Корректирующий фильтр

 

КОРРЕКТИРУЮЩИЙ «ШЛЬТР, соде каций первый детектор, первый резистор, соединенный первым выводом с первой обкладкой первого конденсатора , параллельно соединенные -. второй конденсатор и второй резистор , первым вьтодом соединенный с входной клеммой фильтра, а вторым вьшодом через третий резистор - с катодом второго детектора подключенного анодом к катоду первого детектора и к выходной клемме фильтра, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности фильтра, в него дополнительно установлены четвертый резистор н третий конденсатор , соединенный первой обкладкой с первой выходной клеммой фильтра, второй - с вторыми входной и выходнойклеммами фильтра, подключенного первой входной клеш4ой к второй обкладке первого конденсатора и к второму вьшоду первого резистора, соединенного вторым выводом с первым вьшодом четвертого резистора, подключенного вторым вьшодом к аноду первого детектора. СП 00 со «

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I!) 4(51) G 05 В 5/Ol

-Ф Е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АЗТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДМ СТВЕННЫЙ НОМИТЕТ OGOP

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧМ%ПИЙ (21) 3681608(24 24 (22,) 27,12 ° 83 (46) 30.05.85. Вюа. 11 20 (72) И.Е.Левитан, Н.Г.Рыбочкин, В.И.Оялаев и P.Ì.Õàïååâ (7.1) Научно-производственное объединение но созданию и выпуску средств автоматизации горных машин . (53) 62-50 (088.8) (56). Саиковский Е.А. Справочное пособие по теории систем автоматического управления. Минск, Высшая ancoíà, 1973, с.301, табл.7.)3.1.

Авторское свидетельство СССР

Ф 168569, кл.С 05 В 11/01,1963, Авторское свидетельство СССР

1(308412, кл,G 05 В 5/01,1969 (54) (57) КОРРЕК 51РУИМЦИЙ ФИЛЪТР, содеркащий первый детектор, первый резистор, соединеинйй первым выводом е первой обкладкой первого конденсатора, параллельно соединенные —, второй койденсатор и второй резистор, первым выводом соединенный с входной клеммой фильтра, а вторым выводом через третий резистор - с катодом второго детектора, подключенного анодом к катоду первого детектора и к выходной клемме фильтра, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности фильтра, в него дополнительно установлены четвертый резистор и третий конденсатор, соединенный первой обкладкой с первой выходной клеммой фильтра, второй - с вторыми входной и выходной клеммами фильтра, подключенного первой входной клеммой к второй обкладке первого конденсатора и,к второму выводу первого резистора, соединенного вторым выводом с первым выводом четвертого резистора, подключенного вторым выводом к аноду первого детектора.

115897!

Изобретение относится к техническим средствам автоматики и может быть использовано для коррекции систем управления горными машинами. 5

Целью изобретения является повышение эффективности фильтра.

На фиг.! представлена принципиальная электрическая схема фильтра; на фиг.2 — структурная схема алгоритмической реализации фильтра на базе микро-ЭВИ, Фильтр содержит первый, второй и третий конденсаторы 1 - 3, первый, второй, третий и четвертый резисторы 4 — 7, первый и Вто» рой детекторы 8 и 9, первую 10 и ""òîðîé детекторы 8 и 9, первую 10 и вторую 11 входные и первую 12 и вторую 13 выходные клеммы фильтра, 2О у, у — входной и выходной сигналы фильтра, — коэффициент фильтрации.

Фильтр работает следующим обра" зом.

При возрастании входного сигнала у,, поданного на входные клеммы 10 и 11 фильтра, третий (интегрирующий )конденсатор 3 заряжается по цепи, содержащей первый конденсатор 1, первый и четвертый резисторы 4,7 и первый детектор 8, причем коэффициент передачи этой цепи тем выше, чем больше скорость возрастания входного сигнала фильтря.При стабильном входном сигна- З5 ле у; фильтра его постоянная времени Т фильтра определяется из выражения Т = (В. + К;) Сз, где Й и К„

- соответственно сопротивления первого и четвертого резисторов 4 . :40 и 7, С вЂ” емкость третьего конденсатора 3.

При уменьшении величины входного сигнала у, фильтра разряд третьего (интегрирующего ) конденса" тора 3 проходит по цепи, содержащей второй конденсатор 2, второй и третий резисторы 5,6 и второй детектор 9.

При фильтрации сигналов с часто- зо тами I Гц и меньше реализации диф- ференцирующих цепей фильтра, содержащих первые резистор 4 и конденсатор 1 и вторые резистор 5 и конденсатор 2, может представлять SS значительные трудности из-за того, что увеличение емкостей первого и второго конденсаторов 1 и 2 влечет за собой увеличение габаритов и веса фильтра и появление в нем значительных паразитных токов, а также значительную температурную неста- бильность его параметров. В этом случае данный фильтр целесообразно реализовать алгоритмически в вычислительном устройстве, например, в микро-3ВМ типа "Электроника-60".

Так как данный фильтр представляет собой С-цепь с интегрирующим выходом (т.е. выходной сигнал фильтра снимается с конденсатора 3 1, то алгоритм его работы может быть описан следующей итеративной проце.дурой на каждом 1-м шаге работы фильтра: из его входного сигнала вычитается его выходной сигнал У;-I, сформированный на (i -1)-м шаге работы фильтра, полученная разность умножается на коэффициент фильтрации oL4 1 и алгебраически суммируется с выходным сигналом у;,-l полученным на предыдущем (! -1 )-м шаге работы фильтра (такая итеративная процедура называется сглаживанием по Брауну или экспоненциальным сглаживанием

У;= (У; — У; „) k+ У,., (<) где значение входного сигнала на -и шаге работы фильтра у,; значения выходного сигнала

У на -м и на (1-1)-м шаге работы фильтра; коэффициент фильтрации.

Из (1 ) видно, что только о(-я часть полученной разности суммируется со значением выходного сигнала у „ полученным на (-l)-м шаге работы фильтра. Остальная (!-с()-я часть, не не учитывается. Эту часть нужно использовать только при больших сигналах рассогласования корректируемой системы, для того, чтобы уменьшить время переходного процесса корректируемой системы. Однако . для того, чтобы не допустить возникновения автоколебаний корректируемой системы при увеличении ее управляющего сигнала, необходимо сделать постоян ные времени фильтра зависящими от скорости изменения его входного сигнала и различными при заряде и разряде конденсатора 3. )58971

0 „+(1 0 j npu

1-1 д,,=(1-K)К, 3) 10

15 — У к=

V„+W,. с < 1<) Фиа г

8HHHIIH Заказ 3586/46 Тирам 863 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óàrîðîä, ул.Проектйая, 4

Представим полный коэффициент фильтрации e(, как сумму постоянной

Ы. и переменной составляющей Аа о о о где 4 о ; — 1-о К приращение коэффициента фильтрации а(.за счет изменения скорости изменения величины î> где К - коэффициент,пропорциональный приращению входного сигнала у фильтра эа один шаг его работы, 4

Иэ (22 1),(3 ),,(4) следует

1; — 3; 1

<- +(1 к) (s) о

Для несимметричной заряд-разряд"

S ной цепи выражение (6 ) имеет вид

У;-з<, 2 (21 <, "Р" " " 1т

2, +Ъч ъ,,-11 где с „- коэффициент фильтрацни фильтра при заряде конденсатора о 2 — при разряде конденсатора 3.

Алгоритмическая реализация вырааений 1-6 представлена в виде схемы на фиг.2.