Пневматический адаптивный фильтр
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ)(Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 271277(21) 2560567/18-24 . (51)M. Кл. с присоединением заявки ¹â€”
G 06 G 5/00
G 05 В 6/05
Государственный комитет
СССР о делам изобретений н открытиИ (23) Приоритет—
Опубликовано 0505 79. Бюллетень ¹ 17 (53) УДК 621-525 (088.8) Дата опубликования описания 0805.79 (72) Авторы изобретения
A.È. Бирман и Л.М. Шиб
Государственный всесоюзный центральный ордена Трудового
Красного Знамени научно-исследовательский институт комплексной автоматиэац m и Ново-Горьковский нефтеперерабатывающий завод им. XXIU съезда КПСС (11) заявители (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АДАПТИВНЫЙ ФИЛЬТР
Изобретение относится к области приборостроения, .а именно к пневматическим устройствам, предназначенным для подавления высокочастотной помехи и обладающим свойством приспосабливаться к изменениям характеристик входного сигнала.
Известны пневматические фильтры, содержащие инерционное звено дроссель-объем, вход которого подключен к входному, а выход — к выходному каналу фильтра (I). Однако они недостаточно точно выделяют полезный сигнал на фоне нестационарных помех.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является адаптивный фильтр, содержащий последовательно соединенные сумматор, усилитель с насыщением и интегратор, выход которого подключен к выходному каналу и к инверсному входу сумматора (2).
В пневматическом варианте усилитель с насыщением содержит повторитель, каналы питания и сброса которого подключены к выходам повторителей со сдвигом. Интегратор выпол-. нен по схеме охвата звена дроссель емкость положительной обратной связью. ЗО
Из вестные фильтры обеспечивают высокое качество подавления помехи, однако имеют сложную конструкцию.
В предложенном пневматическом адаптивном фильтре, с целью упрощения конструкции, "входной канал свя- зан с входной камерой повторителя, выход которого соединен со входом дросселя, а выходной канал фильтра соединен со входными камерами повторителей со сдвигом.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройстват на фиг. 2— его структурная схема.
Адаптивный фильтр содержит повторитель 1,.дроссель 2, емкость 3 и повторители со сдвигом 4 и 5.
Вход повторителя 1 соединен с входным каналом РВ„, а выход Рн через дроссель 2 йодключен к емкости
3, выходному каналу Рв,„ и входным камерам повторителей 4 и 5, выходы которых подключены соответственно. к каналам питания и сброса повторителя 1.
Фильтр работает следующим образом.
Предварительно настройкой повторителей 4 и 5 устанавливают требуемые, ограниченйя выходного сигнала повторителя 1, так что его выход под сигнал
1557
Формула изобретения
Г " д умеи может изменятьИФв пределах от P® „— - ., Рп Рвах+ y ; " """У где.h иЬ вЂ” смещения повторителей
4 и 5.
Линеаризованная математическая модель фильтра, соответствующая его . структурной схеме (фиr. 2), описывается передаточной функцией (.
%(s 1"
Ти
9+1
"иэ где Т„ - постоянная времени интегрирующего звена;
Кнз- эквивалентный коэффициент усилени я з вен а с н асыщени ем; т„:
" — постоянная времени фильт"н.з ра.
Как известно из теорни нелинейных систем, эквивалентный коэффициент усиления убывает с увеличением дис персии входного сигнала. Таким обра зом, как следует из выражения (1), " " йри" увеличении мощности помехи во входном сигнале автоматихески увеличивается постоянйая времени фильтра
Т,ь, обуславливая более Интенсивное
1 подавленйе помехи.
При изменениях входного сигнала в пределах зоны линейности
2 с P Ьх Рвх « h, Фильтр ведет себя подобно линейному инерционному звену (где Р, = Рв,„ означает сглаженную оценку полезйой составляющей входного сигнала), причем s статике Р „,„= Р,„.
При резких и значительных йзменениях входного сигнала повторитель 1 насыщается. При этом перепад на дросселе, 2 инерционного звена не может превысить значения (ь2), что приводит к ограничению скорости изменения выходного сигнала Р,„. Это
: эквивалентно увеличению постоянной времени фильтра и приводит к улучшению качества сглаживания. Если в качестве выходного использовать сигнал на выходе повторителя 1, то динамика устройства будет описываться уравнением нелинейного интегро-дифференциального звена.
Такие звенья целесообразно испольэовать в следящих системах регулирования.
Предложенный фильтр может быть эффективно применен в системах регулирования с нестационарными возмущающими воздействиями, например в
10 системах регулирования показателей качества нефтепродуктов.
Эффект от внедрения изобретения заключается в уменьшении аппаратурных затрат на два многовходовых сум15 мат ор а.
Пневматический адаптивный фильтр, содержащий повторитель, каналы питания и сброса которого соединены с выходами повторителей со сдвигом, и дроссель, выход которого подключен к емкости и к выходному каналу фильтра, отличающийс я тем, что, с целью упрбщения конструкцйи фильтра, в нем входной канал соединен с входной камер ой повторителя, . выход которого соединен со входом дросселя, а выходной- канам фильтра сообщен с. входными камерами повторителей со сдвигом.
Источники информации, принятйе во @ внимание при экспертизе
1. Устройство обратного предварения типа ПФМ.1, Каталог, Пневматические приборы системы Старт, цнИИТЭИПриборостроения, М., 1973, 40 с. 34-36.
2. Частотные методы в автоматике.
Сб. статей под ред. В.В. Солодовникова, М., ИЛ, 1957, с. 211 212, фиг. 9. иг.
ННИИПИ Заказ 2478/52 Тираж 779 Подписное
Филиал ППП Патент, г.ужгород,ул.Проектная,4