Управляемый сглаживающий фильтр

 

УПРАВЛЯЕМЫЙ СГЛАЖИВАтЩЙ ФИЛЬТР, содержащий последовательно соединенные первый блок сравнения, первый вход которого является первым входом устройства, первый ограничитель и первый интегратор, шход которого подключен к второму входу первого блока сравнения, выход которого подключен через первый де тектор знака к входу первого элемента задержки и к первому входу первого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, последовательно соединенные второй блок сравнения, первый вход которого является вторым входом устройства, второй ограничитель и второй интегратору выход которого подключен к -второму входу второго блока сравнения, выход которого подключен через второй детектор знака к входу второго элемента задержки и к первому входу второго блока умножения, второй (ВХОД которого соединен с выходом второго элемента задержки, последовательно соединенные третий блок сравнения и третий интегратор, выход которого подключен к первому входу третьего блока сравнения, первый сумматор, первый вход которого подключен к выходу первого масштабирукяцего блока, а второй вход - к клходу первого задатчика, второй сумматор, первый вход которого подключен к выходу второго масштабирую , щего блока/ а второй вход - к выходу второго задатчикад третий сумматор , первый вход которого подключен к выходу третьего масштабирующего блока, а второй вход - к выходу третьего задатчика, четвертый сумматор, первый вход которого подключен к выходу четвертого масштабирукадего блока, а второй вход - к выходу четвертого задатчика, а также пятый сумматор и пятый масштабирующий блок, отличающийся , тем, что, с целью повьвиения точности фильтрации, введены последовательно .соединеные первый блок задержки и первый весовой блок, вклюО ) ченные между выходом первого блока умножения и входами пятого сумматора , клход которого соединен с вторым входом третьего блока сравнения , последовательно соединенные СП пятый задатчик и четвертый блок сравнения , другой вход которого подключен к выходу третьего интегратора, а выход - к входу пятого масштабирующего блока, шестой масштабирующий блок, включенный между выходом чегл вертого блока сравнения и третьим входом второго сумматора, седьмой масштабирующий блок, включенный между выходом второго сумматора и управляющим входом первого ограничителя , восьмой масштабирукнций блок, включенный между выходом первого сумматора, третий вход которого соединен с выходом пятого масштабирую

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) Н 03 Н 21 .0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ „ !;.»"! 3» Ищу, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ: ,Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ комбинат и Нижнетагильский металлургический комбинат (21 ) 3465252/18-09 (22) 05.07.82 (46) 15.12. 83. Вюл. Р 46 (72) Ю.В. Яковлев, В.П. Авдеев, В.N. Паршаков, Л.П. Меляев, Г.П. Лежнев, В.С. Новиков, П.Б.Федотов и В.A. Заболотских (71) Сибирский ордена Трудового

Красного Знамени металлургический институт им. Серго Орджоникидзе, Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники, Магнитогорский металлургический (53) 621. 391. 81(088. 8) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 884082, кл. Н 03 Н 21/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 959268, кл. Н 03 H 21/00, 1980 (прототип). (54)(57) УПРАВЛЯЕМЫЙ СГЛАЖИВАЮЩИЙ

ФИЛЬТР, содержащий последовательно соединенные первый блок сравнения, первый вход которого является первым входом устройства, первый ограничитель и первый интегратор„ выход которого подключен к второму входу первого блока сравнения, выход которого подключен через первый детектор знака к входу первого элемента задержки и к первому входу первого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, последовательно соединенные второй блок сравнения, первый вход которого является вторым входом устройства, второй ограничитель и второй интегратору выход которого подключен к .второму входу второго блока сравнения, выход которого подключен через второй детектор знака к входу второго элемента задержки и к первому входу второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом..Я0„„1061250 А второго элемента задержки, последовательно соединенные третий блок. сравнения и третий интегратор, выход которого подключен к первому входу третьего блока сравнения, первый сумматор, первый вход которого подключен к выходу первого масштабирующего блока, а второй вход - к выходу первого задатчика, второй сумматор, первый вход которого подключен к выходу второго масштабирую.щего блока, а второй вход — к выходу второго задатчика„- третий сумматор, первый вход которого подключен к выходу третьего масштабирующего блока, а второй вход — к выхоФ ду третьего задатчика, четвертый Е сумматор, первый вход которого подключен к выходу четвертого масштабирующего блока, а второй вход — к выходу четвертого задатчика, а также пятый сумматор и пятый масштабирующий блок, о т л и ч а ю щ и й- Я

:с я тем, что, с целью повышения точности фильтрации, введены последовательно,соединение первый блок задержки и первый весовой блок, включенные между выходом первого блока умножения и входами пятого сумматора, выход которого соединен с вторым входом третьего блока сравнения, последовательно соединенные пятйй задатчик и четвертый блок срав иения, другой вход которого подклю-чен к выходу третьего интегратора, а выход — к входу пятого масштабирующего блока, Шестой масштабирующий блок, включенный между выходом чет. вертого блока сравнения и третьим входом второго сумматора, седьмой масштабирующий блок, включенный между выходом второго сумматора и управляющим входом первого ограничителя, восвмой масштабирующий блок, включейный между .выходом первого сумматора, третий вход которого соединен с выходом пятого масштабирую1061250

10 щего блока, и управляющим входом первого интегратора, последовательно включенные третий элемент задержки, пятый блок сравнения, другой вход которого объединей с входом третьего элемента задержки,,третий детектор знака, четвертый элемент задержки, третий блок умножения, другой вход которого соединен с выходом третьего детектора знака, второй блок задержки, второй весовой блок, шестой сумматор, шестой блок сравнения к другому входу которого подключен выход третьего интегратора, и седьмой блок сравнения, другой вход которого подключен к выходу шестого аадатчика, включенные между выходом первого интегратора и объединенными входами первого и второго масштабирукицих блоков, поспедовательно соединенные третий блок задержки, третий весовой блок, седьмой сумматор, восьмой блок сравнения, четвертый интегратор, девятый блок сравнения. другой вход которого подключен к выходу седьмого задатчика, и девятый масштабирующий блок, включенные между выходом второго блока умножения и третьим входом третьего сумматора, десятый масштабирующий блок, включенный между выходом девятого блока сравнения и третьим входом четвертого сувеаатора, одиннадцатый масштабирующий блок, включенный между выходом третьего сумматора и управляющим входом второго ограничителя, двенадцатый масштабирующий блок, включенный между выходом четвертого сумматора и управлякщим входом второго интегратора, последова- . тельно соединенные пятый элемент задержки, десятый блок сравнения, другой вход которого объединен с входом пятого элемента задержки, четвертый

Изобретение относится к автоматическому.управлению и регулированию. и может быть использовано при создании автоматических систем управления йромышпенными объектами.

Известен управляемый сглаживающий фильтр, содержащий последователь но включенные первый блок сравнения, ограничитель, первый интегратор, выход которого соединен с другим входом первого блока сравнения, последовательно включенные детектор знака, второй блок сравнения, втодетектор знака, шестой элемент задержки, четвертый блок умножения, четвертый блок задержки, четвертый весовой блок, восьмой сумматор, одиннадцатый блок сравнения, пятый интегратор, выход которого подключен к другому входу одиннадцатого блока сравнения, и двенадцатый блок сравнения, другой вход которого подключен к выходу восьмого задатчика, включенные между выходом второго интегратора и объединенными входами третьего и четвертого масшта- . бирукщих блоков, последовательно включенные перемножитель, пятый весовой блок, девятый сумматор, три,надцатый блок сравнения, шестой интегратор, четырнадцатый блок сравнения, другой вход которого подключен к выходу девятого задатчика, пятый блок умножения, другой вход которого подключен к выходу третьего интегратора, и тринадцатый масштабирующий блок, включенные между соответствующими выходамю второго блока задержки и четвертым входом первого сумматора, четырнадцатый масштабирукщий блок, включенный между выходом пятого блока умножения и четвертым входом второго сумматора, последовательно соединенные шестой блок умножения и пятнадцатый масштабирующий блок, включенные между выходом пятого интегратора и четвертым входом третьего сумматора, и шестнадцатый масштабирукиций блок, включенный между выходом шестого блока умножения и четвертым входом четвертого сумматора, при этом другой вход шестого блока умножения подключен к выходу тринадцатого блока сравнения, а вторые входы перемножителя подключены к соответствукщим выходам четвертого блока задержки.

2 рой интегратр и квадратор, причем вход детектора знака подключен к выходу первого блока сравнения, выход второго интегратора соединен с вторым входом второго блока сравнения, выход квадратора подключен к дополнительному входу ограничителя через последовательно соединенные первый масштабирующИй блок и первый суьиатор и к дополнительному входу первого интегратора через последовательно соединенные третий масштабирующий блок и второй сумматор, причем другой вход каждого из сум1061250 маторов подключен к выходу соответствующего задатчика (1 .

Недостатком этого фильтра явля" ется низкая точность выделения составляющих многомерного сигнала из-за того, что не учитываются их сов.местные изменения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является управляемый сглаживающий фильтр, cgдержащий последовательно включенные первый блок сравнения первый вход которого является первым входом устройства, первый ограничитель и пер-. вый интегратор, выход которого подключен к второму входу первого бло-ка сравнения, выход которого подклю- 5 чен через первый детектор знака к входу первого элемента задержки и к первому входу первого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задерж- 20 ки, последовательно соединенные второй блок сравнения, первый вход которого является вторым входом устройства, второй ограничитель и второй интегратор, выход которого подключен 25 к второму входу второго блока сравнения, выход которого подключен че рез второй детектор знака к входу. второго элемента задержки и к первому входу второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, последовательно соединенные третий блок сравнения и третий интегратор, выход которого подключен к первому входу третьего блока сравнения, .первый сумматор, первый вход которого подключен к выходу первого масштабирующего блока, а второй вход — к выходу первого задатчика, второй сумматор, первый вход которо- го подключен к выходу второго масштабирующего блока, а второй вход - к. выходу второго задатчика, третий сумматор, первый вход которого подключен к выходу третьего масштаби- 45 рующего блока, а второй вход — к выходу третьего задатчика, четвертый сумматор, первый вход которого подключен к выходу четвертого масштабирующего блока, а второй вход - к выходу четвертого задатчика, а также пятый сумматор и пятый масытабирующий блок Г2 (.

Недостатком этого управляемого . фильтРа являешься также низкая точность выделения полезных составляющих многомерного сигнала из-за того, что поднастройка ограничителей уровней сигнала и интеграторов осуществляется только от ошибки фильтрации, свойства самих сглаженных (полезных 1 сигналов не учитываются.

Цель изобретения — повышение точности фильтрации.

Поставленная цель достигается тем, что в управляемый сглаживаю- 65 щий фильтр, содержащий последовательно соединенные первый блок срав-1 ,нения, первый вход которого является первым входом устройства, первый ограничитель и первый интегратор, выход которого подключен к второ.му входу первого блока сравнения, выход которого подключен через первый детектор знака к входу первого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, последовательно соединенные второй блок сравнения, первый вход которого является вторым входом устройства, второй ограничитель и второй интегратор, выход которого подключен к второму входу второго блока сравнения, выход которого подключен через второй детектор знака к входу второго элемента задержки и к первому входу второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, последовательно соединенные третий блок сравнения и третий интегратор, выход которого подключен к первому входу третьего блока сравнения, первый сумматор, первый вход которого подключен к выходу первого масштабирующего блока; а второй вход — к выходу первого задатчика, второй сумматор, первый вход которого подключен к выходу второго масштабирующего блока, а второй вход— к выходу второго задатчика, третий сумматор, первый вход которого подключен к выходу третьего масштабирующего блока, а второй -вход - к выходу третьего задатчика, четвертый сумматор, первый вход которого подключен к выходу четвертого масштабирующего блока, а второй вход — к выходу четвертого задатчика, а также пятый сумматор и пятый масштабирующий блок, введены последовательно соединенные первый блок задержки ° и первый весовой блок, включенные между выходом первого блока умножения и входами пятого сумматора, выход которого соединен с вторым входом третьего блока сравнения, последовательно соединенные пятый задатчик и четвертый блок сравнения, другой вход которого подключен к выходу третьего интегратора, а; выход — к входу пятого масштабирующего блока, шестой масштабирующий блок, включенный между выходом четвертого блока сравнения и третьим входом второго сумматора, седьмой масштабирующий блок, включенный между выходом второго сумматора и управляющим входом первого ограничи теля, восьмой масштабирующий блок включенный между выходом первого сумматора, третий вход которого соединен с вйходом пятого масытабирующего блока, и управляющим входом первого интегратора, последователь1061250 но включенные третий элемент задержки, пятый блок сравнения, другой вход которого объединен с входом третьего элемента задержки, третий детектор знака,; четвертый элемент задержки, третий блок умножения, 5 другой вход которого соединен с выходом третьего детектора знака, вто. рой блок задержки, второй весовой блок, шестой сумматор, шестой блок сравнения, к другому входу которого подключен выход третьего интегратора и седьмой блок сравнения, другой вход которого подключен к выходу шестого задатчика, включенные между выходом первого интегратора и объединенными входами первого и второго масштабирующих блоков, последовательно соединенные третий блок задержки, третий весовой блок, седьмой сумматор, восьмой блок сравнения, четвертый интегратор, девятый блок 20

° сравнения, другой вход которого подключен к выходу седьмого задатчика, и девятый масштабирующий блок, включенные между выходом второго блока умножения и третьим входом третьего 25 сумматора, десятый масштабирующий блок, включенный между выходом девятого блока сравнения и третьим входом четвертого сумматора, одиннадцатый масштабирующий блок, включенный 30 между выходом третьего сумматора и управляющим входом второго ограничителя, двенадцатый масштабирующий блок, включенный между выходом четвертого сумкатора и управляющим входом второго интегратора, последовательно соединенные пятый элемент задержки, десятый блок сравнения, другой вход которого объединен с входом пятого элемента задержки, четвертый детектор знака, шестой элемент задержки, четвертый блок умножения, четвертый блок задержки, четвертый весовой блок, восвмой сумматор, одиннадцатый блок сравнения, пятый интегратор, выход 45 котораго подключен к другому входу одиннадцатого блока сравнения, и двенадцатый блок сравнения другой вход которого подключен к выходу восьмого эадатчика, включенные между выходом второго интегратора и объединенными входами третьего и четвертогь масштабирукщих блоков, последовательно включенные перемножитель, пятый весовой блок, девятый сумматор, тринадцатый блок сравнения, шестой интегратор, четырнадцатый блок сравнения, другой вход которого подключен к выходу девятого задатчика, пятый блок умножения, другой вход которого под- 60 ключен к выходу третьего интегратора, и тринадцатый масштабирукккий блок, включенные между соответствующими выходами второго блока эадерж" ки и четвертым входом первого сум- 65 матора, четырнадцатый масштабирующий блок, вклюЧенный между выходом пятого блока умножения и четвертым входом второго сумматора, последовательно соединенные шестой блок умножения и пятнадцатый масштабирующий блок, включенные между выходом пятого интегратора и четвертым входом третьего сумматора, и шестнадцатый масштабирующий блок, включенный между выходом шестого блока умножения и четвертым входом четвертого сумматора, при этом другой вход шестого блока умножения подключен к выходу тринадцатого блока сравнения, а вторые входы перемножителя подключены к соответствующим выходам четвертого блока задержки.

На чертеже представлена структурная электрическая схема управляемого сглаживающего фильтра для двух сигналов.

Управляемый сглаживающий фильтр содержит последовательно соединенные первый блок 1 сравнения, первый ограничитель 2, первый интегратор 3, к выходу первого блока 1 сравнения подключены последовательно соединенные первый детектор 4 знака, первый элемент 5 задержки, первый блок 6 умножения, первый блок 7 задержки, первый весовой блок 8, пятый сумматор 9, третий блок 10 сравнения, третий интегратор 11, четвертый блок 12 сравнения с пятым задатчиком

13. Выход четвертого блока 12 сравнения подключен через пятый масштабирующий блок 14 к входу первого сумматора 15 с первым задатчиком

16 и через шестой масштабирующий блок 17 к входу второго сумматора

18 с вторым эадатчкком 19. Выход первого сумматора 15 через восьмой масштабирующнй блок 20 подключен к управляющему входу первого интегратора 3, выход второго сумматора 18 через седьмой масштабирующий блок

21 подключен к управляющему входу первого ограничителя 2. Фильтр также содержит последовательно соединенный второй блок 22 сравнения, второй ограничитель 23, второй интегратор 24, к выходу второго блока 22 сравнения подключены последовательно второй детектор 25 знака, второй элемент 26 задержки, второй блок 27 умножения, третий блок 28 задержки, третий весовой блок 29, седьмой сумматор 30, восьмой блок

31 сравнения, четвертый интегратор

32, девятый блок 33 сравнения с седь жом эадатчиком 34. Выход девятого блока:33 сравнения через девятый масзатабирующий блок 35 подключен к входу третьего сумматора 36 с третьим задатчиком 37 и через десятый масштабирующий блок 38 к входу четвертого сумматора 39 с четвертым задатчиком 40. Выход третьего суммато1061250

Первый входной сигнал ч„(Ц поступает на вход первого блока 1 сравнения, где из него вычитается сглаженнбе значение s„(t}, и получаемая разностью„.(с) подается на вход первого ограйичителя 2 .сигнала и первого детектор 4 знака. Если Е,(t} превышает велйчину ограничивающего напряжения .ф„(Ц первого ограничителя 2, то в нем происходит ограни10 чение сигнала f (t) до величины ф.,(<3 что можно представить выражением

Е((t) =

1 первого сумматора через первый масштабирующий блок 55, с входам второго сумматора 18 через второй масштабирующий блок 56. Выход третьего интегратора 52 соединен с входом пятого блока 57 умножения, выход которого подключен к входу первого сумматора 15 через тринадцатый масш,табирукиций блок 58 и к входу второго сумматора 18 через четырнадцатый масштабирующий блок 59. К выходу второго интегратора 24 подключены последовательно пятый элемент 60 задержки, десятый блок 61 сравнения, четвертый детектор 62 знака, шестой элемент 63 задержки, четвертый блок 64 умножения, четвертый блок . 65 задержки, четвертый весовой блок 35

I 66, восьмой сумматор 67„ одиннадца- тый блок 68 сравнения, пятый интегратор 69, двенадцатый, блок 70 сравнения с восьмым задатчиком 71. Выход двенадцатого блока 70 ср вчения 40 соединен с входом третьего сумматора 36 через третий масштабирующий блок 72 и с входом четвертого сумматора 39 через четвертый масштабирующий блок 73. Выход пятого интегратора 69 подключен к входу шестого блока 74 умножения, выход которого через пятнадцатый масштабирующий блок 75 подключен к входу третьего сумматора 36 и через масштабирующий блок 76 к входу четвер- 50 того сумматора 39. Кроме того, выходы второго и четвертого блоков 48 и 65 задержки подключены к входам перемно « жителя 77, к выходам которого подключены последовательно пятый ве-. 55 совой блок, 78, девятый сумматор 79, тринадцатый блок 80 сравнения, шестой интегратор 81 и четырнадцатый блок 82 сравнения с девятым задатчиком 83, а выход четырнадцатого у) блока 82 сравнения соединен с другиии входами пятого и шестого бло-, ков 57 и 74 умножения.

Управляемый сглаживающий фияьтр работает следукщим образом. ра 36 соединен через одиннадцатый . масштабирующий блок 41 с управляющим входом второго ограничителя 23. выход четвертого сумматора 39 соединен через двенадцатый масштабирующий блок 42 с управляющим входом второго интегратора 24. Кроме того, к выходу первого интегратора 3 подключен последовательно третий элемент 43 задержки, пятый блок.44 сравнения, третий детектор 45 знака, четвертый элемент 46 задержки, третий блок 47 умножения, второй блок 48 задержки, второй весовой блок

49, шестой сумматор 50, шестой блок

51 сравнения, третий интегратор 52, седьмой блок 53 сравнения с шестым эадатчиком 54. Выход седьмого блока 53 сравнения соединен с входом р (t)»р» f„(t) «) .,(М

8 (t} при -Я (t}col(t) (t)

-р (t) np» Е„И}4 Р„(e) где Ъ8„ (Ц вЂ” выходной сигнал первого ограничителя 2.

Ограничитель 2 может быть реализован, например, с помощью операционного усилителя в режиме насыщения..

Сигнал F. (t} с выхода первого ограничителя 2 поступает на вход пер-, вого интегратора 3, выполненного, например, с помощью операционного усилителя с емкостнбй отрицательной обратной связью. На выходе первого интегратора 3 получается полезная составляющая s„(t} первого сигнала, которая и поступает на первый выход устройства.

Второй вхбдной сигнал У2(t} поступает на вход второго блока 22 сравнения, с помощью этого блока, второго ограничителя 23 и второго интегратора 24 преобразуется таким же образом, что и первый входной сигнал. В результате на выходе вто.рого интегратора 24 получается полезная составляющая М (t) второго сигнала, которая поступает на второй выход устройства.

Остальные блоки управляемого

Фильтра предназначены для взаимосвязанной адаптации наличия ограничивающего напряжения р ограничителей 2 и 23 и постоянных времени интегрирования Т интеграторов

3 и 24. Адаптация этих величин производится в зависимости от показателей, характеризующих отклонение измеренного сигнала от его сглажен-, ного значения (точиостные показатели )у свойства одного сглаженного сигнала (показатели плавности ); взаимосвязь сглаженных значений нескольких сигналов.

Показатели, характеризующие свой ства одного сигнала, используются для адаптации р и Т, в ограничителе и интеграторе, находящихся в линии выделения полезной составляющей только этого сигнала. Показате- . ли же, характеризующие взаимосвязь

1061250 сигналов, используются для адаптации f3 и Т всех ограничителей и интеграторов, находящихся в линиях выделения полезных составляющих сигналов.

Для расчета точностного показателя первого сигнала 1 поступающий с выхода первого блока 1 сравнения на вход первого детектора 4 знака сигйал K„(t) преобразуется по закону

+ 1 при Е„(4)7 0 (1) = ssgn E>(t) = (2 )

1 при 8 (t)<0

1 где 6 „() — выходной сигнал первого детектора 4 знака, подающийся на первый элемент 5 задержки, где он запоминается на интервал времени Г„, выбираемый экспериментальным путем. С выхода первого элемента 5 задержки сигнал 6<(t- r, ) поступает на один из входов первого блока б умножения, на другой вход которого поступает сигнал с выхода первого детектора 4 знака. На выходе первого блока б умножения получается сигнал „(1)о величине знаковой автокоррекции отклонений f (4) и6„(4-т ), т. е. (t =sigr Е„()з Е„(+-<„I . (>3

С выхода первого блока б умножения сигнал подается на входы первого блока 7 задержки, где s элементе 7-1 задерживается на интервал времени д,, в элементе 7-2 — на

2 аi „, в элементе 7" о(- на d.ü ñ, T (где Т - глубина учитыУ Л

: ваемой предыстории, выбирается из . свойств обрабатываемого сигнала и уточняется экспериментальным путем)., Сигнал с находов первого блока 7 задержки поступает на входы первого весового блока 8, где уножаются на коэффициент К (01в элементе 8-. 0 и на коэффициенты К (4), k„(Z),..., Кq (4 ) — в элементах 8-1, 8-2,..., 8- 6, выходные сигналы которого суммируются в пятом сумматоре 9, и в результате получается сигнал о величине показателя

4

z.„(ц=Е K„(Q)siege (l„(f-ад-.,I-,(t-аь-.„))х

1 з р(У„(t g д („"д i„t- „(НИ.,-й ь,, ), (4) где - )(((!) - весовые коэффициенты, 4 уменьшающиеся в предысторию, например, по экспоненциальному закону.

С выхода пятого сумматора сигнал (t) идет на третий блок 10 сравт

)О

)5 характеризует скорость изменения (плавность ) м., (). Сигнал ь v (t) поступает на третий детектор 45 знака, функционирование которого описывается выражением, аналогичным выражению 2, затем задерживается в четвертом элементе 4б задержки

55 )на интервал. времени ь„ и перемнокается в третьям блоке .47 умножения на выходной сигнал третьего детектора 45 знака. Выходной сигнал - "(t)третьего блока 47 умножения о б0 величине знаковой автокорреляции скорости изменения сглаженного первого сигнала

:35

45 нения, в котором из него вычитается выходной сигнал третьего интегратора

11, и сигнал о полученной разности поступает на вход этого же интегра" тора 11. Тем самым на выходе третьего интегратора 11 получается сглаженный сигнал .z (t)c выхода пятого сумматора 9. Из этого сигнала в четвертом блоке 12 сравнения вычитается сигнал Z» (t) с выхода пятого задатчика 13 о желаемом (требуемом ) значении-2 „(). В частности, желаемое значенйе z» (t) равняется нулю, т.е. необходимд настраивать первый ограничитель 2 и первый интегратор

3 таким образом, чтобы разность стремилась к нулю. Сигнал с полученной разности

ЬЕ (t)=2 (t) — 2„(t) (<) поступает на входы пятого и шестого масштабирующих блоков 14 и 17.

Аналогичным образом определяется отклонение сглаженного значения точностного показателя от его требуемого значения для второго сигнала hz. . С этой целью используются второй детектор 25 знака, второй элемент 2б задержки, второй блок

27 умножения, третий блок 28 задержки, третий весовой блок 29, седьмой сумматор ЗО, восьмой блок 31 сравнения, четвертый интегратор 32, девятый блок 33 сравнения и седьмой задатчик 34. На выходе девятого блока 33 сравнения получается сигнал а z, (с) ° ля расчета поКазателя плавности первого сигнала z „сигнал a (t с выхода первого интегратора 3 задерживается в третьем элементе 43 задержки на интервал времени выбираемый экспериментальным путем, и вычитается в пятом блоке 44 сравнения из сигнала .„Щ. Сигнал о полученной разности б (t) = (t)-y 1t- )

1 1 4(21 (Ь) (t)=S(gP Ь „®9) п Ь М„(1 „) ()

1061250 поступает на второй блок 48 задержки где задерживается на интервалы времени h<;, 2 4 г,,...,а(Ь . Затем сигналы с выходов второго блОка

48 задержки умножаются,во втором весовом блоке 49 на коэффициенты K2(0)a K2 ) K2 (2), К2 (а() И ПОдаются на входы шестого сумматора 50.

На выходе шестого сумматора 50 получается сигнал о величине показателя

)О

<т<-.), к <к<катк(»,(t-<ьт,)-,(t-ta „" ))"

2«юо 2

" " PÄ(-" - Ч- (-"""" Ч " 15 где К (()) - весовые коэффициенты, 2 уменьшающиеся в предысторию, например, по экспоненциальному .закону. 20

Выходной сигнал 2 (t) шестого сумматора 50 сглаживается с помощью шестого. блока 51 сравнения и третьего интегратора 52 и поступает на седьмой блок 53 сравнения, где из него вычитается сигнал z +„(t) с выхода шестого задатчика 54 о желаемом (требуемом ) значении йоказателя

Z2<(t). В частности, желаемое значенйе z2 «(Иравняется единице, т.е. сглаженный сигнал м.,(Ф) должен иметь на интервале времени 2 скорость изменения одного знака. Сигнал о полученной разности

42 (t) =2 (t)- 2 (t)

2«2«2« поступает на входы первого и второго масштабирующих блоков 55 и 56.

Аналогичным образом определяется отклонение сглаженного значения 40 показателя плавности от его требуемого значения для второго сигнала

С этой целью используются: пятый элемент 6Р задержки, десятый блок 61 сравнения, четвертый детектор 62 знака, шестой элемент 63 за« держки, четвертый блок 64 умножения, четвертый блок 65 задержки, четвертый весовой блок 66, восьмой сумматор 67, одиннадцатый блок 68 сравне- 50 ния, пятый интегратор 69, двенадцатый блок 70 сравнения и восьмой задатчик 71. На выходе двенадцатого . блока 70 сравнения получается сигна 4 22,2(Е). для расчета показателя, характери-55 зующего взаимосвязь между первым и вторым сигналом z в перемножителе 77 перемножаются сигналы с выходов второго и четвертого блоков 48 и 65 задержки. Выходные сиг- 60 налы перемножителя 77 в пятом весовом блоке 78 умножаются на весовые коэффициенты К (О), К И),..., K (()1 и затем суммируются в девятом сумматоре 79. На выходе этого сувеюа- . тора 79 получается сигнал о значении е,<т<=Е к<е<(тЕ» «е,(t-ект)-у„(т-ее»-т))» .

51фп(у (е ейт -ьт ) М(е-ей» -кт т )))»

° (a»»< (т,(+-ta-.,)-т, (t-

Если число учитываемых сигналов больше двух, то число элементов умножения перемножителя 77 и число масштабирук)щих элементов 78-0,..., 78- д- пятого весового блока 78 равняется числу сочетаний из числа учитываемых сигналов по два, а выходные сигналы пятого весового блока 78 все равно суммируются в одном сумматоре.

Сигнал о z>(t) сглаживается с помощью тринадцатого блока 80 сравнения и шестого интегратора 81, а затем на него в четырнадцатом блоке 82 сравнения вычитается выходной сигнал 2" (Цдевятого задатчика 83 о желаемом значении z>(t).

В частности, желаемое значение Z>(t) равняется нулю, т.е. при наличии взаимосвязи между сигналами должны увеличиваться значения В и уменьшаться значения Т . Сигнал о .полученной разности

» м,(t)=z ()-z" (t). поступает на входы пятого и шестого блоков 57 и 74 умножения. В пятом блоке 57 умножения сигнал hz3(t) умножается на выходной сигнал третьего интегратора 52 zz (М, а в шестом блоке 74 умножения — на выходной сигнал пятого интегратора 69 zz z(t)..

В результате, если сигнал имеет плавный характер, т.е.у «(Ф) или

2 (Ц стремятся к единице, то адаптация по z (4) имеет больший вес если же zz « с) или zz 2 (t) стремятся к нулю, то адаптация по z>(t) практически не производится. С выходов пятого и шестого блоков 57 и.74 умножения сигналы, поступают на тринадцатый и четырнадцатый масштабирующие блоки 58 и 59.

Адаптация величины ограничивающего напряжения р„ первого <ограничителя 2 осуществляется по выражению

1061250 где, К, К, К„- коэффициен™ масштабирующих блоков, сортветственно седьмого 21, шестого 17, второго 56 и четырнадцато" го 59;

1 выходной сигнал вт ор ого задатчика 19.

В формуле ),12) производится скаляризация трех показателей. В за .висимости от величины коэффициентов

:К,, придается больший вес какому-либо йоказателю и, тем самым, задаются свойства сглаженного сигна à „(Н.

Для реализации формулы (12) во втором сумматоре 18 суммируются сигналы с выходов второго задатчика 19, шестого, -второго и четырнадцатого масзатабирукщих блоков 17, 56 и 59. Выходной сигнал второго сумматора 18 умножается в седьмом масштабирующем блоке 21 на коэффициент ф „ и поступает на управляющий вход первого ограничителя 2, задавая величину его ограничивающего напряжения.

Аналогично адаптируется величина ограничивающего напряжения p2 второго ограничителя 23. Для этих целей используются третий сумматор 36, третий .задатчик 37, девятый третий, пятнадцатый и одинйадцатый масмтабирующие блоки 35, 72, 75 и 41.

Адаптация постоянной времени интегрирования первого интегратора 3 осуществляется по выражению

Т (t) T ((-К В2 ()-К 42 (t)-К и. (t}»

Где Т+, К, К„, k2 — коэффициент масштабирую

Ы щих блоков соответственно восьмого

20, пятого

14, первого

30 55 и тринадцатого 58;

1 выходной сигнал первого эадатчика 16.

15 Для реализации формулы (13) в первом сумматоре 15 алгебраически суммируются сигналы с выходов перво"

ro задатчика 16, пятого, первого и тринадцатого масштабирующих блоков

14, 55 и 58. Выходной сигнал первого сумматора 15 умножается в восьмом масштабирующем блоке 20 на коэффи- циент Т+ и поступает на управляющий вход первого интегратора 3, задавая величину постоянной интегрирования.

Аналогично адаптируется постоянная времени интегрирования T вто2 рого интегратора 24. Для этих целей используются четвертый сумматор 39, 3О четвертый задатчик 40, десятый, шестнадцатый, четвертый и двенадцатый масштабирующие блоки 38, 76, 73 и 4,2.

Введение новых блоков и связей в управляющий сглаживающий фильтр поз35 валяют повысить точность выделения полезных составляющих сигналов с задаваемыми свойствами, что дает возможность повысить качество управ.„ ления промышленными объектами.

Составитель Т. Афанасьева ,Редактор Л. Алексеенко Техред О.Неце Корректор A- Тяско

Подпи сное

Заказ 10058/57 Тираж 936

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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