Фильтр для систем автоматического регулирования
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соввтских
Социалистических
Республик 746400
ы j
i, г (61) Дополнительное к авт. свид-ву
Р1)М. К.2 (22) Заявлено 120478 (21) 2605102/18-24 с присоединением заявки NP (23) Приоритет—
Опубликовано 070780 Бюллетень Мо 25
Дата опубликования описания 07.0780
6 05 В 5/01
Государственный комитет
СССР по делам изобретений.,и открытий (53) УДК 62-50 (088.8) (72) Авторы изобретения
О. Г. Алексеев, С. В. Цыбин и В. A Шурилов (71) Заявитель (54) ФИЛЬТР ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ
Изобретение относится к технике автоматического регулирования и направлено на повышение помехоустойчивости систем.
Известны различные разновидности линейных и нелинейных фильтров низких частот, позволяющих существенно, ослабить вредное влияние помех на динамические свойства систем автоматического регулирования 11
Наиболее близко к предлагаемому устройство, состоящее из последовательно соединенных источника переменного сигнала, суммирующего усили.—
Феля ограничителя, первого и второго интеграторов и сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого интегратора, а выход - со вторым входом суммирующего усилителя-огра- ничителя.
Известный фильтр по сравнению с другими фильтрами низких частот позволяет существенно повысить эффективность фильтрации полезного сигнала25 от помех, близких к нему по своей частоте; Однако, как показывают экспериментальные исследования, ему присущ один весьма существенный недостатокуменьшение демпфирующего коэффициен- 30 !
I та с ростом амплитуды сигнала на входе нелинейного звена. Это приводит к нежелательному искажению амплитудночастотной характеристики фильтра, а при особо неблагоприятных условияхк возникновению в структуре фильтра явления скачкообразного резонанса, которое может привести к нарушению устойчивости работы всей системы автоматического регулирования в целом.
Цель изобретения — повышение. точности работы устройства, а также устранения возможности возникновения в структуре фильтра явления скачкообразного резонанса., существенно снижающего эффективность его практического применения в системах автОматического регулирования.
Укаэанная цель достигается тем, что в состав фильтра дополнительно включены последовательно соединенные нелинейный элемент и третий интегратор, выход которого соединен с третьим входом сумматора, выход которого соединен со входом нелинейного элемента.
На фиг. 1 представлена блок-схема фильтра; на фиг. 2 — структурная схема фильтра °
746400
Т-"
Формула изобр тения к4к к tx(() 30
На блок-схеме представлейы сумматор 1, суммирующий усилитель-ограни,читель 2, первый интегратор 3, вто рой интегратор 4, источник переменного сигнала 5, нелинейный элемент б, третий интегратор 7.
На структурной схеме представлены эквивалентный коэффициент К (Х ) усиления суммирующего усилителяограничителя -2, эквивалентны»й коэффициент К (Х,) усиления нелинейного элемента, имеющего характеристику типа зоны нечувствительности с ограничением, эквивалентные коэффициенты
tK усиления, оператор Лапласа Р.
Передаточная функция предлагаемого фильтра имеет вид 15 где К - статический коэффициент передачи фильтра;
Т - постоянная времени фильтра;
5 - демпфирующий коэффициент филь-З5 тра. 1аким образом, вид передаточной функции K (р ) и выражения для статического коэффициента((и пос тОянной времеЧи (пр(- длагаемого и 4{} известного фильтра аналогичны, демпфирующий же коэффициент предлагаемого фильтра отличается от демпфирующего коэффициента известного фильтра ) дополнительным слагаемым к (и (рц
Ж Ех (Р} Г
Поэтому, если в известном фильтре демпфирующий коэффициент с ростом амплитуды сигнала Х, уменьшается (за счет уменьшения эквивалентного коэффициента усиления усилителя ограничителя К $K,(р))), то в предлагаемом фильтре при надлежащем подборе параметов дополнительного нелинейного звена типа збнынечувствительности с ограничением К (Х, (P)) можно либо ослабить это нежелательное явление, либо даже обеспечить любой желаемый характер изменения величины демпфирующего коэффициента.
Это позволит обеспечить более высокую эффективность применения предлагаемого фильтра в системах с высоким уровнем помех, близких по своей частоте к полезным сигналам.
При правильно выбранных параметрах нелинейного звена в предлагаемом фильтре практически исключаются возможности возникновения вредного явле-, ния скачкообразного резонайса, присущего известйому фильтру. Применение данного фильтра в системах автоматического регулирования позволяет повысить их помехоустойчивость на 30-50%.
Фильтр для системы автоматического регулирования, содержащий последовательно соединенные источник переменного сигнала, суммирующий усилитель-ограничитель, первый и второй интеграторы и сумматор, второй вход которого соединей с выходом первого интегратора, а выход— со вторым входом суммирующего усилителя- ограничителя, о ь л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности фильтра при высоком уровне помех и предотвращения явления скачкообразного резонанса, он содержит последовательно соединенные. нелинейный элемент и третий интегратор, выход которого соединен с третьим входом сумматора, выход которого соединен со входом нелинейного. элемента.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
В 402855, кл. G 05 В 5/01, 1974.
2. Авторское свидетельство СССР
В 321797, кл. С 05 В 5/01, 08. 05. 70.
Nl .
Составитель Г. Нефедова
Редактор И. Ковальчук ТехрЕд .И.Асталсна Корректор M.Koñòà
Заказ 4101 15 Тирам 956 Подписное
ЦИНИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 !
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4
