Способ оценки запаса устойчивости системы автоматической подстройки частоты

 

Изобретение относится к радиотехнике . Цель изобретения - упрощение измерений при практической приближенной оценке запасов устойчивости по фазе и по амплитуде в системе АПЧ. Способ заключается в том, что измеряют АЧХ разомкнутой системы АПЧ, т.е. зависимость напряжения от частоты. Полное сопротивление разделительного четырехполюсника превышает выходное сопротивление фильтра частот (ФНЧ). После проведения пергюгп измерения система АПЧ замыкается и измеряется АЧХ замкнутой системы АПЧ. Далее определяют отношение , и проводят оценку запаса устпйчивостп по фазе ii(f и по амплитуде Л А соответственно по формулам /)i 2arcsin( 1/2Q) , рад, при п-7, 2, A -201g-(1-1/Q) , дЬ, при , где п - порядок системы АПЧ. Предлагаемый способ, как правило , дает тем более точную опенку истинного запаса устойчивости систем АПЧ, чем меньше величина этого запаса . 3 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„,Я0„„142411 (51) 4 Н 03 I. 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4054082/24-09 (22) 10,04.86 (46) 15.09.88. Бюл. М 34 (72) В.С.Закс (53) 621.396.662 (088.8) (56) Теория автоматического управления, ч. I. Теория линейных систем автоматического управления. Под ред.

А.А.Воронова. 2-е изд., перераб. и доп ° — М.: Высшая школа, 1986, с.152. (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ЗАПАСА УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ

ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - упрощение измерений при практической приближенной оценке запасов устойчивости по фазе и по амплитуде в системе АПЧ.

Способ заключается в том, что измеряют АЧХ разомкнутой системы АПЧ> т ° е ° зависимость напряжения от частоты.

Полное сопротивление разделительного четырехполюсника превышает выходное сопротивление фильтра нпж .их частот (ФВЧ), После проведения пер:ого измерения система АПЧ замыкается и измеряется АЧХ замкнутой системы АПЧ.

Далее определяют отношение Q-=3чq/×, и проводят оценку запаса устойчивости по фазе d(f и по амплитуде ЛА соответственно по формулам л =2агсв п(1/2Q), рад, при n >i 2, л А=-201g (1-1/Q), д1, при n )i 3, где и — порядок системы

АПЧ. Предлагаемый способ, квк правило, дает тем более точную оценку истинного запаса устойчивости систем

АПЧ, чем меньше величина этого запаса. 3 ил. 424113

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для приближенной оценки на практике запаса устойчивости системы автоматической подстройки частоты (АПЧ) °

Цель изобретения — упрощение измерений при практической приближенной оценке запасов устойчивости по фазе и по амплитуде в системе автоматичес10 кой подстройки частоты.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема, поясняющая способ оценки запаса устойчивости системы АПЧ; на фиг.2 — пример измеренных амплитудно-частотных харак"..еристик системы АПЧ; на фиг.3 — годограф разомкнутой системы АПЧ, т.е. амплитудно-фаэовая характеристика.

Структурная электрическая схема, поясняющая способ оценки запаса устойчивости, содержит систему АПЧ в состав которой входят подстраиваемый генератор 2, дискриминатор 3 и фильтр нижних частот ФНЧ 4, разделительный четырехполюсник 5, измеритель 6 амплитуды.

Оценку запаса устойчивости по фазе и амплитуде системы ЛПЧ производят следующим образом.

На вход разделительного четырехполюсника 5 подают измерительный сигнал постоянного уровня, Систему АПЧ размыкают, например, в точке А (фиг.1) и измеряют амплитудно-частотную характеристику, т.е. записимость 35 напряжения от частоты, при помощи измерителя 6. Результат измерения представлен на фиг.2 (кривая I, м .к .имальный уровень U,). Для обеспе ения частотной независимости напряже- 40 ния измерительного сигнала в точке измерения (т. Б фиг,1) выбирается следующее соотношение между полным сопротивлением разделительного четырех.-.олюсника 5 Z и полным выходным

cc ëðîòèâëåHèåM ФНЧ 4 в точке Б Е .

z,=кz, (1)

После проведения первого измерения система АПЧ замыкается и измеряется амплитудно-частотная характери- 50 стика замкнутой системы АПЧ, Пример результатов измерения представлен на фиг.2 (кривая 2, максимальный уровень Uq). Далее опред»ляют отношение Q=Ug/U, и проводят оценку запаса устойчивости по фазе а и по амплитуде Л А соответственно по формулам

d ч" =2arcsin(1/2Q), рад, при п 2 (2)

dA=-201g(1-1/Q) дБ, при и), 3 (3) где п — порядок системы АПЧ. В случае безынерционного дискриминатора величина п численно равна порядку используемого ФНЧ 4 в случае системы частотной АПЧ, и на единицу больше порядка ФНЧ 4 при использованйи фазовой АПЧ.

На фиг.3 представлен годограф

W(j ) для системы фаэовой АПЧ третьего порядка. Точное значение запаса устойчивости по фазе определяется величиной L СОА < (точка А, получена как пересечение годографа системы

АПЧ с окружностью единичного радиуса с центром в точке 0), а по амплитуде — величиной отрезка.OG.

Приближенная оценка дц производится по LCOB. CF — ммнимальное расстояние от точки с координатами (-1, О j) до годографа W(ju) ° Точка

В получена как точка пересечения ок.ружности радиусом CF с окгужностью единичного радиуса.

Отметим, что LCOB (L СОЛ,, поэтому производимая оценка по L COB является худшим случаем, (COB= dgvaходится иэ треугольника СОВ:

I CBI

LI U 2 a r c s i n

В замкнутой системе АПЧ максимум амплитудно-частотной харакгерис;яки на частоте Ы равен Q, т.е.

fY(jw )I =

l1+W(j 1 Н

Из век горного радиуса CO+OF=CF при учете того, что ОЙ=11(1сд), а СО=1, след ет I CF 1= l1+W(j p) I . Кроме того, ! СВ I= IC> I=-11+W(j и„)1 =1/, (1. Лоэ гому

Л LP=2агсяin(1/2Q).

Приближенная опенка 1 А производится по величине отрезка OP (вместо ОС) равного:

OP=1 — (CE I = 1 — I CF I =1-1/г

Поэтому:

8 A=-201g (1 — 1/Q)

Отметим, что значение Л А также дает нижнюю границу оден и запаса устойчивости по амиг итуле.

Предлагаемый способ, как правило, дает тем более точную опенку истинного запаса устойчивс сти систем АПЧ, чем меньше вели ина этого запаса. з 142411

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ оценки запаса устойчивости системы автоматической подстройки частоты (АПЧ), содержащей соединенные

5 в кольцо подстраиваемый генератор, дискриминатор и фильтр нижних частот, заключающийся в том, что измеряют амплитудно-частотную характеристику системы АПЧ, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерений, измерительный сигнал постоянного уровня подают на выход фильтра нижних частот через разделительный четырехполюсник, полное сопротивление которого превышает выходное сопротивление фильтра нижних частот, при этом измерение амплитудно-частотной характеристики осуществляют на выходе фильтра нижних частот при разомкнутой и замкнутой системе АПЧ и определяют отношение Q напряжений на выходе фильтра ни них частот в замкнутой и р зомкну гой системе АПЧ при максимальном значении амплитудно-частотной хар ктеристики замкнутой системы АПЧ, а оценку запаса устойчивости по фазе

dg и по апмлитуде аА производят соответственно по формулам

dW2arcsin(1/2Q) рад, при из 2;

dA = 20lg(1-1/0), дЕ, при n >< Э, где и — порядок системы АПЧ.

Фие.1

Июиеритеаьный сигиал

Составитель А.Кабанов

Редактор Л.Повхан Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 4696/56

Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. 11роектнаи, 4