Дифференцирующее устройство с переменной структурой

Дифференцирующее устройство с переменной структурой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ пп 46142 I

Союз Советскик

Социалистических

Рвсиублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 29.01.74 (21) 1993628!18-24 с арисоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 2502.75. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 14,04.75 (51) М. Кл. G 06@ 7/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. В. Емельянов, В. И. Уткин, А. М. Шубладзе и Б. 3. Голембо

Ордена Ленина институт проблем управления (71) Заявитель (54) ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах автоматического управления для получения оценок второй производной полезного сигнала при наличии шума, уровень которого априори неизвестен и может меняться в заданных пределах.

Известные дифференциаторы с переменной структурой, содержащие последовательно соединенные блоки сравнения, два интегратора и сумматор, а также масштабирующий блок, не обеспечивают требуемого качества дифференцирования.

Цель изобретения — повышение точности дифференцирования и улучшение помехозащищенности.

Для этого предлагаемое устройство содержит второй сумматор, второй блок сравнения, второй релейный блок, два инерционных звена, второй масштабирующий блок и третий интегратор, причем вход первого интегратора подключен к входу первого инерционного звена, выход которого является выходом устройства, а выход первого интегратора через первый масштабирующий блок соединен с входом первого сумматора, выход которого подключен к входу первого блока сравнения, выход второго блока сравнения соединен со вторым релейным блоком, выход которого через третий интегратор подключен к входу второго блока сравнения, а через последовательно соединенные второе инерционное звено и второй масштабирующий блок подключен к входу второго сумматора, выход которого

5 соединен с входом первого блока сравнения.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого дифференцирующего устройства с переменной структурой.

Устройство состоит из последовательно сое10 диненных блока сравнения 1, релейного блока 2, интеграторов 3 и 4, сумматора 5. Второй вход сумматора 5 через масштабирующий блок 6 соединен с выходом интегратора 3. Выход сумматора 5 подключен ко второму входу

15 блока сравнения 1, первый вход которого соединен с выходом сумматора 7. Один из входов сумматора 7, являющийся входом устройства, через последовательно включенные блок сравнения 8, релейный блок 9, инерцион20 ное звено 10 и масштабирующий блок 11, соединен со своим вторым входом, причем выход релейного блока 9 через интегратор 12 соединен со вторым входом блока сравнения 8. Выход релейного блока 2 соединен со входом

25 инерционного звена 13, выход которого является выходом устройства.

Входной сигнал устройства, представляющий собой сумму полезного низкочастотного сигнала, вторую производную которого необ30 ходимо получить из высокочастотного шума

3 произвольного уровня, поступает на блок сравнения 8 и сумматор 7. На второй вход сумматора 7 подается выходной сигнал масштабирующего блока 11, пропорциональный первой производной полезной составляющей входного сигнала, причем в отсутствии помех в обоих контурах схемы возникают, при некоторых ограничениях, наложенных на входной сигнал, скользящие режимы. В выходном сигнале релейного блока 2 содержится информация о второй производной полезного сигнала.

Для выделения второй производной из широтно-импульсно-модулированного выходного сигнала релейного блока 2 применяется инерционное звено первого порядка 13, вход которого соединен с выходом релейного блока 2, а выход является выходом устройства.

В отсутствии шумов и при возникновении в обоих контурах скользящих режимов точность получения первой и второй производных определяется величиной постоянной времени знаменателя передаточной функции инерционного звена первого порядка и неидеальностями релейных блоков. В рассматриваемом случае устройство линейно и при равенстве коэффициентов передачи масштабирующих блоков б и 11 достигается качество дифференцирования, близкое к идеальному.

Под действием помех начинают проявляться нелинейные свойства устройства, коэффициенты передачи релейных блоков 2 и 9 начинают уменьшаться, что приводит к увеличению постоянных времени знаменателя в передаточной функции эквивалентной линейной схемы.

461421

Таким образом происходит пассивная адаптация схемы к внешнему возмущению: с увеличением уровня шумов помехозащищенность возрастает за счет увеличения постоянных времени знаменателя эквивалентной передаточной функции.

Предмет изобретения

Дифференцирующее устройство с перемен10 ной структурой, содержащее последовательно соединенные первый блок сравнения, первый релейный блок, первый и второй интеграторы, первый сумматор, а также первый масштабирующий блок, отличающееся тем, что, 15 с целью повышения точности дифференцирования и улучшения помехозащищенности, оно содержит второй сумматор, второй блок сравнения, второй релейный блок, два инерционных звена, второй масштабирующий блок и

20 третий интегратор, причем вход первого интегратора подключен к входу первого инерционного звена, выход которого является выходом устройства, а выход первого интегратора через первый масштабирующий блок

25 соединен с входом первого сумматора, выход которого подключен к входу первого блока сравнения, выход второго блока сравнения соединен со вторым релейным блоком, выход которого через третий интегратор подключен

50 к входу второго блока сравнения, а через последовательно соединенные второе инерционное звено и второй масштабирующий блок подключен к входу второго сумматора, выход которого соединен с входом первого блока

35 сравнения.

481421

Составитель Б. Голембо

Техред Е. Борисова

Корректоры: В, Дод и Е. Давыдкина

Редактор Т. Иванова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 844/12 Изд. Я 41g Тираж 679 Подписное

UHHH1IN Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5