Корректирующее устройство

Корректирующее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Л. П. Руссин, О. Д. Чугунов и Н. В, Кизимова (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) КОРРЕКТИРУЮШЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение предназначено для использования его в системах автоматики, преи мущественно в машиностроении, радиотехнике, электропромышленности и т.п.

В современных системах автоматического и полуавтоматического управления

5 наиболее актуальными и важными задачами являются обеспечение требуемой динамической точности и устойчивости в условиях действия большого уровня помех.

1О

Известны устройства, выполняющие динамическую коррекцию сигнала управления в классе нелинейных и самонастраивающихся систем (1) (2).

Эти устройства обладают недостаточ!

5 ной помехозащищенностью и существенно ухудшают устойчивость системы управления из-за больших фазовых сдвигов скорректированного сигнала.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для динамической коррекцни, содержащее последова гельно соединенные первое и второе инерцио п ые звенья, выход второго инерционного звена подключен ко входу второго инерционного. звена, соединенного своим выходом непосредственно и через первый блок дифференцирования со входами первого сумматора ГЗ).

Однако, это устройство в ряде, случаев не позволяет обеспечить необходимые точность, помехозащищенность и устойчивость систем управления. Ввиду дискретного принципа работы сигнал на его выходе имеет нелинейную форму в виде ломаной кривой, что приводит к дополнительным фазовым сдвигам при дифференцировании такого сигнала звеньями системы управления.

Цель предлагаемого изобретения увеличение точности, устойчивости и помехозашищенности систем управления в широком диапазоне условий применений.

Для этого в устройство введены два блока выделения модуля, второй и третий блоки дифференцирования, второй сумматор, блок перестройки коэффициента усиления и релейный элемент, первый и

4 11 4 первого и второго блоков 7 и 10 выделения модуля.

При этом вход первого блока 7 выделения модуля соединен с выходом первого блока 3 дифференцирования, а вход второго блока 10 выделения модуля соединен с выходом третьего блока 9 дифференпирования.

При этом первый вход второго сумматора 11 соединен с выходом последовательно соединенных инерционных звеньев

1и2.

Выход второго сумматора 11 является выходом схемы.

Предлагаемое устройство работает сле дующим образом.

На вход устройства подается сигнал управления, содержащий полезную составляющую и вредную-сигнал помехи. Частота сигнала помехи выше частоты полезного сигнала и частоты среза, на которую настроено данное устройство. Эти сигналы корректируются инерционными звеньями 1 и 2 и подаются на первый блок 3 дифференцирования и на первый вход первого сумматора 4. Второй вход этого звена соединен с выходом первого блока 3 дифференцирования. Одновременно сигнал с выхода первого блока 3 дифференцирования через релейный элемент

6 подается на второй вход второго сумматора 1 l.

Процесс осла бле ния с игнала помехи осуществляется за счет использования первого блока 3 дифференцирования второго порядка, у которого выходной сигнал всегда находится в противофазе по сравнению с выходным сигналом инерционного звена 2, а амплитуда увеличивается с увеличением частоты входного сигнала.

Лля полного подавления помехи необходимо, чтобы амплитуда на выходе блока 3 дифференпирования второго порядка

3 была равна амплитуде на выходе инерпионного звена 2, тогда сумма этих си налов на выходе второго сумматора 11 будет равна нулю. Однако, при постоянном коэффипиенте усиления блока перестройки коэффициента усиления процесс полного подавления помехи будет происходить только на одной частоте, равной частоте среза. Йля подавления помехи, частота которой больше частоты среза, необходимо изменять амплитуду сигнала с выхода блока 3 дифференпирования обратно пропорционально ее увеличению. Эту функцию выполняет блок 8 перестройки коэффициента усиления, который сигналом

3 696 второй входы которого соединены с выходом первого блока дифференцирования, третий вход через второй блок дифференпирования соединен с выходом первого сумматора, первый выход - с первым входом блока перестройки коаффициента

\ усиления, а второй выход - с первым входом второго сумматора, второй вход. которого подключен к выходу второго, инерционНого звена, третий вход - к вы- 10 ходу блока перестройки коэффициента усиления, второй и третий входы которого соответственно череа первый блок выделения модуля и через последовательно соединенные второй блок выделения мо- 1.5 дуля и третий блок дифференпирования подключены к выходу первого блока дифференцирования.

На чертеже. представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для коррекции сигналов управления содержит первое инерционное звено l, второе инерционное звено 2, первый блок 3 дифференцирования, первый сумматор 4, второй блок 5 дифференпирования, релейный элемент 6, срабатывающий в зависимости от полярности входных сигналов, первый блок 7 выделения модуля, блбк 8 перестройки коаффициента усиления, третий блок S дифференцирования, второй блок,10 выделения модуля и второй сумматор 11.

При этом сигналы на выходе второго и третьего блоков 5 и 9 дифференцирования пропорциональны четной производной входных сигналов. Вход устройства через два инерпионных звена 1 и 2 с передаточными функпиами типа,посI (т Р+ l)z ледовательно соединенные между собой, подключен к первому входу первого сум40 матора 4 непосредственно, а ко второму входу сумматора 4 — через первый блок

3 дифференцирования, вырабатывающий четную проиаводную входного сигнала.

Выход первого блока 3 дифференпи-.

45 рования соединен с первым и вторым входами релейного элемента 6, а третий вход релейного элемента 6 соединен с вы« ходом второго блока 5 дифференпирования. Вход второго блока 5 дифференцирования с уединен с выходом первого сумматора 4.

Кроме того, релейный элемент 6 подключен к первому входу второго суммато55 ра 11 непосредственно, а к третьему его входу череа блок 8 регулировки усиления, изменяющий коэффипиент усиления пропорционально отношению сигналов в выходах

5 6 пщ «огf) блок» 7 «ыделения модуля, второго блока 10 выделения модуля и третьего блока дифференцирования определяет во сколько раз увеличилась амплитуда сигнала на выходе первого блока 3 дифференцирования, а затем во столько же раз уменьшает амплитуду. Таким образом, помеха отфильтровывается до нуля на всех частотах, больших частоты среза.

Электронное реле 6, второй блок 5 дифференцирования и первый сумматор 4 необходимы для определения значения частоты сигнала управления. При значении частоты сигнала управления меньше частоты среза релейный элемент 6 подключает сигнал с выхода первого блока

3 дифференцирования непосредственно ко входу второго сумматора 11, а при значении частоты, большей значения частоты среза, выход первого блока 3 дифферен цирования подключается ко входу второго сумматора 11 через блок 8 перестройки коэффициента усиления. Это обеспечивает полную фильтрацию помехи и не искажает полезного сигнала, частота которого меньше частоты среза.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными увеличивает точность, помехозащищенность и устойчивость систем стабилизации летательных аппаратов.

Формула изобретения

Корректирующее устройство, содержащее последовательно соединенные первое и второе инерционные звенья, выход второго инерционного звена непосредственно

9641 1 6 и через первый блок дифференцирования соединен со входами первого сумматора, отличающееся тем,что, с пелью повышения точности устройства, оно содержит два блока выделения модуля, второй и третий блоки дифференцирования второй сумматор, блок перестройки коэффициента усиления и релейный элемент, первый и второй входы которого соединено ны с выходом первого блока дифференцирования, третий вход через второй блок дифференцирования соединен с выходом первого сумматора, первый выход — с первым входом блока перестройки коэффициен1 ж усиления, а второй выход — с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго инерционного звена, третий вход - к выходу блока перестройки коэффициента усиления, второй и третий входы которого соответственно через первый блок выделения модуля и через последовательно .соединенные второй блок выделения модуля и третий блок дифференцирования 25 подключены к выходу первого блока дифференцирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе зп 1. Авторское свидетельство СССР № 237319, кл. Я 05 В 13/02, 1970.

2. Островский Г. М. Применение нелинейных устройств в системах автоматического регулирования третьего поряд35 ка. Вестник МГУ, сер..Математика и механика, № 1, 1956.

3. Емельянов С. В., Системы автоматического управления с.переменной структурой. М., „Наука, 1967.