Нелинейное корректирующее устройство

 

НЕЛИНЕЙНОЕ КОРРЕКТИРУЮО(ЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее последовательно соединенные усилитель, блок определения модуля, блок умножения и последовательно соединенные первый пиковый детектор, мае штаб ируияций блок, первый сумматор и сигнум-реле. вькод которого подключен к второму входу блока умножения, причем второй вход первого сумматора соединен с входами усилителя, нуль-органа, первым входом первого пикового детектора и входом устройства, о т л и ч аг ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены последовательно соединенные второй сумматор, второй пиковый детектор , компаратор, формирователь импульсов и элемент ИЛИ, причем первый вход второго сумматора подключен к входу устройства, а второй вход к выходу первого пикового детектора, § второй вход второго компаратора подключен к выходу второго сумматора, (Л второй вход элемента ИЛИ подключен к выходу нуль-органа, а выход элемента ИЛИ - к вторым входам первого и второго пиковых детекторов, выход блока умножения является выходом устройства.

7 A

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

О93 (11) Зов Q 05 В 5/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двто ском саидктнзьствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPHTHA (21) 3627586!24-24 (22) 21.07.83 (46) 23.10.84. Бюл. М 39 (72) A.Ë.Ãoðáà÷åâ, В.М.Коваленко, А.В.Николаев и Н.И.Ольшевский (71) Минский радиотехнический институт (53) 62-50(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 411430, кл. (j 05 В 5/01, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

И 435499, кл. ч 05 В 5/01, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

И - 840790, кл. 5 05 В 5/01, .1981 (прототип). (54) (57) НЕЛИНЕЙНОЕ КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее последовательно соединенные усилитель, блок определения модуля, блок умножения и последовательно соединенные первый пиковый детектор, маспггабирующий блок, первый сумматор и сигнум-реле, выход которого подключен к второму входу блока умножения, причем второй вход первого сумматора соединен с входами усилителя, нуль-органа, первым входом первого пикового детектора и входом устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены последовательно соединенные второй сумматор, второй пиковый детектор, компаратор, формирователь импульсов и элемент ИЛИ, причем первый вход второго сумматора подключен к входу устройства, а второй вход— к выходу первого пикового детектора, второй вход второго компаратора под- Я ключен к выходу второго сумматора, второй вход элемента ИЛИ подключен к выходу нуль-органа, а выход элемента ИЛИ вЂ” к вторым входам первого и второго пиковых детекторов, выход блока умножения является выходом устройства.

Из Об ре те llff e относится к а втома".ическому регулнроганию и предназна«ено ц.>:.я улу ffffpиия динамических харак1 1?п,> 7! -> модуля . 1! рН рабс>те такого корректирующего;:страйства я системе автоматического управления наблюда тся терис тик систем автоматического рсгулираваиия.

Известно нелинейное корректирую-.

>цее устройство, состоящее из двух лииейньгх ф>лльтров, двух блоков опредег>ения модуля, сумматора, блока умножения и блока сигкатуры p) .

Недостатком этого устройства является отсутствие воэможности регулировки в широких пределах вкосимо— го фазового опережения.

Известно также корректирующее устройство с релейной характеристикой., состоящее иэ запоминающего элемента,„ линейного безынерционного блока, элемента сравнения, релейного элемента„

?0 блока умножения, блока апределекия модуля, фильтра и куль-органа (".1.

Hf. Jl oct f oK данногo устройства заключается в зависимости вносимого

lflf фазового опережения, от частоты з5 входного сигнала при испсльзавакнн к качестгзс фильтра физически реализуемого дифференцирующего устройства.

Наиболее близким па технической с ущн ости к предлагаемому явля ется ис.линейное корректирующее устрайство „состоящее из усилителя, блока ог>1з«дег>е>зия модуля, блока умножения, г>икового J,oò ектара, масштабирующего блока,, сумматора, сигнум-реле и нуль-органа.

Ьр 35

Входной сигнал поступает на входы усилителя, пикового детектора к

ffy f ь ар ганя f HatxoJ>И ОЙ с иг нал ус или т«ля, усиленный в К раз, преабразу— етс я блоком определения модуля в од- 4" ио>гс>лярный и падается на первый

ffxori блока умножения. Пиковый детектор запоминает экстремальное значение изменяющегося входного сигнала устройства и хранит его до паступле- !5 иия сигнала на сброс из нуль-органа.

Масштабирующий блок в ГГ! раз C;r гп qp изменяет, величину выходного сигнала пикового детектора.

Сумматор сравнивает текущее зка- 56 чение входного сигнала устройства и значение сигнала с выхода масштабнрующега блока. Сигнум-реле, реализующее знаковую функцию выходнагo сигнала еумматора, подключено к второму входу. блока умножения. В блоке умножения происходит присвоение знака выход>заму сигналу блсзкй определения улучшение динамических характеристик сне те>л!.> (у>«еfll шение и рере гулирава— ния и длнтсльиасти гзерехОднаго >>ра цесс а) с уве» и че нием ко ффидиеита и редачи масштабирующега блока От нуля да некоторого крчтического зиачекня (31 .

НедОстаток иэвесткОГО устрс>йстз>а заключается в появлении статической ошибки в системе автоматического управления при выборе коэффициента передачи масштабирующего блока выше некоторого критического значения.

Пель изобретения — повышение точности работы корректирующего устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в нелинейное корректирующее устроиство, содержащее госледавателька соединенные усилитель„ блок определения модуля, блок умнов жения и последовательно соединенные первый пиковый детектор,. масштабирух>пий блок, первый сумматор и сигнум-реле, выход которога подключен к второму входу блока умножения, причем втс>рой вход первого сумматс ра с оедкнс и с вх адами усилител я, н ул ьоргана, первым входам первого пикового детектора и входом устройства, введень> последовательно сос дик«нные второй сумматор, второй г>иковый детектор„ компаратор, формирователь имг>ульсав и элемент ИЛИ, причем первый вход второго сумматора подключен к входу устройства, а второй вход к выходу г.ерваго пикового детектора, второй вход второго компаратора подключен к выходу второго сумматора, нторай вход злемекта ИЛИ подключен к выходу куль †орга, а выкод элемента ИЛИ вЂ” к вторым входам первого и второго пиковых детекторов, выход блока умножения является выходам устройства.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого корректирующего устройства, на фиг. 2 — диаграмма, пая няющая его работу.

Нелинейное корректирующее устрой— ство содержит усилитель 1, блок ? определения модуля., блок 3 умножения, первый пиковый детектор 4, масштабирующи блок 5, первый сумматор 6, сигнум-реле 7, куль-орган Я, второй

1!20276 4 сумматор 9, второй пиковый детектор

10, компаратор 11, формирователь12 импульсов, элемент ИЛИ 13. Выход блока умножения является вьмодом устройства, 5

Второй сумматор 9 сравнивает сигналы на выходе первого пикового детектора 4 и входе устройства. Выход-. ной сигнал второго сумматора 9 подается на информационный вход второго !0 пикового детектора 10. Входной и выходной сигналы второго пикового детектора 10 сравниваются компаратором

11. При равенстве этих сигналов выходной сигнал компаратора 11 имеет нулевое значение. При убывании по модулю входного сигнала второго пикового детектора 10 на вьмоде компаратора 11 образуется перепад напряжения. По фронту перепада формиро- 20 вателем 12 формируется имггульс сброса, поступающий через элемент ИЛИ 13 на вторые входы обоих пиковых детек торов.

Рассмотрим работу корректирующе- 2

ro устройства на фазовой плоскости (фиг. 2) на примере системы второго порядка с передаточной функцией ! о у" (Р) = (Р

Так как корректирующее устройство изменяет только знак обратной связи, характеристические уравнения для положительной (ПОС) и отрицательной (ООС) обратных связей в системе за35 пишутся в виде

0 () = 3 г + — — (ПОС) (2)

1 к

Т Т

Ф

3, (3) = 9 + — Ъ + — (ООС), (3) ! о

Для первого случая характерно наличие двух фазовьм траекторий в виде

45 прямых, проходящих через начало координат с угловыми коэффициентами, равными корням характеристического уравнения (2) 1 у Г1, ф, О.

Во втором случае при 4К Т ) 1 фао

50 зовые траектории имеют вид скручиМающихся спиралей.

В исходном состоянии в системе включена отрицательная обратная связь

Первый усилитель 1 усиливает входной сигнал корректирующего устройства.

Блок 2 определения модуля преобразует выходной сигнал усилителя 1 к од нополярлому. В блоке 3 пр исходи г присвоение знака вbtxîäíñìó cèãíалч блока 2 определения модуля. Началь.— ные условия заданы на фазовой плоскости точкой Н . Движение проходит пп фазовой траектории !1O> . Пиковый детектор 4 запоминает экстр иальное значение входного сигнала Х корректирующего устройства Х . В первом сумма0 торе 6 осуществляется сравнение текущего значения входного сигнала устройства с его запомненным экстремальным значением, преобразованным масатабирующим блоком 5. Если коэффициент передачи масштабирующего блока

5 больше критического, точка а! достижения равенства Х !и Х принадлео жит прямой с угловым коэффициентом

/С4 / с /h /. В точке а1 происходит включение ПОС и движение происходит по участку гиперболы до точки

Все это время вьмодной сигнал второго 9 сумматора возрастает по модулю и входные сигналы компаратора 11 равны. В точке в! вьмодной сигнал второго сумматора 9 достигает экстремума и начинает убывать по модулю.

В этот момент на выходе компаратсра

1 1 появляется перепад напряжений из ,которого формирователь 12 формирует импульс сброса пиковых детекторов 4 и 10..После сброса пиковые детекторы

4 и !О запоминают текущие значения входного сигнала устройства и выходного сигнала второго 9 сумматора соответственно. В системе включается

ООС и движение из точки b! в точку а происходит по участку спиралевид— ной фазовой траектории. В точке а, вновь включается ПОС и процесс повторяется до тех пор, пока входной сигнал корректирующего устройства не станет равным нулю.

Нуль-орган 8 осуществляет сброс в нуль пикового детектора при достиже-. нии входным сигналом устройства нулевого значения. .Использование новых элементов второго сумматора, второго пикового детектора, компаратора, формирователя импульсов и элемента ИЛИ выгодно отличает предлагаемое корректирующее устройство от известного, так как увеличивается точность работы устройства, устраняется возможность появления статической ошибки в системе и обеспечивается переходный процесс без перерегулирования.

ВНИИПИ Заказ 7739/34 Тираж 84 1 Подписное

Филиал 1ШП "Патент"> г,. Ужгород, ул.Проектная,4 ппп,патент" зак. $695- 56