Управляемый генератор гармонических сигналов

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано , в частности, в системах векторного управления в качестве датчика функций, а также в измерительной технике в составе задающих генераторов, обеспечивающих частотную и амплитудную модуляцию . Целью изобретения является повышение точности за счет повышения стабильности частоты гармонических сигналов . Цель достигается тем, что генератор дополнительно снабжен четырьмя сумматорами , двумя блоками умножения, а также вторыми ПИ-регулятором и блоком вычисления модуля. 1ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ии G 06 G 7/22

ГОСУДАРСТВЕНМЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4626327/24 (22) 26.12.88 (46) 30.01.91. Бюл. N.4 (71) Ленинградский горный институт им. Г.В. Плеханова (72) В.А. Дартау, В.В. Алексеев, А.Е. Коэярук, Т,О. Россо и М.А, Шашев (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 642724, кл. G 06 G 7/26, 1976.

Авторское свидетельство СССР

hk 858010, кл. G 06 G7/22,,1980, (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано, в частности, в системах векторного управления в качестве датчика функций, а также в измерительной технике в составе задающих генераторов.

Цель изобретения — повышение точности за счет повышения стабильности частоты гармонических сигналов, На чертеже представлена функциональная схема управляемого генератора.

Генератор содержит первый и второй блоки 1, 2 умножения, вход 3 регулирования частоты, первый и второй интеграторы 4 и 5, первый и второй выходы 6, 7 генератора, блок 8 задания начальных условий, стабилизатор 9 амплитуды, содержащий первый блок 10 вычисления модуля, третий и четвертый блоки 11, 12 умножения, первый.пропорционально-интегральный регулятор 13 (ПИ-регулятор), блок 14 деления, вход 15 регу Ж 1624485 А1

2 (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано, в частности, в системах векторного управления в качестве датчика функций, а также в измерительной технике в составе задающих генераторов, обеспечивающих частотную и амплитудную модуляцию. Целью изобретения является повышение точности эа счет повышения стабильности частоты гармонических сигналов. Цель достигается тем, что генератор дополнительно снабжен четырьмя сумматорами, двумя блоками умножения, а также вторыми ПИ-регулятором и блоком вычисления модуля, 1ил. лирования амплитуды генератора, пятый блок 16 умножения, суммирующий апериоди еский усилитель 17, вход 18 смещающего напряжения, первый и второй сумматоры

19 и 20, шестой и седьмой блоки 21, 22 умножения, третий сумматор 23, второй пропорционально-интегральный регулятор

24, четвертый сумматор 25, второй блок 26 вычисления модуля.

Управляемый генератор работает следующим образом.

Сигнал задания (юь ) с входа 3 регулирования частоты, поступающий через регулятор 24 и сумматор 25 на вторые входы блоков 1, 2 умножения (в виде сигнала и ), своей абсолютной величиной определяет коэффициент усиления в колебательном контуре, образованном блоком 1 умножения, интегратором 5, блоком 2 умножения и интегратором 4, и частоту генерируемых колебаний. При этом, так как выходные сигналы интеграторов 4, 1624485

15

25

35

45

55

5(Х1 = sin р; X2 =cos р)поступаютнапервые входы соответственно блоков 1,2 умножения, на вторые входы которых подавая сигнал (ш ) с выхода сумматора 25, на выходах блоков

2,1 умножения получаются сигналы,пропорциональные их произведениям. Эти сигналы поступают на входы сумматоров 20, 19, имеющих единичный коэффициент передачи по первому входу, а с их выходов поступают на входы интеграторов 4, 5 (связь между входными и выходными сигналами которых имеет вид:

Ф dXi e 4 2 2 = ® х1 ). ф d l

Сигналы, поступающие на вторые входы интеграторов 4, 5 с выходов блока 8 задания начальных условий определяют начальные значения амплитуд и фаэ сигналов на выходах интеграторов 4, 5 (на выходах 6, 7), Сигналы (X*i, Х*2) с выходов интеграторов 4, 5 поступают на входы блока

10 вычисления модуля, выделяющего текущее значение амплитуды колебаний (-Ъ7 ь ). вый вход регулятора 13, на второй вход которого подается сигнал задания амплитуды (pg) с входа 15. Сигнал ошибки по

t амплитуде(Лр =рэ — р+ Ki (рэ — р) бт) о с выхода регулятора 13 поступает на второй вход блока 14 деления и нормируется делением его на величину амплитуды, поступающую на его первый вход. Сигнал относительной ошибки по амплитуде (hp» — — «-) с выхода блока 14 деления р поступаеТ на первый вход блока 16 умножения, коэффициент передачи которого пропорционален сигналу (Кл = Ч2 + К1/иЪI) с выхода апериодического усилителя 17. На один вход апериодического усилителя 17 подается напряжение (Ч2 = const) с шины 18 смещающего напряжения (для обеспечения работы при частотах близких к нулю), а на ф( другой — сигнал (K>.le /), пропорциональный заданной частоте с выхода второго блока 26 вычисления модуля, на вход которого подается сигнал (во ) задания частоты с входа 3 регулирования частоты генератора. Напряжение с выхода блока 16 умножения ((Ч2 + K1 lrc4 l) hp» = КлЛр» ) поступает на вторые входы блоков 12, 11 умножения, на выходах которых при подаче на их первые входы напряжений с выходов интеграторов

5, 4 формируются сигналы параметрических

Обратных СвяЗЕй (М1 КЬр*; х2Кл Лр»), поступающие на вторые входы сумматоров

19 и 20, При этом знак обратных связей независимо от полярности сигнала на входе 3 регулирования частоты определяется по знаку ошибки амплитуды: если заданная амплитуда больше действительной амплитуды колебаний — обратные связи положительны, в противном случае — отрицательны, а при их равенстве коэффициенты обратных связей равны нулю и выходные сигналы сумматоров 19 и

20 равны входным. Коэффициент обратных связей определяется не только ошибкой по амплитуде, но и абсолютной величиной заданной частоты, в результате чего качество переходных процессов стабилизации не зависит от частоты колебаний и порядка чередования фаэ.

В результате на выходах 6, 7 генератора получаются гармонические сигналы стабильной амплитуды, равной заданной (p =рд). На выходах шестого и седьмого блоков 21, 22 умножения формируются сигналы, пропорциональные произведениям входных сигналов ии (cosp1 cosy ); в» (slnp1 sin/ ), и на выходе третьего сумматора 23 иэ этих величин получается сигнал текущего значения частоты ии (со э р 1 cos + sin 1 sing ) . Этот сигнал подается на первый вход регулятора

24, на второй вход которого поступает сигнал о о задания с входа 3 регулирования.

Получающийся на выходе регулятора 24 разностный сигнал

AoJ =AQ — M+ K f (оЪ вЂ” и) т о подается на первый вход сумматора 25. Так как на второй вход сумматора 25 подается сигнал м, с входа 3 регулирования частоты, то на выходе сумматора 25 формируется

3» суммарный сигнал (сигнал мь фиксирует рабочую точку на стати еской характеристике регулирования частоты генератора и, следовательно, регулятор 24 работает в окресностях этой точки). В результате снижаются ошибка управления (разность между заданной и действительной частотой) и чувствительность частоты к изменению параметров элементов колебательной системы.

Формула изобретения

Управляемый генератор гармонических сигналов, содержащий первый и второй интеграторы, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами устройства и соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков умножения, с первыми входами соответственно третьего и четвертого блоков умножения, с первым и вторым входами первого блока вычисления модуля, выход которогосоеди1624485

Составитель В.Алекперов

Редактор М,Келемеш Техред М.Моргентал Корректор А.Долинич

Заказ 192 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 нен с первым входом первого пропорционально-интегрального регулятора и с входом делителя блока деления, вход регулирования амплитуды генератора подключен к второму входу первого пропорционально-интегрального регулятора, выход которого соединен с входом делимого блока деления, выход которого соединен с первым входом пятого блока умножения, второй вход которого подключен к выходу суммирующего апериодического усилителя, а выход пятого умножения соединен с вторыми входами третьего и четвертого блоков умножения, первый вход суммирующего апериодического усилителя подключен к шине смещающего напряжения генератора, вторые входы первого и второго блоков умножения объединены, первый и второй выходы блока задания начальных условий соединены с входами задания начальных условий соответственно первого и вгорого интеграторов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет повышения стабильности гармонических сигналов, в него введены первый, второй, третий и четвертый сумматоры, второй блок вычисления модуля, второй пропорционально-интегральный регулятор, шестой и гедьмой блоки умножения, причем выходы первого и второго блоков умножения соединены с первыми входами соответственно первого и второго сумматоров, вторые входы которых подключены к выходам соответственно чет5 вертого и третьего блоков умножения, а выходы первого и второго сумматоров соединены с информационными входами соответственно второго и первого интеграторов и с первыми входами соответствен10 но шестого и седьмого блоков умножения, вторые входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго интеграторов. а выходы шестого и седьмого блоков умножения соединены соответст15 венно с первым и вторым входами третьего сумматора, выход которого подключен к первому входу второго пропорциональноинтегрального регулятора, второй вход которого подключен к входу регулирования

2р частоты генератора, через второй блок вычисления модуля — к второму входу суммирующего апериодического усилителя и непосредственно к первому входу четвертого сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго пропорционально-интегрального регулятора, а выход четвертого сумматора соединен с вторыми входами первого и втооого блоков умножения.