Устройство для дифференцирования аналогового сигнала

Устройство для дифференцирования аналогового сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

,SOO408

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическии

Республик (6l ) Дополнительное к авт. синд-ву (22) Заявлено 21. 06. 79 (21) 2782052/18-24 с присоелинениен заявки М(23) Приоритет (5t)М. Кл.

G 06 G 7/18

6 1АвРствсванв квнктет

CCCP аа аман взвврвтмяй к вткунткй

Опубликовано 15. 12. 81. Бюллетень М46

Дата опубликования описания 17. 12.81 (53) УДК 681. 335 (088.8) (72) Автор. изобретения

M. Н. Новиков

I"

< 1

Курганский машиностроительный институт j (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ АНАЛОГОВОГО

СИГНАЛА

Ь+ЪР Ъ Р фф) = о

Ф, К-1

ggp)=g р+С p +" +C t

+ о 1р

Цс= n- rn) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления для преобразования управляющих воздействий дифференцирующими операторами. Например, при реализации оператора, обратного оператору инерционного объекта соответствующий обратный оператор требует для своей реализации получения ряда производных от входного воздействия, Известно устройство для дифференцирования аналогового сигнала, в котором для получения производной определенного порядка используется соS ответствующее количество дифференциаторов, соединенных последовательно 11.

Ввиду того, что получение даже первой производной возможно только с инерционным запаздыванием, а также что дифференцирование подчеркивает высокочастотные шумы, точность та кого устройства невысока.

Наиболее близко к предлагаемому устройствот в котором производная вычисляется методом неявной функции с использованием интеграторов, или, в общем случае, интегрирующих фильтров в цепи обратной связи (2).

Недостаток такого устройства состоит в наличии инерционного запаздывания, вносимого в вычисляемую производную.

8901108

4 ножения, а выход - со входом блока 2 деления.

В частном случае, второй вход бло— ка 2 деления может быть соединен с входной клеммой, поскольку выходной сигнал фильтра 3 соответствует входному сигналу.

При технической реализации устройства следует считаться с тем, о что при знакопеременных сигналах в момент перехода через нуль в блоке деления 2 происходит деление на нуль, Выходной сигнал устройства в эти моменты времени претерпевает искажения, величина которых зависит от реального диапазона выходной функции K(t) блока 2 деления. В ряде случаев эти искажения, по-видимому устранимы искусственным смещением, щ входного сигнала или выбором определенных начальных условий в интегрирующем фильтре 3.

Технико".зкономический эффект от использования изобретения определяп ется возможностью повышения точности дифференцирования аналоговых сигналов. формула изобретения

Целью изобретения является устранение инерционного запаздывания сигнала производной.

Цель достигается тем, что устройство для дифференцирования аналогового сигнала, содержащее интегрирующий фильтр, вход которого соединен с выходом устройства, содержит блок умножения и блок деления, первый вход блока умножения является входом устройства, выход блока умножения соединен с выходом устройства и с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом интегрирующего фильтра, а выход блока деления соединен со вторым входом блока умножения.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 умножения, блок 2 деления и интегрирующий фильтр 3.

Устройство работает следующим образом, Сигнал X(t), который необходимо подвергнуть преобразованию дифференцирующим оператором, обратным заданному интегрирующему подается нв вход блока 1 умножения.

При этом выход блока умножения зо равен

V(t) = К () . X(t), (1) где (Ъ) 1 ) ) (1) величина выходного сигнала блос ка 2 деления.

Здесь знаком "." обозначена операция преобразования интегрирующим фильтром M(P) сигнала Y(t).

Иэ (1) и (2) следует, что

И(Р} ° У(й) - Х(1), (3)

Если обе части 3 подвергнуть преобразованию оператором И (Р),обратным W(P), то получим

И-"(Р) . Ы(Р)- Ч() = Г"(Р)-X(t} или

Y (} - И "(Р) X ().

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять преобразование сигнала X(t} оператором, об- 5о ратным заданному, в общем случае, произвольному оператору.

Достоинство предлагаемого способа реализации обратного оператора 3 заключается в том, что вместо анало- 55 говой модели оператора здесь можно использовать реальный объект, соединив его вход с выходом блока 1 умУстройство для дифференцирования аналогового сигнала, содержащее интегрирующий фильтр, вход которого соединен с выходом устройства о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет устранения инерционного запаздывания сигнала производной, устройство содержит блок умножения и блок деления-, первый вход блока умножения соединен с выходом устройства, выход блока умножения соединен с выходом устройства и с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом интегрирующего фильтра, а выход блока деления соединен с вторым входом блока умножения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Техническая кибернетика. Теория автоматического регулирования.

Под ред. В. В. Солодовникова. "Нашиностроение", 1969, кн, 3, ч. 1, с. 24.

2. Вычислительная техника. Справочник. Под ред. Г. Хаски. Г.Корна, "Энергия", 1964, с. 62 (прототип) 890408

Составитель Г. Осипов

Редактор Л, Веселовская Техред М. Надь Корректор Г. Решетник

Заказ 11008/79 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

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