht wird, so daß der erste alternative Beschleunigungssollwert nicht zum Eingriff kommt und eine Zielbremsung nicht stattfindet. Beim Sollwert S5 unterbleibt schließlich eine weitere Sollwerterhöhung und der erste alterna­tive Beschleunigungssollwert A1 übernimmt die Führung zum Zeit­punkt t₂. Würde man beispielsweise dagegen die Sollwerterhöhung von S1 auf S2 unterlassen, so ergäbe sich im Prinzip ein Fahr­verlauf, wie er in FIG 9 dargestellt ist.

[0043] Die FIG 8 bis 10 machen deutlich, daß während der Fahrt in recht freizügiger Weise Wegsollwert- bzw. Geschwindigkeitssollwertver­stellungen vorgenommen werden können und sich damit auf einfache Weise praktisch beliebige Fahrwünsche realisieren lassen.

Ansprüche

1. Verfahren zur ruck-, beschleunigungs- und geschwindigkeits­begrenzten Wegregelung eines Positionsantriebes mit unterlager­ter Geschwindigkeitsregelung, wobei unter mehrfacher zeitlicher Integration eines Ruckwertes eine Führung des Beschleunigungs-, des Geschwindigkeits- und des Wegsollwertes des Positionsantrie­bes erfolgt und als Ruckwert die verstärkte Differenz zwischen einem Beschleunigungssollwert und dem Zeitintegral des bezüglich seines maximalen Betrags begrenzten Ruckwertes gebildet wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Es wird in Abhängigkeit vom Restweg (ΔS) ein erster alterna­tiver Beschleunigungssollwert (A1) gebildet, mit welchem der Positionsantrieb mit konstanter Verzögerung (a_v) nicht über einen Punkt hinaus gelangen würde, welcher eine bestimmte Weg­strecke (SZ) vor einer vorgegebenen Haltestelle (S*) liegt;

b) es wird in Abhängigkeit vom geführten Geschwindigkeitssoll­wert (V_F) ein zweiter alternativer Beschleunigungssollwert (A2) gebildet, mit welchem der Positionsantrieb überschwin­gungsfrei auf ein vorgebbare Geschwindigkeit (V2*) gebracht werden kann;

c) nach dem Start wird zunächst der zweite alternative Beschleu­nigungssollwert, zur Einleitung einer Zielbremsung der erste alternative Beschleunigungssollwert und zum Einlaufen in die jeweils vorgegebene Haltestelle der zweite alternative Be­schleunigungssollwert dann wieder zur Wirkung gebracht, wenn der Positionsantrieb einen Punkt erreicht hat, welcher um den vierfachen Wert der bestimmten Wegstrecke (SZ) vor der vorgegebenen Haltestelle liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Begrenzungswerte für die Beschleunigung (a_b) und für die Ver­zögerung (a_v) werden, beginnend mit dem Start des Positions­antriebes, vom Wert Null an zeitlinear bis zu Maximalwerten (a_bmax bzw. a_vmax) erhöht;

b) der erste alternative Beschleunigungssollwert (A1) wird lau­fend in Abhängigkeit vom Restweg (ΔS), vom geführten Ge­schwindigkeitssollwert (V_F), vom geführten Beschleunigungs­sollwert (A_F), vom jeweiligen Begrenzungssollwert für die Verzögerung (a_v) und von einem Fahrtrichtungssignal (FR) er­mittelt (Gleichung 4a, b);

c) es wird laufend in Abhängigkeit vom geführten Geschwindigkeits­sollwert (V_F) und von einem Fahrtrichtungssignal (FR) ein zwi­schen den Begrenzungswerten für die Beschleunigung (a_b) bzw. für die Verzögerung (a_v) beschränkter, zweiter alternativer Be­schleunigungssollwert (A2) ermittelt, welcher der Beziehung

A2 = sign(V2* - FR . V_F) .



entspricht, wobei R_max der maximale Ruckwert und V2* ein be­liebig vorgebbarer Geschwindigkeitswert ist, welcher auf den Wert Null gesetzt wird, wenn der erste alternative Beschleu­nigungssollwert (A1) kleiner als Null wird;

d) abhängig davon, ob die mit der Polarität des ersten alterna­tiven Beschleunigungssollwertes (A1) bewertete Differenz zwi­schen erstem und zweitem alternativen Beschleunigungssollwert (A1 - A2) kleiner oder größer als Null ist, wird entweder der erste (A1) oder der zweite alternative Beschleunigungssoll­wert (A2) als Sollwert (A*) des Beschleunigungsregelkreises zur Wirkung gebracht;

e) die zeitlineare Erhöhung der Begrenzungswerte (a_b bzw. a_v) wird dann abgebrochen, wenn der erste alternative Beschleuni­gungssollwert (A1) kleiner wird als der zweite alternative Beschleunigungssollwert (A2).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere für Personen­beförderungsanlagen, dadurch gekennzeich­net, daß der Wegsollwert (S*) immer entsprechend der jeweils nächstgelegenen Haltestelle vorgegeben wird und während der Fahrt der Wegsollwert (S*) bei positivem ersten alternativen Beschleu­nigungssollwert (A1) kurz bevor die Differenz zwischen erstem alternativen Beschleunigungssollwert und zweitem alternativen Beschleunigungssollwert (A2) zu Null wird, bedarfsweise vergrö­ßert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3 für fahrweggebundene, insbesondere schienengebundene, führerlose Traktionsantriebe, da­durch gekennzeichnet, daß als Haltestel­len auch Weichen, Kreuzungen oder sonstige Gefahrenstellen vor­gesehen sind.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch ein vom Ausgangssignal eines Exklusiv-ODER-Gatters (48) betätig­baren Umschalter (49) zur Auswahl des ersten oder des zweiten, alternativen Beschleunigungssollwertes, wobei die Eingänge des Exklusiv-ODER-Gatters jeweils über Grenzwertmelder (50, 51) vom ersten alternativen Beschleunigungssollwert (A1) und von der Differenz (A1-A2) zwischen erstem und zweitem alternativen Be­schleunigungssollwert beaufschlagt sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß zur Bildung des zweiten alternativen Be­schleunigungssollwertes (A2) ein radizierender Funktionsgenera­tor verwendet ist (41), dem eine Eingangsgröße (e) über einen Be­tragsbildner (42) zugeführt ist und dessen Ausgang mit dem einen Eingang einer Minimalwert-Auswahlschaltung (45) verbunden ist, deren zweiter Eingang je nach Polarität der Eingangsgröße des Betragsbildners mit dem Begrenzungssignal für die Beschleuni­gung (a_b) oder mit dem Begrenzungssignal für die Verzögerung (a_v) beaufschlagt ist, wobei die Polarität des Ausgangssignals der Minimalwert-Auswahlschaltung mittels eines Multiplizierers (46) mit der Polarität des Eingangssignals des Betragsbildners in Übereinstimmung gebracht wird.

7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) mittels Wahltasten (T1 - T5) und bistabilen Kippstufen (B1 - ­B5) sind den einzelnen Haltestellen entsprechende Sollwerte (S1 - S5) aktivierbar und beaufschlagen eine Extremwert-Aus­wahlschaltung;

b) mit von den einzelnen Zellen eines Schieberegisters (53) betätigbaren Schaltern (p1 - p5) werden die Sollwerte nach­einander als jeweils wirksamer Sollwert (S*) ausgegeben;

c) das Schieberegister wird zur Weiterschaltung vorbereitet, wenn bei Aufwärtsfahrt der kleinste von der Extremwert-Aus­wahlschaltung ausgegebene Sollwert größer ist als der jeweils wirksame Sollwert bzw. bei Abwärtsfahrt der größte von der Extremwert-Auswahlschaltung ausgegebene Sollwert kleiner ist als der jeweils wirksame Sollwert.

8. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Extremwert-Auswahlschaltung katho­den- bzw. anodenseitig miteinander verbundener Dioden enthält.

Zeichnung