Переменной структурой

 

288083

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со1сз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Кл. 21с, 46/50

Заявлено 22.Ч!!.1968 (№ 1260705/18-24) с присоединением заявки ¹â€”

Комитет по делам изобретений и открытий ори Сосете Министров

СССР

ЧПК G 05Ь 13/00

Приоритет—

Опубликовано ОЗ.Xll.1970. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 15.11 1971

УДК 621.396.662. .6 (088.8) Авторы изобретения К. К. Жильцов, П. А. Илюхин, T. Н. Коробова и А. В. Ланьшин

Заявитель

ФИЛЪТР С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ

Данное изобретение относится к системам автоматического регулирования, Устройство предназначено для коррекции и стабилизации систем, работающих при высоком уровне шума.

Известны фильтры с переменной структурой, содержащие линейное динамическое звено с блоком масштабных коэффициентов. Они не обеспечивают раздельной настройки амплитудной и фазовой частотных характеристи к.

Г!редложенный фильтр обеспечивает инвариантную настройку частотных характеристик при высоких уровнях помех на .входе, причем в большом числе частотных диапазонов. Это достигается благодаря тому, что в фильтре установлен сумматор, подключенный к выходу блока масштабных коэффициентов линей ного динамического звена, и ко входу ли нейного динамического звена параллельной связьн подключена нелинейная цепь, составленная из послеловате...1ьно соединенных дифференциатора с блоком фильтров, управляемого нелинейного элемента сравнения с подключенными к нему лина.мическими звеньями и форсирующего звена со вторым блоком масштабных коэффициентов, выход которого подсоединен к сумматору.

Кроме того, в фильтре установлен ряд параллельных нелинейных цепей, подсоединенных к сумматору непосредственно или через ннвертор.

На фиг. 1 представлена блок-схема уст. ройства; »а фиг. 2а и o — варианты реализа5 ции схемы управляемых нелинейных элементов.

Устройство содержит звенья 1 и 1 получения зафильтрованной производной входного сигнала; блоки фильтров 2 и 2, динамиlo ческие звенья 8 и 81, 4 и 4 первого и второго порядков с разными параметрами, управляемые нел1гнейные элементы сравнения знаков и амплитуд сигналов 5 и 5, форсирующие звенья б и б, блоки масштаonblx коэффициен15 тов 7 и 7, сумматор 8 и линейное динамическое звено 9 с блоком масштабных коэффициентов 10.

Управляемые нелинейные элементы содержат устройства 11 и 12 выдачи абсолютного

20 значения сигналов, нелинейный элемент И типа «ограничения» с регулируемым ограничением, инвертирующий элемент 14, блок совпадения знаков 15, блок масштабных коэффициентов 1б и сумматор 17.

25 Входной сигнал подается на звено получения зафильтрованной производной входного сигнала 1 или 1 и на выход параллельной линейной цепи, состоящей из последовательно включенных динамического звена 9 и блока масштабных коэффициентов 10, выход кото288083 рого соединен с одним из входов сумматора

8, С другими входами сумматора соединены выходы параллельных нелинейных цепей.

Рассмотрим прохождение сигналов по одной из параллельных нелинейных цепей.

Сигнал с вьгхола звена 1 получения зафпльтрованной произ волной входного си нала через блок фильтров 2 и динамическое звено

3 подается на управля1ощий вход нелинейного элемента сравнения знаков и ампл итул б (сигнал д ). На управляемый вход этого нелинейного элемента подается сигнал Х с выхола блока фильтров 2 через динамическое звено 4

Нелинейный элемент б подключает ко входу корректирующего звена б сигналы с II»IYoла линамического звена 4 или,3 (сигнал дз) в зависимости от совпадения знаков сигналов, прихолящих на входы нелинейIlhl Y устройств сравнения, и от соотношения величин, приходящих а нелинейный элемент сигналов. B случае использования нелинейного элемента 4 по схеме фиг. 2а это выполняется следующим образом.

При значениях сигналов д1 11а выхоле динамического звена 3, меньших, чем сигналы с выхода устройств 11 и 12 выдачи абсолютных значений сигналов, по соответствующем знаку на вход форсирующего звена б подается сигнал дз с выхола динамического звена

8 со своим знаком, В случае же обратных соотношении величин ra вход форсирующего звена подается сигнал, пропорциональный величине сигнала Х с выхола динамического звена 4, со знаком, определяемым знаком сигнала д 1.

В случае использования нелинейного элемента 5 по схеме фиг. 2,о схема работает аналогично прсльглущей, используя только сравнение знаков, но без сравнения амплитуд сигналов д1 и х1. Сигнал с выхода форсирующего звена б через блок масштабных коэффициевто в 7 подключается на вход суммирующего элемента фильтра, на один из входов которого подключен сигнал с выхода блока масштабных коэффициентов 10 л1инейной цепи.

Указанные сигналы складываются на суммирующем элементе 8 или с постоянными коэффициентами по частотам (опрелеляется блоками масштабных коэффициентов 10 и 7) или с изменяемыми по одинаковому закону, определяемому динамическими звеньями 1, 2, 4, б и 9 по соответствующей цепи. Лналогичное подключение сигнало в происходит и по другим нелинейным цепям. Фазовые характеристики динамических звеньев 8,,3 и 9 при таком суммировании в основном определяют угол между сумм1ируемыми векторами и, при постоянном значении их модулей на разиных частотах или при изменении их по одинаковому закону, полностью определяют модуль суммарного вектора, т. е. его амплнтудну1о характеристику. Фазовая характеристика его определяется при этом коэффицнеHтами суммирования параллельных цепей. Та как коэффициенты суммирования могут выбираться с большой свободой, то это и обусловливает получение еще более резко выраженных неминимально-фазовых свойств всего фильтра, чем это имеет место в одной нелинейной цепи.

При сумм ировании сигналов с нескольких нелинейных цепей с динамическими звеньями первого и второго порядка, подключенными послеловательно с разнесенными друг относительно друга частотами среза, возможно создание амплитудных и фазовых характеристик, линеаризованных по первой гармонике, г большой независимостью друг оТ лруга. Например,,в случае необходимости (что обычно имеет место при решении задач повышения быстродействия без снижения степени устойчивости) в цепь некоторых из параллельных иелинейных звеньев после форсирующего звена .включается инвертнрующий элемент. На

20 частотах входных сигналов ло частоты среза динамического звена данной нелинейной цепи сигнал фильтра равен разности сигнала этой цепи и ей параллельных. После частоты среза этот сигнал векторно суммируется с сигналом линейной цепи 9, 10 (в случае, например, использования в качестве лпнамического звена этой нелинейной цепи звена второго порядка).

Таким образом, фильтр может обеспечить при соответствующем количестве параллельных нелинейных цепей 1и их суммировании с линейным звеном несколько диапазонов ин35 тенснвного изменения коэффициентов усиления сигнала управления коррекпируемой системы при положительной или улевой суммарной фазовой характеристике фильтра

Пре 1мет изобретения

1. Фильтр с переменной структурой, солержащий линейное динамическое звено с блоком масштабных коэффициентов, отличаю 11ийся тем, что, с целью обеспечения повыше45 ния степени инвариантности настроек амплитудных и фазовых частотных характеристик при высоком уровне номеY на входе, в нем установлен сумматор, подключенный к выходу блока масштабных коэффициентов линейного динамического звена, и ко входу линейного

00 динамического звена параллельной связью подключена нелинейная цепь, составленная из последовательно соединенных лифферецциатора с блоком фильтров, управляемого нелинейного элемента сравнения с полключенными к нему динамическими звеньями и форсирующего звена со вторым блоком масштабных коэффициентов, выход которого подсоединен к сумматору, 5р 2, Фильтр по и. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения числа частотных лиапазонов, в которьгх,возможно интенсивное изменение коэффициента передачи, в нем установлен рял параллельных нелинейных цепей, подсоелиненных к сумматору пепосрелствен110 или через инвертор.

288083

Фиг / .5(5 /

Фиа 2

Составитель И. Н. Шува.пова

Редактор Б. Б. Федотов Текред Л. Я. Левина Корректор О. С. Зайцева

Заказ 830/4 Тираж 480 Подписное

LIHHHfIVi Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред «Папе и»