Динамический фильтр

 

Изобретение относится к устройствам фильтрации. Цель изобретения повышение точности. Она достигается тем, что выходной сигнал фильтра формируется суммирующим блоком 8, на первый вход которого подается сигнал с выхода п-го звена, а на второй вход - сигнал с выхода апериодического звена 7, подключенного своим входом к выходу сравнивающего устройства 2 п-го звена. На вход каждого сумматора 4 последовательно соединенных звеньев подается сигнал с задатчика скорости изменения входного сигнала 1 и сигнал с интегрирующего блока 6, подключенного своим входом к выходу сравнивающего устройства 2 ,п-го звена. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (5!)4 G 05 В 02 » ИМИ а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54) ДИНАМИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4116746/24-24 (22) 09.09.86 (46) 15.04.88. Бюл, У 14 (72) Г.Я.Леденев (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 470789, кл. G 05 В 13/02, 1973.

Авторское свидетельство СССР

М 783749, кл. G 05 В 5/01, 1979.

Авторское свидетельство СССР

И 1029141, кл. G 05 В 13/02, 1983. ° (57) Изобретение относится к устройствам фильтрации. Цель изобретения —, повышение точности. Она достигается тем, что выходной сигнал фильтра формируется суммирующим блоком 8, на первый вход которого подается сигнал с выхода n-ro звена, а на второй вход — сигнал с выхода апериодического звена 7, подключенного своим входом к выходу сравнивающего устройства 2 и-го звена. На вход каждого сумматора 4 последовательно соединенных звеньев подается. сигнал с задатчика скорости изменения входного сигнала 1 и сигнал с интегрирующего блока 6, подключенного своим входом к выходу сравнивающего устройства 2 и-го звена. 1 ил.

1388828 р =d/dt

К о

Пусть

»» »

Х,= Х+8; Х = „Х, (2) =(x+t ) R — .Й °

3 к2

»3» °.2 р

»

+Х„+ E

1 р+, 3"

7 у в ° з

h p

Я»

Ко

" 35 — выходной сигнал сранниваюшего устройства первого второго и и-го звена соотгде S Sq y ° °,Б„

f сраннинающего (6) KoK h- 3 >K1 У

Qy ° e» ° R> (8) 1 1 в 2 ю . - ь (10) вегстненно; — коэффициент пере дачи усилителя первого, второго и и-гс звена со"

К, э К 2 ° ° tK ответственно;

Изобретение относится к устройствам фильтрации сигналон, в частности к устройствам динамической фильтрации систем управления и регулирона5 ния.

Цель изобретения — повышение точности

На чертеже представлена схема

Предлагаемого динамического фильтра.

Динамический фильтр включает н себя адатчик скорости изменения входного

Сигнала I сравнивающие устройства

2, 2; ...,2„, усилители 3„, 3

Зл, сумматоры 41, 4у "4ь, йнтег- 15 заторы 5„, 5,...3„, интегрирующий.. блок 6, апериодическое звено 7 и суммирующий..блок 8.

Динамический фильтр работает следующим образом, 2О

Пусть на .вход фильтра поступает сигнал Х+, где Х." полезный сигнал;

131 — сигнал помехи. Н соответствии со схемой, приведенной на чертеже, запишем очевидные. соотношения в опера- 25 тинной форме.

Я K +Х +Я ° а с 3

2 -1 .г3 Р 2 2 ф 1 ЗО нетственно; †:выходной сигнал сумматора перво45 го, второго и и-го звена соотнетстненно; — выходной сигнал интегратора пер- 50

E3Ol" О 33TOPOI О И и-;i o звена соотвыходной сигнал эадатчика скорости изменения входного сигнала 1; выходной сигнал интегрирующего блока 6; выходной сигнал апериодического звена 7; выходной сигнал суммирующего блока 8 (выходной сигнал фильтра); постоянная времени апериодического звена 7 ° коэФФициент передачи интегрирую- щего блока 6, " Б — величина, на которую отличается истинное значение скорости полезного сигнала Х от заданной Ха.

С учетом (2) из соотношения (1) имеем у -х+и,„(р) р +и (р) 8, (3) где W (p}

A() в(р) (4) А(р) -К3,э ° ° ° э К Р+Ко К -1» К3 3 (5) В(р)-р +К +К К, р +...,+

w (р)= — С() в(р) (7) -2 л-3

+К»»» °,K p+K, ° °,K»

П з

S = — — — N (p)pl + — -э - — p (9)

21

"K+K 8

hP

K+K р р

z =x+w ð(р) {" +wт9 (Р) к

Р(р)

И (р)

« (к +к„„) (т... ) в(р) O(p) = К, (rK,)р ((m„„) X К„, ...К„+(ТК +К )K„,. „.,K )р +((m

f388828

4 ,не только ошибку, но и интеграл от ошибки, т.е. имеет более высокую точность.

Е (р)

M (р) =- — — — р- — — — — — —. (13) ту (К. +К ) (Т )В(р)

Е(р)=Е (р)+(К,...,K К„-K„,...К )р+:

Формула изобретения (К, ° . °,K: K K„,...,К К..)р; (14) Е (p)=p (ТК р +(ТК - К +(TK +К ))p +

Динамический фильтр, содержащий эадатчик скорости изменения входного сигнала, интегрирующий бл< к и последовательно соединенные и звеньев, каждое из которых содержит сумматор, интегратор и последовательно включенные сравнивающее устройство и усилитель, подключенный выходом к первому входу сумматора, выход которого подклк чен к входу интегратора, выход задатчика скорости изменения входного сигнала соединен с вторым входом сумматора каждого иэ п звеньев, а выход интегратора и-го звена подключен к второму входу сравнивающего устройства всех звеньев, выход сравнивающего устройства а-го звена соединен с вхо25 дам интегрирующего блока, выход которого подключен к третьим входам сумматора всех звеньев, о т л и ч а ю-. шийся тем, что, с целью повышения точности фильтра, в него дополнитель30 но введены апериодическое звено и суммиру ощий блок, первый вход которого соединен с выходом интегратора

n-ro звена, а второй вход — с выходом апернадического звена, вход которого

35 подключен к выходу и-го сравнивающе- го устройства, при этом коэффициенты. передачи первого и n-ro звеньев выбирают равными, а выход суммирующего блока является выходом динами .еского

40 фильтра

+(TK,"К„К +{ТК +K„)K„+K ) " +

+a +{ТК K К +K K К ). (15) Если К =К„,, то Е(р)=Е (р), (f6j

Как следует из формулы (10)„.полезный сигнал Х проходит через фильтр без искажения;Сигнал помехи р грохо/ дит через звено с передаточной функцией Ч (р). Коэффициент подавления сигнала помехи К =1Ы м {,1,Щ I, где дч — частота изменения сигнала .

Сигнал g проходит через звено с пе" редаточной функцией M„ (р) . Так как сигнал g. представляет собой обычно медленно меняющуюся функцию (y O), то с учетом (13) и (16) можно записать

+ 1 т (р)м, (17) т.е. выходной сигнал фильтра Z практически не зависит от величины несоответствия истинной скорости изменения входного сигнала Х заданной Х .

Можно показать, что при практически одинаковых коэффициентах подавления помехи предлагаемое устройство в отличие от прототипа сводит к нулю

Составитель В,Кузин

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Редактор Ю.Середа

Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1579/48

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4