Нелинейное корректирующее устройство

 

НЕЛИНЕЙНОЕ КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО содержащее корректирующее звено, вход которого является входом устройства, а выход через соответствующие ключи соединен с первым и вторым входами сумматора, выход которого является выходом устройства , о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены два диода и .:релейный усилитель, вход которого соединен с входом корректирующего звена, а выход с анодом первого, и катодом второго , диодов, катод перво1 о и анод второгб диода соединены с управляницими входами соответствующих ключей, выход корректирующего звена соединен с третьим входом сумматора. (Л с ю ф со 4

СОЮЗ СОЭЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(58 6 05 В 5 01

Ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " ""

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3368225/18-24 (22) 11.12.81 (46) 15.07.83. Бюл. Р 26 (72) T.Ì.Королева, В.И.Ланцман и A.Í.Ðóäàêîâ

,(53) 62-50 (088.8)

-(56).1. Авторское свидетельство СССР

Р 648940, кл. G 05 В 5/01, 1979, 2. Авторское свидетельство СССР

В 708299, кл. G 05 В 5/01.

- 3. Патент йпонии 9 24069, кл. 54(7 ) С 124 98(3 ) A5, опублик.

1976 (прототип). (54)(57) НЕЛИНЕЙНОЕ КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО содержащее корректирующее звено, вход-которого является

„„SU„„1029134 А входом устройства, а выход через соответствующие ключи соединен с первым и вторым входами сумматора, выход которого. является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства-, в него введены два диода и .-.релейный усилитель, вход которого соединен с входом корректирующего звена, а выходс анодом первого и катодом второго диодов, катод первого и анод второго диода соединены с управляющими входами соответствующих ключей, выход корректирующего звена соединен с третьим входом сумматора.

1029134

Целью изобретения является повышение надежности НКУ.

Поставленная цель достигается 40 тем, что в нелинейное корректирующее устройство (НКУ ), содержащее корректирующее звено, вход которого является входом устройства, а выход через соответствующие ключи 45 соединен с первым и вторым входами сумматора, выход которого является выходом устройства, введены два диода и релейный усилитель, вход которого соединен с входом корректи- 50 .рующего звена, а выход — с анодом первого и катодом второго диодов, катод первого и анод второго диода соединены с управляющими входами соответствующих ключей, выход корректирующего звена соединен с третьим входом сумматора.

На фиг. 1 изображено предлагаемое НКУ; на фиг. 2 - диаграммы его рабо1. ты, устройство содержит корректирую- 60 щее звено 1линейное, релейный усилитель 2,ключи 3 и 4,управляемые операционные с односторонней проводимостью, „сумматор 5, второи диод б, первый ди;од 7.

Изобретение относится к электрическим нелинейным корректирующим устройствам (НКУ f и может быть использовано в системах автоматического управления.

Известны устройства, содержащие 5 линейные частотнозависимые цепи (апериодическое звено, дифференцирующее звено ) и нелинейные звенья, содержащие релейные элементы, блоки выделения модуля, блоки умножения (1) и (2 3.

Ос нов ным н едос т ат ком подо 6 ных устройств является существенная зависимость амплитудных и фазовых частотных характеристик от амплитуды )5 входного сигнала. Этого недостатка лишены псевдолинейные НКУ..

Наиболее близким по технической. сущности к изобретению является специальное корректирующее устройство в контуре отрицательной обратной связи, содержащее Линейную корректирующую цепь, где с возрастанием частоты коэффициент усиления падает, .полярный дискриминатор, инвертор, первую и вторую переключающие схемы и суммирующую схему (3 ), Недостатком этого устройства является его невысокая надежность. Например, при отказе первой переключающей схемы в выходном сигнале устройства появляются большие амплитудные и фазовые искажения, что приводит к значительному ухудшению корректирующих свойств НКУ, а при отказе полярного дискриминатора устройство З5 не работает.

Вход корректирующего звена 1 является входом НКУ, а выход соединен с сигнальными входами ключей 3 и 4 и третьим входом сумматора 5, выход которого является выходом НКУ. Вход релейного усилителя 2 соединен с входом НКУ, а выход — с катодом диода 6 и анодом диода 7. Управляющий вход ключа 3 соединен с анодом диода б, управляющий вход ключа 4 соединен с катодом диода 7, выходы ключей

3 и 4 соединены с первым и вторым входами сумматора. Отношение коэффициента передачи сумматора 5 по первому.и второму входу к коэффициенту передачи по третьему входу составляеъ

2:1. У ключей коэффициент передачи по управляющим входам значительно больше коэффициента передачи по сигнальным входам. Поэтому независимо от знака и величины сигнала на выходе линейного коррек тирующего звена ключ

3 закрывается отрицательным управляющим сигналом, а ключ 4 — положительным управляющим сигналом. В то же время положительный управляющий сигнал не влияет на работу ключа 3 благодаря укаэанному включению диода .6, а отрицательный управляющий сигнал не влияет на работу ключа 4 благодаря. указанному включению диода 7.

Таким образом, ключ 3 открыт, когда сигнал с выхода корректирующего звена и управляющий сигнал синфазны и положительны, а ключ 4 открыт, когда указанные сигналы синфазны и отрицательны.

НКУ работает следующим образом.

При постоянном положительном входном сигнале ключ 4 закрыт, а ключ 3 открыт. Сигнал с выхода линейного корректирующего звена инвертируется и проходит на выход ключа 3 и первый вход сумматора, а также напрямую поступает на третий вход сумматора. Сигнал на выходе НКУ отрицателен и равен по величине входному. .При постоянном отрицательном входном сигнале работа устройства аналогична, только в -этом случае ключ 3, закрыт, а ключ 4 открыт,и сигнал на выходе НКУ положителен и равен по ве-. личине входному.

Работа НКУ при синусоидальном входь ном сигнале иллюстрируется фиг. 2, где а-.- входной сигнал устройства.; б — выходной сигнал линейного корректирующего звена;в - выходной сигнал ключа 3; r — выходной сигнал ключа 4;д — выходной сигнал НКУ;

V — - фазовый сдвиг, вносимый линейным корректирующим звеном, определяемый его параметрами и круговой частотой сигнала ы .

Линейным, корректирующим звеном может быть, например, апериодичес1029134

+ р дх о maw

ВНИИПИ Заказ 4977/45 Тираж 874 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная,4 кое звено, реализованное на операционном усилителе с перодаточной функцией

Ф(р1= „.„

""Р .Релейный усилитель представляет 5 собой разомкнутый неинвертирующий операционный усилитель. Выходное напряжение релейного усилителя изменяется в зависимости от знака входного сигнала от 30

Так как- НКУ Предназначено для работы в системах автоматического управления, то важными показателями являются коэффициент передачи устройства и фазовый сдвиг, вносимый устройством на частоте сигнала. Чтобы определить эти параметры, необходимо знать амплитуду и фазовый .сдвиг первой гармоники выходного сигнала НКУ относительно входного сигнала НКУ. Для определения амплитудной и фазовой характеристик выходной сигнал НКУ(на фиг. 2) разлагается в ряд Фурье и для первой гармоники находятся коэффициенты а.,и Ъ„ по формулам Эйлера-Фурье. Коэффициенты с4 и 3<- являются функциями круговой частоты сигнала и фазового сдвига Ч поэтому амплитудную и фазо1 вую характеристики предлагаемого

НКУ,можно определить в общем виде как а (×(w/) м (w)a arqteg

АЬ >) A„(w) гдеА„(со)- амплитудная частотная характеристика линейной корректирующей цепи;

4(ur)- фазовая частотная характеристика линейной корректирующей цепи.

Погрешности, вносимые предлагае;мым НКУ в случае отказа одного операционного ключа, значительно мень» ше. погрешностей, вносимых прототипом при отказе первой переключающей схемы.

При отказе полярного дискриминатора, т.е. при отсутствии сигналов управления, прототип не работает; что приводит к полному отсутствию корректирующей цепи в системе автоматического управления..Предлагаемое НКУ при отказе релейного. Усилителя работает. как линейное корректирующее устройство системы автоматического управления с передаточной функцией линейного корректирующего звена. Следовательно,надежность предлагаемоГо НКУ значительно выше надежности известного устройства.