Дифференцирующее устройство второго порядка

Дифференцирующее устройство второго порядка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

п11 491959

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.07.74 (21) 2042623/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.75. Бюллетень № 42

Дата опублико вания описания 22.04.76 (51) М. Кл. 6 06g 7/18

Государственный комитет

Совета тЯинистров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335(088.8) (72) Авторы изобретения

A. М. Шубладзе и Б. 3. Голембо

Институт проблем управления (71) Заявитель (54) ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОИСТВО

ВТОРОГО ПОРЯДКА

Изобретение относится к области автоматического управления и вычислительной техники.

Известны дифференциаторы 2-го порядка, содержащие элемент сравнения, соединенный первым входом с входом устройства, подключенный к выходу элемента сравнения первый релейный элемент, два интегратора, выход первого из которых подключен к второму входу элемента сравнения, и первый фильтр, подключенный к выходу устройства.

Однако помехозащищенность известных дифференциаторов невысока.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности дифференциатора, Цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит соединенные последовательно второй фильтр и второй релейный элемент, вход второго фильтра подключен к выходу первого релейного элемента, а выход второго релейного элемента соединен с входом второго интегратора, выход которого связан с входом дополнительно введенного сумматора, его выход подключен к входу первого интегратора, а выход первого релейного элемента соединен с другим входом сумматора.

На чертеже представлена схема устройства, Устройство содержит элемент сравнения 1, релейные элементы 2 и 3, фильтры 4 и 5, интеграторы 6 и 7, сумматор 8.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал устройства, представляющий собой аддитивную смесь полезного низкочастотного сигнала, вторую производную которого необходимо получить, и шума с неизвестными статическими характеристиками, поступает на вход элемента сравнения 1. С выхода элемента сравнения сигнал через первый релейный элемент 2 подается на один из двух входов сумматора 8 и на вход фильтра 4 с передаточной функцией

Г(Р)=- т,р

Фильтр 4 введен для выделения первой производной из широтно-импульсного модулированного выходного сигнала элемента 2. В выходном сигнале второго релейного элемента

3 содержится информация о второй производной полезного сигнала, для выделения которой служит второй фильтр 5 с передаточной

1 функцией W (р): выход которого т р+1 является выходом устройства. Структура со25 держит два релейных блока и в ней, в отсутствие шумов и при некоторых ограничениях на входной сигнал, можно обеспечить возникновение и существование скользящего режима. При малых неидеальностях переключаю30 щих релейных блоков постоянную времени Ti

491959 1

1

Составитель Г. Осипов

Техред 3. Тарапенко

Редактор Ь. Ианкина

Корректор В. Бргиксина

Заказ 663/6 Изд. № 2031 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного когаитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Санупов;., 2 первого фильтра 4 можно сделать достаточно малой и обеспечить в структуре близкий к идеальному скользящий режим. В скользящем режиме величины сигналов на входах релейпых блоков 2 и 3 близки к нулю, эквивалентные коэффициенты передачи релейных блоков стремятся к бесконечности, и передато-1ная функция дифференциатора имеет вид

1V.(р) =-, (R =0), т,р+1 где R —; T2 — постоянная времени энерционного звена (фильтра) 5, величина которой тем меньше, чем меньше неидеальности переключающих элементов. Таким образом, в отсутствие шумов (R=O) описываемое устройство линейно и осуществляет операц.tto «чистого» (в случае идеальных релсйпых блоков) одно-и двухкратного дифференцирования.

Под действием помех скользящий режим прекращается, возникает режим переключеппя и начинают проявляться нелинейные свойства устройства. Коэффициенты передачи релейпых блоков 2 и 3 уменьшаются, что приводит к увеличению постоянной времени зпамснателя в передаточной функции эквивалентной линейной схемы. Передаточная функция может быть представлена в виде

Г„(р) = ", (+0), + p+ 1 где I(t, Кз — эквивалентные коэффициенты передачи первого и второго релейных блоков соотзетственно, причем значение величины К, К тем ниже, чем выше дисперсия помехи.

Таким образом, происходит пассивная адаптация схемы к внешнему возмущению: с увеличением дисперсии шума помехозащищенность возрастает за счет увеличения постоянной времени знаменателя эквивалентной передаточной функции.

Дифференциатор целесообразно использовать для получения оценок второй производной полезного сигнала, наблюдаемого в сме10 си с шумом, уровень которого априори не известен и может меняться в широких пределах.

15 Формула изобретения

Дифференцирующее устройство второго порядка, содержащее элемент сравнения, соединенный первым входом с входом устройст20 ва, подключенный к выходу элемента сравнения первый релейный элемент, два интегратора, выход первого из которых подключен к второму в,;та сравнения, и первый фильтр, подключенный к выходу устрой25 ства, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, оно дополнительно содержит соединенные последовательно второй фильтр и второй релейный элемент, вход второго фильтра подключен к

30 выходу первого релейного элемента, а выход второго релейного элеviента соединен с входом второго интегратора, выход которого связан с входом дополнительно введенного сумматора, et o ВыхОд подключен к вход

35 первого интегратора, а выход первого релейного элемента соединен с другим входом сумматораа.