Динамический фильтр
Патент 1029141
Авторы
Классы МПК
Динамический фильтр
Иллюстрации
Реферат
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУЬЛИН
„„SU„„1029141
Ч5п G 05 B 13/02 г
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - :"/
Н ABTOPCKOMY CBM+ETEflbCTBY --- /
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3370845/18-24 (22) 25.12.81 (46) 15.07 83. Бюл.-9 26 .(72) Г.Я.Леденев (53) 62-50(088".8) (56) 1. Авторское. свидетельство СССР
9 470789, кл. 6 05 В 13/02, 1973.
2.. Авторское свидетельство СССР
Р 783749, кл. G 05 В 5/01, 1979 (прототип) . (54)(57) ДИНАМИЧЕСЕИЙ ФИЛЬТР, содер-, жащий задатчик скорости изменения входного сигнала и .последовательно соединенные и звеньев, каждое из которых содержит последовательно вклю-, ченные сравнивающее устройство, уси литель, сумматор и интегратор, при этом выход задатчика скорости изменения входного сигнала соединен с вторым входом сумматора каждого иэ и звеньев, отличающийся тем, что, с-целью повышения точности фильтра, в него дополнительно введен интегрирующий блок, вход которого соединен с выходом сравнивающего устройства и-ro звена, а выход подключен .к третьим входам сумматоров п звеньев, при этом выход интегратора n-ro звена подключен к вторым входам сравнивающих устройств и звеньев.
1029141 д
Ч P
ГДе Ь1 ° 52 выходной сигнал сравнивающего устройства первого, второго и п-го звена соответственно, .выходной сигнал сумматора первого, второго и п-го звена соответственно; выходной сигнал интегратора первого, второго и (n-1) звена соответственно, коэффициент передачи усилителя первого, второго и и-го звена соответственно; оператор Лапласа, 1 2
У У2 и-1
Р
dt выходной сигнал блока интегрирования 3; — выходной сигнал задатчика скорости изменения. входного сигнала, выходной сигнал интегратора hего звена (выходной сигнал фильтра).
К и К и- ".,К- о и- и-2 " 1 р р ФК рп+К к „р +--+КиК ."К1р+КОКпi и-2" „ (42
Изобретение относится к устройствам фильтрации сигналов, в частности к устройствам динамической фильтрации систем управления и реГулирования.
Известен динамический фильтр, 5 содержащий эадатчик скорости изменения входного сигнала и апериодичес" кое э вено 1 1 j.
Недостаток этого фильтра состоит в том, что, во-первых, если истин- 10 ная скорость изменения входного сигнала Х отличается от величины сигнала задатчика скорости изменения входного сигнала х, что имеет место, например при действии возмущения на 15 входной сигнал,то выходной сигнал Z такого фильтра существенйо отличается от полезного сигнала X т,е. в этом случае известный фильтр обладает, значительной погрешностью и, вовторых, подавление сигнала помехи р, пропорционально частоте изменения сигнала,и-Ид, в первой степени (фильтр первого порядка) .
Наиболее близким к предлагаемому является динамический фильтр ri-ro
1порядка, содержащий задатчик скорости изменения входного сигнала и последовательно соединенные и звеньев, каждое из которых содержит последовательно включенные сравнивающее устройство, усилитель, сумматор и интегратор, при этом выход эадатчика скорости изменения входного сигнала соединен с вторым входом сум,матора каждого иэ п звеньев 2). 35
Недостаток этого фильтра состоит
;в том, что если истинная скорость .изменения входного сигнала отличается от величины сигнала задатчика скорости .изменения входного сигнала, 40 то известный фильтр в этом случае имеет большую погрешность.
Цель изобретения — повышение точности фильтра.
Указанная цель достигается тем, 45 что в динамический фильтр дополнительно введен интегрирующий блок, вход которого соединен с выходом сравнивающего устройства и-го звена,,а выход подключен к третьим 50 входам сумматоров и звеньев, при этом выход интегратора и-го звена подключен к вторым входам сравнивающих устройств п звеньев.
На чертеже схематически изображен днйамический фильтр, Фильтр включает эадатчик скорос ти 1 изменения входного сигнала, сравнивающее устройство 2<,..., усилитель 3„,..., 3, сумматор 4 ., °
4„, интегратор 5,..., 5 . и
ri интегрйрующий блок 6.
Динамический фильтр работает следующим образом.
Пусть на вход фильтра поступает сигнал Х+,и, где Х- полезный сигнал, р- — сйгнал помехи. В соответствии с чертежом очевидны соотношения (Х+p) - Z> R„= S К +X +Е
2 "- y - К 1 г = г г + X +
К2
2 P п К и +Хс + с1
Ra
ll (1)
Rn
Пусть
Х> Х + q, Х = РХ (2) где q - величина, на которую отличаетея..истинное значение скорости полезного сигнала Х от заданной Х,, С учетом (2) находим зависимость выходного сигнала фильтра от величин Х, ф.. q. Из (1) имеем
Z Х + V+(P) и. + У%(Р) q (3) . где
1-029141
Р Р + К P" +К К P +.-.+K K ..К Р+К Ки . -K>
Щ (Р)= и и и- . и и-1" 3 и и-1 (5)
P +K P +K K „P +... „K;..KP+ K „„... „
1р
Составитель П.Кудрявцев
ТехредЖ.Кастелевич Корректор,М.немчик
Редактор A.Ãóëüêî
Заказ 4977/45 Тираж 874 Подписное
ВНИИПИ 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
Как следует из (3), полезный сиг5 нал Х проходит через фильтр без искажения. Сигнал помехи ц,проходит через звено с передаточной функцией Ч (Р) . Коэффициент подавления сигнала помехи,и.К = / Ч (ш )"" где ш - частота изменения сйгнаi ла с. Сигнал q проходит через звено с Передаточной функцией Ч,(Р) . Так как обычно q представляет собой медленно меняющуюся функцию (q = !5
dt я, : — - О), то Ч (Р) в соответствии с (5) близка к нулю, т.е. выходной сигнал фильтра 2 практически не зависит от величины q несоответствия 7р истинной скорости изменения входнбго сигнала k заданной Х,.
Как следует из !4 ), коэффициент подавления сигнала помехи определяется соотношением
1 и
К = Ч (6) т.е. К„ = Ч" ., где и - число последовательно включенных звеньев.
Технико-экономический эффект от применения предлагаемого фильтра заключается в повышении точности.
При заданной скорости изменения входного сигнала % = 1 8/с и при рассогласовании между заданной скоростью Х и текущей Х, равном 0,1 В/с, и при
К = 0,5 с "ошибка с 0,26 в известном фильтре снижается и стремйтся к нулю в предлагаемом фильтре.