Корректирующее устройство

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

< и783749

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 030179 (2! ) 2704929/18-24 с присоединением заявки И9 (23) Приоритет

Опубликовано 301180. бюллетень ¹ 44

Дата опубликования описания 30.11.80 (51)М. Кп.

Я 05 В 5/01

f 0ñóäàðñòâåèìûé комитет

СССР ио делам изобретеиий и открмтий (53) УДК 82-50 (088.8) (72) Автор изобретения

A- Я. Бичуцкий (71) Заявитель (54 ) КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к системам автс матического угпэавления, в частности к их функциональным элементам, используемым для целей коррекции автоматических систем, и может быть ис- 5 польэовано для коррекции или фильтрации сигнала ошибки управления в тех случаях, когда помимо последнего в системе управления присутствует сигнал скорости ошибки управления.

Наибольшее применение предлагаемое устройство может найти при согласовании датчиков первичной информации систем управления и их регулирующих устройств. 15

Известно устройство, в котором для обеспечения фильтрации управляющего сигнала без ухудшения его фазовой характеристики используется апериодическое звено, входы- которого 2О соединены с источником корректируемого (фильтруемого) сигнала и с источником сигнала скорости корректируемого сигнала Я.

Известное устройство может быть 25 использовано только в тех случаях, когда необходимо подавление высокочастотных составляющих (выше частоты среза), присутствующих B корректируемом сигнале. Для выделения отдель- 3() ных частот, присутствующих в корректируемом сигнале, или для их подавления в заданном интервале частот устройство-прототип не может быть использовано, что часто является его существенным недостатком.

Из известных устройств по технической сущности к предлагаемому устройству наиболее близко устройство, состоящее из последовательно соединенных п интегросумматоров, первый вход первого иэ которых соединен с первым входом устройства $2) .

Такое устройство может осуществлять фильтрацию (коррекцию) сигнала по произвольному сложному закону, но вносит в корректируемый сигнал фаэовые иэкажения, ухудшающие устойчивость системы.

Цель изобретения — увеличение помех о защищен нос ти, Поставленная цель достигается тем, что вторые входы всех интегросуьщаторов соединены со вторым входом устройства, а выходы всех интегросумматоров, начиная со второго — c третьим входом предыдущего интегросумматора, выход последнего интегросумматора соединен также с третьим входом этого, интегросумматора.

783749

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства.

Устройство состоит из и интегросумматоров 1-4 и апериодического звена, выполненного на интегросумматорЕ 5(и+1). Вход 1„ первого интегросумматора 1 соединен с выходом источ5 ника б корректируемого сигнала х, а первые входы (2д, 3„, ..., (n)-1) каждого последующего интегросумматОра связаны с выходом предыдущего интегросумматора. Каждый интегросумматор охвачен по третьему входу (1 . (n)-3) цепью отрицательной обратной связи через предыдущий интегросумматор. Вторые входы соединены с источником 7 сигнала скорости корректируемого сигнала.

На фиг. 2 представлен вариант устройства для случая п=1, служащий для пояснения достигаемого эффекта.

Порядок корректирующего устрой- Щ ства определяется числом интегросумматоров, используемых в устройстве (на фиг. 1 представлен фильтр(п+1)-ro порядка, на фиг. 2 — фильтр 2-го no-

psrpKa) . Сиr Hen x, поступающий на вход устройства, корректируется нужным образом, например: ослабляются сигналы помехи, присутствующие в нем, " подчер ки в аются" (выделяют ся ) сигналы заданных частот, сигналы поМехи в одном заданном диапазоне не ослабляются, а в другом "подчеркиваются".

При прохождении сигнала х через устройство он искажается (амплитудные и фазовые искажения). Если амплитудные изменения сигнала х в заданном диапазоне частот являются положительным следствием использования корректирующего устройства, то фазовые искажения (запаздывания) и ам- 40 плитудные искажения вне заданного частотного интервала нежелательны.

Для восстановления полезного сигнала используется сигнал скорости корректируемого (полезного) сигнала. 45

Передаточная функция заявляемого устройства может быть записаиа для сигнала х в следующем виде:

К К 44 »ю» f

50 р" О р"» „ia p+ М (1} где с, ", с(, — постоянные коэффииценты.

При отсутствии сигнала Ц выходной сигнал устройства имеет вид

К

Х,,р ® "(9)

Если представить сигнал х в виде (3)

Х= Х+Х,, 40 где )(- составляющая сигнала Х, кокоторую нужно пропустить через корректирующее устройство беэ искажений (корректиру-емый сигнал), 65 составляющая сигнала Х, которая должна быть отфильтро. вана, а сигнал Ц вЂ” аналогично в виде

» Ч х дС Я (4) или иначе — 3 (Р) -P "(Ð) 3 то выходной сигнал устройства имеет . вид

» д р +а р" ...a,pi1 ъ(Р) Э(Р)

При равенстве коэффициентов о а а ы а а„. H0,.q>o. д ь и т.д. уравнение (5) имеет вид

Х =МХ Х +

> (Р) 1- 1 (V) (6) т.е. сигнал Х не искажается.

В зависимости от коэффициентов поли нома D (р ) си гн алы х и ч могут либо ослабляться, либо усиливаться (подчеркиваться ), либо в одном диапазоне частот ослабляться, а в другом усиливаться. Для того, чтобы получить только ослабления сигнала Х коэффициенты ап выбираются таким образом, чтобы корректирующее устройство представляло собой последовательно включенные апериодические звенья, т.е. D(р) представим в виде сомножителей первого порядка.

Для усиления сигнала х на отдельной частоте коэффициенты с1 выбираются таким образом, чтобы корректирующее устройство представляло собой последовательно включенное колебательное и апериодические звенья, т.е.

D(p) представим в виде сомножителей

2-го и 1-го порядка. Если выбором коэффициентов добиться того, чтобы

D(p) был представлен в виде произведения сомножителей второго опрядка, то устройство позволяет "подчеркнуть" сигнал на заданных частотах. Коэффициенты an полностью определяются коэффициент ами передачи по входам каждого интегросумматора (по входу 1 — коэффициент К, по входу 1 — коэффициент К, и т.д.}.

Вопрос практической реализации тесно связан с вопросом устойчивости устройства, которое будет наиболее устойчиво, если цепи обратной связи охватывают минимально возможное число интегросумматоров.

Для доказательства получаемого эффекта рассмотрим пример реализации устройства (фиг.2). Указанное устройство описывается следующей системой

УР ний: > =К Х+ К - К Х 3

Ф х =к,+ к -к я.

783749

Исходя из системы (7) выходной сигнал в операторной форме может быть выражен следующим образом: +КЯ

6(9) К, К2 Х+К1 К где 1-(,РГ (7 К К (4 А

2V,К(2»

К 2Р 22 2 (9) 25

При выборе коэффициентов

К2 = 1, К1 . К2 К2 и К» — K12 выр ажение (8 ) имей вид х =х (.(p7 т.е. полезный сигнал не имеет фазовых искажений, а корректирующее устройство воздействует только на сигналы помехи (X и Я).

Выражение для 0 (р) можно представить в виде

D(P)=,,V-, C+ P р 7 (10)

1 где

° 7= й, к, 21

К, К2 Х+ К К, q+Ê РУ и

I где коэффициенты К. — коэффициенты передачи по соотвеФ2твующим входам.

Рассмотрим два случая использования устройства, представленного на фиг. 2: 1) фильтрации сигнала Х и

2 ) выделение — "подчеркивание" составляющей сигнала х з аданной частоты.

1. Пусть сигналы X u ч представлены в виде (3) и (4), тогда 15

2 Р »ЪК2»О «» К вЂ” ° ° х(ф ) +

P> + К22Я + К»2 21 (8) если ) 1, то 1/ 0р представляет собой апериодическое з вено (два последовательноно в ключе нных з ве на 1-го порядка) . Таким образом, выбором коэффициентов К входной сигнал может быть отфильтрован от сигнала помехи необходимым образом при неискаженном полезном сигнале.

2. Пусть, например, сигналы х и Ц представлены в виде (3) и (4) и составляющая сигнала Я равна нулю, тогда при Е,с 1 сигнал ((р) — в соответствии с формулой (10) — представляет собой выходной сигнал колебательного звена, "подчеркивающего" сигнал на резонансной частоте.

Формула изобретения

Корректирующее устройство, содержащее последовательно соединенные и интегросумматоров, первый вход первого из которых соединен с первым вхором устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения помехозащищенности, вторые входы всех интегросумматоров соединены со вторым входом устройства, а выходы всех интегросумматоров, начиная со второго, соединены с третьим входом предыдущего интегросумматора,выход последнего интегросумматора соединен также с третьим входом этого интегросумматора.

И сточни ки информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1470789, кл. CI 05 В 13/02, 04. 10. 73.

2. Урмаев A. С. Основы моделирования на ABM. М., "Наука", 19 74, с.96100, рис. 5.5 (прототип).

783749

Фи@ 2

Составитель Г. НеФедова

Техред С. Мигунова Корректор Н. Швыдкая

Редактор И. Грузова

Эаказ 8547/50 Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, .ул. Проектная, 4

Корректирующее устройство Корректирующее устройство Корректирующее устройство Корректирующее устройство 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области систем автоматического управления, в частности к технике формирования управляющих сигналов в системе с люфтом

Изобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано в качестве корректирующего устройства в системах автоматического регулирования

Изобретение относится к автоматическому регулированию и предназначено для улучшения динамических характеристик систем автоматического регулирования
Наверх