Динамический фильтр

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУЬЛИН

„„SU„„1029141

Ч5п G 05 B 13/02 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - :"/

Н ABTOPCKOMY CBM+ETEflbCTBY --- /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3370845/18-24 (22) 25.12.81 (46) 15.07 83. Бюл.-9 26 .(72) Г.Я.Леденев (53) 62-50(088".8) (56) 1. Авторское. свидетельство СССР

9 470789, кл. 6 05 В 13/02, 1973.

2.. Авторское свидетельство СССР

Р 783749, кл. G 05 В 5/01, 1979 (прототип) . (54)(57) ДИНАМИЧЕСЕИЙ ФИЛЬТР, содер-, жащий задатчик скорости изменения входного сигнала и .последовательно соединенные и звеньев, каждое из которых содержит последовательно вклю-, ченные сравнивающее устройство, уси литель, сумматор и интегратор, при этом выход задатчика скорости изменения входного сигнала соединен с вторым входом сумматора каждого иэ и звеньев, отличающийся тем, что, с-целью повышения точности фильтра, в него дополнительно введен интегрирующий блок, вход которого соединен с выходом сравнивающего устройства и-ro звена, а выход подключен .к третьим входам сумматоров п звеньев, при этом выход интегратора n-ro звена подключен к вторым входам сравнивающих устройств и звеньев.

1029141 д

Ч P

ГДе Ь1 ° 52 выходной сигнал сравнивающего устройства первого, второго и п-го звена соответственно, .выходной сигнал сумматора первого, второго и п-го звена соответственно; выходной сигнал интегратора первого, второго и (n-1) звена соответственно, коэффициент передачи усилителя первого, второго и и-го звена соответственно; оператор Лапласа, 1 2

У У2 и-1

Р

dt выходной сигнал блока интегрирования 3; — выходной сигнал задатчика скорости изменения. входного сигнала, выходной сигнал интегратора hего звена (выходной сигнал фильтра).

К и К и- ".,К- о и- и-2 " 1 р р ФК рп+К к „р +--+КиК ."К1р+КОКпi и-2" „ (42

Изобретение относится к устройствам фильтрации сигналов, в частности к устройствам динамической фильтрации систем управления и реГулирования.

Известен динамический фильтр, 5 содержащий эадатчик скорости изменения входного сигнала и апериодичес" кое э вено 1 1 j.

Недостаток этого фильтра состоит в том, что, во-первых, если истин- 10 ная скорость изменения входного сигнала Х отличается от величины сигнала задатчика скорости изменения входного сигнала х, что имеет место, например при действии возмущения на 15 входной сигнал,то выходной сигнал Z такого фильтра существенйо отличается от полезного сигнала X т,е. в этом случае известный фильтр обладает, значительной погрешностью и, вовторых, подавление сигнала помехи р, пропорционально частоте изменения сигнала,и-Ид, в первой степени (фильтр первого порядка) .

Наиболее близким к предлагаемому является динамический фильтр ri-ro

1порядка, содержащий задатчик скорости изменения входного сигнала и последовательно соединенные и звеньев, каждое из которых содержит последовательно включенные сравнивающее устройство, усилитель, сумматор и интегратор, при этом выход эадатчика скорости изменения входного сигнала соединен с вторым входом сум,матора каждого иэ п звеньев 2). 35

Недостаток этого фильтра состоит

;в том, что если истинная скорость .изменения входного сигнала отличается от величины сигнала задатчика скорости .изменения входного сигнала, 40 то известный фильтр в этом случае имеет большую погрешность.

Цель изобретения — повышение точности фильтра.

Указанная цель достигается тем, 45 что в динамический фильтр дополнительно введен интегрирующий блок, вход которого соединен с выходом сравнивающего устройства и-го звена,,а выход подключен к третьим 50 входам сумматоров и звеньев, при этом выход интегратора и-го звена подключен к вторым входам сравнивающих устройств п звеньев.

На чертеже схематически изображен днйамический фильтр, Фильтр включает эадатчик скорос ти 1 изменения входного сигнала, сравнивающее устройство 2<,..., усилитель 3„,..., 3, сумматор 4 ., °

4„, интегратор 5,..., 5 . и

ri интегрйрующий блок 6.

Динамический фильтр работает следующим образом.

Пусть на вход фильтра поступает сигнал Х+,и, где Х- полезный сигнал, р- — сйгнал помехи. В соответствии с чертежом очевидны соотношения (Х+p) - Z> R„= S К +X +Е

2 "- y - К 1 г = г г + X +

К2

2 P п К и +Хс + с1

Ra

ll (1)

Rn

Пусть

Х> Х + q, Х = РХ (2) где q - величина, на которую отличаетея..истинное значение скорости полезного сигнала Х от заданной Х,, С учетом (2) находим зависимость выходного сигнала фильтра от величин Х, ф.. q. Из (1) имеем

Z Х + V+(P) и. + У%(Р) q (3) . где

1-029141

Р Р + К P" +К К P +.-.+K K ..К Р+К Ки . -K>

Щ (Р)= и и и- . и и-1" 3 и и-1 (5)

P +K P +K K „P +... „K;..KP+ K „„... „

1р

Составитель П.Кудрявцев

ТехредЖ.Кастелевич Корректор,М.немчик

Редактор A.Ãóëüêî

Заказ 4977/45 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Как следует из (3), полезный сиг5 нал Х проходит через фильтр без искажения. Сигнал помехи ц,проходит через звено с передаточной функцией Ч (Р) . Коэффициент подавления сигнала помехи,и.К = / Ч (ш )"" где ш - частота изменения сйгнаi ла с. Сигнал q проходит через звено с Передаточной функцией Ч,(Р) . Так как обычно q представляет собой медленно меняющуюся функцию (q = !5

dt я, : — - О), то Ч (Р) в соответствии с (5) близка к нулю, т.е. выходной сигнал фильтра 2 практически не зависит от величины q несоответствия 7р истинной скорости изменения входнбго сигнала k заданной Х,.

Как следует из !4 ), коэффициент подавления сигнала помехи определяется соотношением

1 и

К = Ч (6) т.е. К„ = Ч" ., где и - число последовательно включенных звеньев.

Технико-экономический эффект от применения предлагаемого фильтра заключается в повышении точности.

При заданной скорости изменения входного сигнала % = 1 8/с и при рассогласовании между заданной скоростью Х и текущей Х, равном 0,1 В/с, и при

К = 0,5 с "ошибка с 0,26 в известном фильтре снижается и стремйтся к нулю в предлагаемом фильтре.