Псевдолинейное корректирующее устройство

Псевдолинейное корректирующее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Опубликовано 15.12.79. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 17.12.79 (51)M. Кл. 05 В 5/01

Ввударстнннньй камитат

СССР

le данам изобретений и нтнрытий (53) УДК 62-50 (088.8) (72) Авторы изобретения

A. Г. Куличенко, Т. А. Куличенко и А. С. Суляев

Дальневосточный ордена Трудового растущего Знамен политехнический институт им. В.. КуФ ьщщва (71) Заявитель (54 ) ПСЕВДОЛИНЕЙНОЕ КОРРЕКТИРУ КЩЕЕ

УСТРОЙСТВО

Предлагаемое. устройство относится к псевдолинейным корректирукщим уст.ройствам и может быть использовано для повышения устойчивости и улучшения динамических показателей систем . автоматического управления.

Известны корректирующие устройства с характеристикой типа отрицательный гистерезис, которые применяются в системах автоматического управления для повышения качества регулирования (lj-(4) .

1О

Из известных устройств наиболее близ ким по технической сущности является псевдолинейное корректирующее устройство, содержащее блок выделения моду!

5 ля, вход которого через последовательно соединенные сумматор и первый ре лейный элемент подключен к первому входу первого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока выделения модуля, и источник ойорного напряжения, выход которого соединен с первымй входами первого и второго блоков сравнения, вторые входы которых соединены со входом, блока выделения модуля (5) . Недостатком известного устройства, является зависимость амплитудной и фазовой характеристик от частоты входного сигнала.

Целью настоящего изобретения является улучшение динамических характеристик устройства, т.е. обеспечение независимости амплитудной и фазовой характеристики устройства от частоты входного сигнала. Это достигается тем, что в устройстве установлены второй и третий релейные элементы и второй блок умножения, первый вход которого соединен с выходом первого релейного элемента, входы второго и третьего релейных элементов соединены с выходами соответствукщих блоков сравнения, а выходы— со вторым и третьим вход.ами второго блока, умножения, четвертый вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход — со вторым входом сумматора, кроме того, источник опорного напряжения выполнен в виде

7037 блока памяти, вход которого соединен с выходом блока выделе :пя модуля.

Блок-схема устройства представлена на фиг. 1; эквивалентная характеристика фазового канала устройства представлена на фиг. 2; эпюры входного и выходного сигналов устройства представлены на фиг. 3, где обозначены блок 1 выделения модуля, первый и второй блоки 2,3 умножения, источник 4 опорного напря- 10 жения, первый и второй блоки 5, 6 сравнения, сумматор 7, первый, второй и третий релейные элементы — 8,9, 10, фазовый канал 11 устройства; X -входной сигнал устройства, ц — выходной сиг- 15 нал устройства, Х -выходной сигнал фазового канала 11 устройства, Uq- выходной сигнал i — го функционального блока устройства.

Входной сигнал устройства х поступает на вход блока 1 выделения модуля, выходной сигнал Ut которого умножается в блоке 2 умножения на выходной сигнал фазового канала 11. Функциональные блоки 3, 5, 6, 7, 8, 9,, 10, входящие в состав фазового канала, функционально образуют относительно входного сигнала

X устройства реле с опережающей гистерезисной характеристикой, которая представлена на фиг. 2, где ширина зоны неоднозначности Ь пропорциональна величине опорного напряжения Ug . Такая результирукщая характеристика получена за счет того, чтб знак опорного напряжения 0 на выходе блока 3 умножения, зависящий от произведения знаков выходных сигналов Ug> Ug, U 0 релейных элементов 8, 9, 10 соответственно, положителен при х с-Ь U — Ь С Х С Ь

У

Х ОО и отрицателен при Х)ЬΠ— < 10

Х (О. Суммирование сформированного по вышеописанному закону Ug с сигналом X на входе релейного элемента 8 приводит к тому, что зависимость выходного сигнала Х фазового канала 11 от входного сигнала устройства х приобретает вид опережающей петли гистерезиса. Моменты смены знака Х на первом входе блока 2 умножения определяются шириной зоны неод50 йоэначности результирующей опережающей гистерезисной характеристики фазового канала, 11, т.е. величиной опорного напряжения 0ф . Угол фазового опережения / (см фиг. 3) будет ра55 вен - = ЯРЕМП Ь/Я и не зависит от час тоты входного гармонического сигнаlIB Х э

72

Независимость частотных характеристик корректирукп его устройства от амплитуды входного сигнала Х достигается за счет того, что опорное напряжение

Ц формируется с помощью источника опорного напряжения в зависимости от сигнала U поступающего с выхода блока 1 выделения модуля. В результате этого фазовая характеристика уст. ройства имеет вид . =а ХЬ П КА(А= и СЬШ

У (где К вЂ” коэффициент передачи блока памяти, который используется в качестве источника опорного напряженья) и не зависит от амплитуды входного сигнала Х . Так как обновление информации на выходе источника 4 опорного напряжения происходит каждые полпериода колебаний входного сигнала Х, т.е. каждые полпериода меняется ширина зоны неоднозначности 6, то при коррекции систем автоматического управления с помощью предлагаемого корректирующе".о устройства существенно улучшаются динамические показатели переходных процессов в системе.

Ис пользова ние пре дла гае мого корре ктирующего устройства в системах автоматического управления помимо улучшения их динамических характеристик позволяет также существенно упростить процедуру синтеза корректирующих устройств и сводит ее лишь к определению необходимого в системе фазового опережения, которое полностью обеспечивается выбором коэффициента передачи R источника 4 опорного напряжения. Поскольку полоса пропускания предлагаемого корректирующего устройства теоретически неограничена, то его применение дает особенно заметный положительный эффект в сис«, темах с переменными параметрами" где

У использование традиционных корректирующих устройств подчас неэффективно из-за конечной ширины их полосы пропускания.

Техническая реализация устройства не вызывает затруднений, так как релейные элементы 8, 9, 10 и блоки

5, 6, 7 могут быть выполнены, например, на операционных усилителях серии К 140, К153, К119 с пассивными суммирующими цепями на их входах„Четырехвходовой блок 3 умножения может быть реализован, например, с помощью логических схем серии К 1 33 в сочетании с аналоговым ключом. Источник 4 опорного напряжения может б ыть выполнен на обнуляемом операцион5 ном интеграторе с малой постоянной времени.

1. Псевдолинейное корректирующее устройство, содержащее блок выделения модуля, вход которого через последо--" вательно соединенные сумматор и первый 10 релейный элемент подключен к первому входу первого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока выделения модуля, и источник опорного напряжения, выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков сравнения, вторые входы которых соединены со входами блока выделения медуля, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью улучшения динамических " характеристик устройства, в нем установлены второй и третий релейные элементы и второй блок умножения, первый вход которого соединен с выходом первого релейного элемента, входы второго и третьего релейных элементов соединены с выходами соответствующих блоков сравнения, а выходы - со вторым и третьим входами второго блока умножения, 703772 6 четвертый вход которого соединен с вь ходом источника опорного напряжения, а выход — со вторйм входом сумматора.

2. Псевдолинейное корректируксцее

Ф о р м у л а изобретения 5 устройство по и. 1, отличающеес я тем, что источник опорного напряжения выполнен в виде блока памяти, вход которого соединен с выходом блока выделения модуля.

Источники информации, принятые во,внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 304552, кл. 605 В 11/16, 20.03.70.

2. Нетушил А. В. Динамика релейных систем регулирования с отрицательным гистерезисом, "Электричество", № 2, 1977, с. 32-36.

3. Теория автоматического управления, часть И, под ред. Нетушила А. В., М., Высшая школа, 1972, с. 44-45.

4. Авторское свидетельство СССР

М 503207, кл. 505 В 11/16, 28.03.74.

5. Нелинейные корректирующие устройства в системах автоматического управления, под ред. Ю. И. Топчеева, "Машиностроение, 1971, с. 73 (прототип).

703772 у=Я8

Фиг. Л

Составитель Г. Нефедова

Редактор М. Минаев Техред-Н. Бабурка Корректор Г. Назарова

Заказ 7810/40 Тираж 1015 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытйй

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

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4