Фильтр для систем автоматического регулирования

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ цп 560203

Саюэ Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 02.01.74 (21) 1982663/24 с присоединением заявки Ме (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.77. Бюллетень Уе 20

Дата опубликования описания 07.07.77 (51) М. Кл,- "G 05В 5/01

Государственный комитет

Совета Министоов СССР (53) УДК 62-50(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. И. Брук, С. Ю. Есаулов, И. T Климов и Ю. Х. Красновский (71) Заявитель (54) ФИЛЬТР ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть применено в случаях, когда в выходных сигналах датчиков системы имеются импульсные помехи. Примером такой системы может служить система автоматической посадки, летательного аппарата, использующая сигнал радиовысотомера.

Известны низкочастотные фильтры для систем автоматического управления, содержащие линейные (апериодические) элементы (1). Для компенсации запаздывания полезного сигнала на вход такого фильтра подается корректирующий сигнал от дополнительного датчика.

Недостатком линейного фильтра является независимость его постоянной времени от фактически действующей помехи и, следовательно, недостаточная фильтрация больших помех, с одной стороны, и значительное, даже при отсутствии помех, воздействие на полезный сигнал. К недостатка линейного фильтра следует отнести и необходимость включения в систему управления датчика, корректирующего запаздывание полезного сигнала на фильтре.

Известно также наиболее близкое к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вычислительное устройство— фильтр, представляющее собой замкнутый контур из последовательно соединенных сумматора, блока сигнатуры, второго сумматора и интегрирующего звена, охваченных общей обратной связью через пнвертор: к второму входу второго сумматора подводится корректирующий сигнал от дополнительного датчика (2).

В известном фильтре усилена фильтрация больших помех и ослаблено воздействие фильтра на полезный сигнал прп малых помехах, 10 однако, необходимость использования дополнительного датчика остается его существенным недостатком, снижающим надежность и сужающпм область его применения.

Цель изобретения — повышение надежно15 сти фильтра и расширение области его применения.

Это достигается тем, что в фильтр введено усилительное звено, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, к 0 второму входу второго сумматора — выход интегрирующего звена, выход второго сумматора соединен с входом инвертора и выходом фильтра, а входы усилительного и интегрирующего звеньев — с выходом блока сигнату25 ры.

На чертеже приведена схема фильтра.

Фильтр состоит из сумматоров 1 и 2, блока

3 сигнатуры, усилительного 4 и интегрирующего 5 звеньев и инвертора 6. Выход сумма30 тора 1 подключен к входу блока 3 сигнатуры, 560203

Тираж 1106

Подписное

Изд. № 470

Заказ 1462/18

Типография, пр. Сапунова, 2 выход блока 3 — к входам усилительного 4 и интегрирующего 5 звеньев. Выходы усилительного 4 и интегрирующего 5 звеньев соединены с входами сумматора 2, выход сумматора 2, являющийся и выходом фильтра, — с входом инвертора б, выход которого подключен к первому входу сумматора 1. Вход фильтра соединен с вторым входом сумматора 1.

Работает фильтр следующим образом.

Когда нет помех, фильтр находится в сколь- 10 зящем режиме, контур его линеаризуется в звено с единичным коэффициентом усиления.

Появление на входе устройства импульсного выброса выводит блок 3 сигнатуры на ограничение, в результате чего на выход проходит 15 лишь часть выброса, определяемая ограничением блока 3 и установленной малой величиной усиления звена 4. Дальнейшее изменение сигнала на выходе устройства происходит за счет работы звена 5, однако, в связи с крат- 20 ковременностью импульса, это изменение невелико. В течение действия импульса имеет место нескомпенсированное запаздывание полезного сигнала, но усредненное по времени действие фильтра на него остается незначи- 25 тельным.

Особенностью изобретения является его работа при наложенной на полезный сигнал постоянно действующей высокочастотной помехе небольшой амплитуды. Такая помеха обыч- 33 но имеется в выходном сигнале радиовысотомера. В устройстве-прототипе эта помеха

«включает» фильтр, вызывая постоянное запаздывание полезного сигнала, что требует коррекции с помощью дополнительного дат- 35 чика. В предлагаемом устройстве, благодаря наличию усилительного звена, высокочастотная помеха малой амплитуды не выводит блок

3 на ограничение. Устройство в этом случае, как и при отсутствии помехи, линеаризуется в 40 единичный элемент; коррекции запаздывания полезного сигнала не требуется. Проходящая без сглаживания на выход устройства высокочастотная помеха, ввиду малости ее амплитуды, не ухудшает работу системы. 45

Испытаklèÿ да!!!!Оi о фп,1!и! 1!! в cllc1 cì! автоматической посадки вертолета показали, что импульсные выбросы в сигнале радиовысотомера уменьшаются с 15 — 20 до 1,5 — 2 м. Отсутствие коррекции запаздывания сигнала высоты не ухудшило динамических качеств системы автоматической посадки.

Предлагаемое устройство расширяет функциональные возможности системы управления, уменьшая число потребных датчиков. Из системы посадки летательного аппарата по сигналу радиовысотомера фильтр позволяет исключить барометрический измеритсль высоты либо допплеровский измеритель вертикальной скорости. Соответственно повышается надежность системы, сокращается ее вес, стоимость упрощается эксплуатация. Повышение надежности системы обеспечивает безопасность выполнения автоматической посадки.

Формула изобретения

Фильтр для систем автоматического регулирования, содержащий последовательно соединенные первый сумматор и блок сигнатуры, причем первый вход первого сумматора подключен к входу фильтра, интегрирующее звено, второй сумматор и инвертор, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, о т л и ч а !о шийся тем, что, с целью повышения надежности фильтра и расширения области его применения, в него введено усилительное звено, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, к второму входу которого подключен выход интегрирующего звена, выход второго сумматора соединен с входом инвертора и выходом фильтра, а входы усилительного и интегрирующего звеньев соединены с выходом блока сигнатуры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Доброленский Ю. П. и др. Автоматика управляемых снарядов. М., 1969, с. 210 †2, 2. Авт, св, № 307394, кл. G 05G 1/10, 1970,