Сглаживающий фильтр

 

СОЮЗ СО6ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (11)

З(51) G 05 В 5 01

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3557478/18-24 (22) 03.12.82 (46l 07.06.84. Бюл. Р 21 (72) В.П.Авдеев, Л.П.Мышляев, Л.A.Ñóëüìàí, A.B.Ïîëÿê, (0.Н.Марченко и Я.Г.Парпаров (71) Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Серго Орджоникидзе и Пентральное проектно-.конструкторское бюро по системам автоматизации производства (53) 62-50(088.8) (56) 1. Итоги науки и техники, сер."Техническая кибернетика". T. 4.

М., 1972, с.24-25.

2. Авторское свидетельство СССР

3305786, кл. 6 05 В 5/01, 1981 прототип ).

54 } (57) СГЛАЖИВА(ОЩИЙ ФИЛЬТР, содер«ащий первый и второй фильтры низкой частоты, первый сумматор, переключатель, причем вход первого фильтра низкой частоты подключен к первому входу блока сравнения и является входом, а выход подключен к второму входу блока сравнения и первому входу первого сумматора, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей, в него введены первый нелинейный блок, блок управления переключателем, последовательно включенные второй нелинейный блок, третий фильтр низкой частоты и второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом

Первого Фильтра низкой частоты и первым входом переключателя, а выход— с вторым входом переключателя, выход блока сравнения подключен к входам первого и второго нелинейных блоков, выход первого нелинейного блока сое- щ

С2 динен через последовательно включенные второй фильтр низкой частоты и первый сумматор с третьим входом переключателя, управляющий вход ко- С, торого соединен с выходом блока управления переключателем, а выход переключателя является выходом Фильт ра.

2096605

Изобретение относится к нелинейным корректирующим устройствам и может быть использовано в системах управления промышленными объектами для выделения полезных низкочастотных составляющих измеренных сигна- 5 лон.

Известно корректирующее устройство, содержащее последовательно соединенные первый блок сравнения, первый Фильтр низкой частоты, выход которого подсоединен к второму входу первого блока сравнения, последовательно соединенные второй блок сравнения и второй Фильтр низкой частоты, выход которого соединен со вто-! рым входом нторого блока сравнения, сумматор, подключенный своими входами к выходам первого и второго фильтров низкой частоты, первый вход второго блока сранненйя соединен с выходом первого блока сраннения ).1).

Недостаток известного устройства состоит н низкой точности выделения полезного сигнала, обусловленной тем, что при наличии относительно высокочастотной помехи часть ее проходит на выход быстродействующего фильтра низкой частоты и поэтому содержится в суммарном выходном сигнале.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сглаживающий Фильтр, содержащий последовательно включенные первый фильтр низкой частоты, первый блок сравнения, второй фильтр низкой час- 35 тоты, детектор знака, второй блок сравнения, первый интегратор, первый квадратор, третий блок сравнения, логический блок ИЛИ, переключатель и сумматор, последовательно включен- 40 ные дифференциатор, четвертый блок сравнения, второй интегратор, второй квадратор и пятый блок сравнения, два эадатчика сигналов, выходы которых соединены со вторыми входа- 45 ми соответственно третьего и пятого блоков сравнения, выходы первого и второго интеграторов — со вторыми входами соответственно второго и четвертого блоков сравнения, второй вход первого блока сравнения соединен со входом первого фильтра низкой частоты, выход которого подключен ко второму входу сумматора, выход второго фильтра низкой частоты соеди" нен с вторым входом переключателя и входом дифференциатора, выход пятого блока сравнения - с вторым входом логического блока ИЛИ (21.

Недостаток известного сглаживаквце 60 го фильтра заключается в его низких функциональных возможностях, так как оценка полезного сигнала на его выходе производится только н определенные интервалы времени. Во многих же 65 схемах регулирования такая оценка нужна между интервалами времени, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей сглаживающего фильтра.

Поставленная цель достигается тем, что н сглаживающий фильтр, содержащий первый и второй фильтры низкой частоты, первый сумматор, переключатель, причем вход первого фильтра низкой частоты подключен к первому входу блока сравнения и является входом, а выход подключен к второму входу блока сраннения и первому входу первого сумматора, введены первый нелинейный блок, блок управления переключателем, последовательно включенные второй нелинейный блок, третий Фильтр низкой частоты и второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра низкой частоты и первым входом переключателя, а выход — с вторым входом переключателя, выход блока сравнения подключен к входам первого и второго нелинейных блоков, выход первого нелинейного блока сое-. динен через последовательно включенные второй Фильтр низкой частоты и первый сумматор с третьим входом переключателя. управляющий нход которого соединен с выходом блока управления переключателем, а выход переключателя является выходом.

На чертеже представлена структурная схема сглаживающего фильтра (где Х(}и Х(Н вЂ” входной и выходной сигналы устройства, Х (t) — оценка полезного сигнала,Х (Ф)и Х (Π— оценЬ н ка соответственно верхней и нижней границы полезного сигнала, текущий момент времени}.

Сглаживающий фильтр содержит первый фильтр 1 низкой частоты. блок

2 сравнения. первый и второй нелинейные блоки 3 и 4, второй и третий фильтры 5 и 6 низкой частоты, первый и второй сумматоры 7 и 8, переключатель 9 и блок 10 управления переключателем.

Сглаживающий фильтр работает следующим образом.

Входной сигнал X(t) Фильтра поступает на вход первого фильтра 1 низкой частоты, выход которого соединен со входом блока сравненИя. На выходе интегратора получается оценка Х (4)полезного сигнала. В блоке 2 сравнения из входного сигнала Х(Ф}вычитается сигнал X (t)и получаемый на выходе блока 2 сравнения сигнал ошибки Г(Ц=Х (t) -Х (t) подается на входы первого 3 и второго 4 нелинейных блоков. Сигнал на выходе первого нелинейного блока 3 описывается выражением (f(t} при 6 (t) ъ 0

0 при () (0

109 05

Составитель Г.Вышковский

Редактор Т.Кугрышева Техред О.Неце Корректор О.Тигор

Заказ 3823/34 Тираж 842 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 а выход второго нелинейного блока 4выражением (С(1 при f.(tf-à 0

0 при E(t1 > 0

Выходные сигналы первого 3 и второго 4 нелинейных блоков подаются 5 на входы соответственно второго 5 и третьего б фильтров низкой частоты.

На выходе второго Фильтра 5 низкой частоты получается сглаженное значение Г (Ч входного сигнала E (tl, 10 которое суммируется в первом сумматоре 7 с сигналом Х (Ц., В результате

d на выходе первого сумматора 7 получается сигнал

Х (t1 -,Õ",o(t!+ Й (t) )5 представляющий собой оценку верхней границы полезного сигиала Х (). АнаФ логичным образом с помощью третьего фильтра б низкой частоты и второго сумматора 8 получается сигнал 20

xè(t) =x (t1 + Я+(Ц оценки нижней границы полезного сиi нала.

Сигналы Х (t) с выхода первого фильтра 1 низкой частоты, Хз(11 с выхода первого сумматора 7 и Х "Nl c выхода второго сумматора 8 подаются на входы переключателя 9, который подключает поочередно свои входы к выходу устройства. Переключение происходит по команде, поступающей с блока управления переключателем .

10, выполненным в виде реле времени.

В результате на выходе переключателя 9 формируется сигнал Х (Ц, а также оценки его верхней Х < (tl и нижней Х (Ц границ.. Таким образом, расширение функциональных воэможностей предлагаемого устройства получается эа счет введения дополнительно . верхней и нижней оценок полезного сигнала.