Релейный преобразователь для систем с переменной структурой

 

РЕЛЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ СИСТЕМ. С. ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ, содержащий последовательно соединен ные сравнивающий элемент, управляемый релейн.ый элемент и интегратор, подключенный входом к входу фильтра .низких частот, а выходом - к входу., сравнивающего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, он содержит блок выделения модуля, подключенный выходом к управляющему входу управляемого релейного элемента , а входом - к выходу фильтра низких частот.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

Ф%

ФМ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3441971/18-24 (22) 24,05.82 (46) 23.09.83. Бюл; Р 35 (72) A. Я. Бичуцкий (53) 62 -50(088.8) (56) 1. Теория систем с переменной структурой. Под ред. С. В. Емельянова. M., "Наука", 1970, с. 452, рис. 9.3....

2. Там же, с 300, рис. 7.15 (прототип). (54)(57) РЕЛЕЙНЬ)Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

;ЦЛЯ СИСТЕМ С. ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ содержащий последовательно соединен ные сравнивающий элемент, управляемый релейный элемент и интегратор, подключенный входом к входу фильтра ,низких частот, а выходом — к входу. сравнивающего элемента, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобраэователя, он содержит блок выделения модуля, подключенный выходом к управляющему входу управляемого релейного элемента, а входом - к выходу фильтра ниэких частот.

1043592

Изобретение относится к самонастраивающимся системам управления и может быть использовано для настройки релейных преобразователей .систем с переменной структурой, а также в качестве преобразователя (дифференциатора, интегратора и т.п.) или фильтра сигналов.с большим динамическим диапазоном изменения во времени.

Известно устройство для настройки преобразователей и фильтров, содержащее релейный элемент (РЭ) с регулируемым уровнем ограничения в зависимости от величины входного сигнала преобразователя,(1).

Недостатком устройства является низкая точность настройки при малых входных сигналах преобразователя, обусловленная наличием помех, соизмеримых с полезным сигналом.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является релей-, ный преобразователь для систем с переменной структурой, содержащий по- i следовательно соединенные сравнивающий элемент,.управляемый релейный элемент (УРЭ) и интегратор, подключенный входом к входу фильтра низких частот- (НЧ), выходом — к второму входу сравнивающего элемента f2).

Недостатком известного устройства является то, что в установившемся режиме РЭ формирует сигнал, скважность которого близка к 1/2. Первая гармоника этого сигнала по амплитуде является наибольшей для заданной выходной амплитуды РЭ, что соответствует максимальной пульсации выходного сигнала преобразователя. Кроме того, этим в релейный преобразователь, как в следящую систему, вводится аста,. тизм го сигналу ошибки, что в одних случаях приводит. к уменьшению скорости преобразования, а в других— к увеличению погрешностей эа счет . "уходов" интегрирующей отрицательной обратной связи (ООС).

Цель изобретения — повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь содержит блок выделения модуля, подключенный . выходом к управляющему входу управляемого релейного элемента, а входом — к выходу фильтра низких частот.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2, — диаграммы напряжений для пояснения работы уст ройства, на фиг. 3 — пример блок-схемы УРЭ. .Устройство .(Фиг. 1) содержит

УРЭ 1, интегратор 2, сравнивающий элемент З,.фильтр 4 НЧ и блок 5 выделения модуля.

УРЭ 1 (фиг. 3) содержит двухпозиционный РЭ б, блок 7 умножения и сумматор 8.

Устройство работает следующим образом.

При отключенных блоках 4.и 5 элемент 1 имеет неизменный уровень ограничения 0,д„ (фиг. 2а) . Пусть

5 входной сигнал имеет вид

Х et. I где е - постоянная величина (е (U )

1О t:- текущее время.

fh

В этом случае в контуре иэ элементов 1-3 возникает скользящий режим, при котором сигнал S близок к нулю, т.е. х (27 так как S Х - 02..Ñëåäoâàòåëüío

CU > - среднее значение выходного сигнала 0 УРЭ 1 близко по величине

20 к значению Х, т.е. (О) Х = е, (3) а выходной сигнал 2 может быть представлен в виде

25 2 + (4) где Z> - информационная составляющая сигнала Z 1 - высокочастотная составляющая сигнала 1 определя- .

30 емая в основном амплитудой и частотой выходного сигнала УРЭ и постоянной времени .Т фильтра 4 НЧ.

При уменьшении величины Т

35 2 — (0 Ъ = е, (5) амплитуда составляющей р увеличивается. При увеличении величины Т е

40 а-ьО, 2о е. (6)

ТР +

При наличии це*и настройки (цепь

4-5-1) принцип работы устройства в целом соответствует описанному без цепи. настройки. Соотношения (1)-(6), 45 остаются.в силе. Различие состоит в том, что амплитуда выходного сигнала УРЭ 1 (сигнал U) изменяется в on- (ределенномдиапазоне в зависимости от величины Z т,е.

0 „„+ kZ, при Oc(Z I (-И "

0 а (7)

U „, при (Z I >g

55 где 0„„„„ - минимальный уровень выходного сигнала УРЭ 1;

0 „- максимальный .уровень выходного сигнала УРЭ 1

60 k — коэффициент влияния настройки.

Г

Выходной сигнал УРЭ 1 U (фиг.3) формируется следующим образом

0 б0) + U U др

"1043592

Фиг. S

Заказ 7335/49 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4 где U<и U сигналы на выходе РЭ 6; и блока 7 умножения соответственно; коэффициент передачи сигнала V< .

Коэффициентом k< выбирается велики. 5 на U„„, (выражение 7) .

Полезный эффект от использования изобретения обеспечивается следующим образом.

Если выбрать величину U ; äîñòà- 10 точно малой, то сигнал U в .большом " диапазоне изменения отслеживает абсолютное значение сигнала Z (фиг.2б)

При этом процессы в контуре из элементов 1-3 характеризуются нахождением УРЭ 1 в одном из своих устойчивых состояний в течение значительно большего времени, чем в другом. Это обеспечивает значительное уменьшение! пульсаций на выходе фильтра 4 НЧ и независимость их от величины выход- ° ного сигнала Z.

При малых пульсациях выходного сигнала Z (сигнал р- имеет незначительную величину) постоянную времени Т фильтра 4 НЧ можно также выбрать малой, т.е. по существу сигнал

Z0 отслеживает сигнал 0, который становится близок по величине к е.

Если, например, в, качестве выходного сигнала устройства .(Фиг. 1) использовать сигнал UZ — выходной сигнал интегрирующей ООС, то устройство в целом представляет собой нелинейный фильтр НЧ.