Нелинейный корректирующий фильтр

 

Нелинейный корректирующий фильтр, содержащий последовательно соединенные первый блок задержки, первый блок умножения, детектор, второй блок умножения, блок извлечения корня, второй блок задержки реле, усилитель и первый сумматор, подключенный вторым входом к выходу второго блока задержки, а выходом - к второму входу второго блока умножения, а также третий блок умножения, соединенный входами и выходами блока извлечения корня и блок сигнатуры, и последовательно соединенные К умножителей, причем выход последнего из них подключен к второму входу первого блока умножения, а вход сигнатуры и выход третьего блока умножения являются входом и выходом фильтра, отличающийся тем, что, с цель повышения эффективности фильтра, в нем дополнительно установлены (К+1) суммирующих усилителей и второй сумматор, подключенный первым входом к выходам первого блока задержки и блок сигнатуры, вторым входом к выходу первого блока задержки и первым входам суммирующих усилителей, а выходом - к вторым входам суммирующих усилителей, выход первого суммирующего усилителя соенинен с первым входом первого умножителя, а выход каждого I-го суммирующего усилителя, начиная с второго, соединен с вторым входом (I-1)-го умножителя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Г 05 В 5/Ol

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3916422/24-24 (22) 25.06.85 (46) 30.07.89. Бюл. И 28 (72) В.А.Друбецкий, Т.И.Рахманова и И.Я.Фальковский (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 3562204/24, кл. G 05 В 5/01, 1983.

Авторское свидетельство СССР

11 3754525/24, кл. G 05 В 5/01, 1984. (54) (57 ) НЕЛИНЕЙНЫЙ КОРРЕКТИРУЮЩИЙ

ФИЛЬТР, содержащий последовательно соединенные первый блок задержки, первый блок умножения, детектор, второй блок умножения, блок извлечения корня, второй блок задержки, реле, усилитель и первый сумматор, подключенный вторым входом к выходу второго блока задержки, а выходом — к второму входу второго блока умножения, а также третий блок умножения, соеди- . ненный входами с выходами блока изИзобретение относится к техническим средствам коррекции систем автоматического регулирования и может найти применение в системах управления силовыми установками горнодобывающей техники.

Целью изобретения является повышение эффективности фильтра.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого фильтра.

На чертеже обозначены: 1 — второй сумматор; 2 — масштабирующие элементы; 3 — суммирующие усилители; 4

„„Я0„„1497607 А1

2 влечения корня и блока сигнатуры, и последовательно соединенные К умножителей, причем выход последнего иэ них подключен к второму входу первого блока умножения, а вход сигнатуры и выход третьего блока умножения являются входом и выходом фильтра, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности фильтра, в нем дополнительно установлены (К+1) суммирующих усилителей и второй сумматор, подключенный первым входом к входам первого блока задержки и блока сигнатуры, вторым входомк выходу первого блока задержки и первым входам суммирующих усилителей, с а выходом — к вторым входам суммирую- щих усилителей, выход первого суммирующего усилителя соединен с первым входом первого умножителя, а выход каждого x-ro суммирующего усилителя, начиная с второго, соединен с вторым входом (i-1)-ro умножителя.

Ьиав умножители; 5 — блок сигнатуры; 6 третий блок умножения; 7 — объект регулирования; 8 — датчик рассогласования; 9 — первый блок задержки; 10— первый блок умножения; 11 — детектор;

12 — второй блок умножения; 13 — блок извлечения корня; 14 — второй блок задержки; 15 — ; 16 — усилитель, 17 — первый сумматор; 18 — задатчик;

19 — нелинейный корректирующий фильтр

В качестве детектора 11 может быть применен двухтактный детектор.

Фильтр работает следующим образом.

3 149760

Сигнал рассогласования между заданным и фактическим значениями регулируемой величины с выхода датчика 8 рассогласования поступает на вход первого блока 9 задержки, на первьпг вход второго сумматора 1 и на вход блока 5 сигнатуры. Выходной сигнал первого блока 9 задержки поступает на первый вход первого блока 10 умно-10 жения, а также на второй вход второго сумматора 1, где вычитается из сигнала, поступающего с выхода датчика 8 рассогласования. Кроме того, выходной сигнал первого блока 9 эа- 15 держки поступает на первые входы суммирующих усилителей 3, на вторые входы которых поступает выходной сигнал второго сумматора 1.

На выходах суммирующих усилителей 20

3 формируются сигналы вида

U =U + — -- U (К+1) где U — выходной сигнал первого бло9 ка 9 задержки;

U — выходной сигнал второго сум1 матора

1 — номер суммирующего усилителя

3; (K+ 1) — число суммирующих усилителей; причем масштабирование выходного сигнала второго сумматора 1 может происходить как непосредственно в самих суммирующих усилителях 3, реализован-35 ных, например, на базе операционных усилителей, так и с помощью масштабирующих элементов ?.

Выходные сигналы суммирующих усилителей 3 поступают на входы последова- 40 тельно соединенных умножителей 4, На выходе последнего К-ro умножителя реализуется сигнал вида х it 44O OOsx %++19 где W — вкгход ой <.игнал К-го умножи- 45 теля 4;

Х. — выходные сигналы суммирующих

1 усилителей 3.

Выходной сигнал К-ro умножителя поступает на второй вход первого блока 50, 10 умножения, где перемножается с выходным сигналом первого блока 9 задержки. Выходной сигнал первого блока 10 умножения поступает на вход детектора 11. Выходной сигнал детектора 11 поступает на первый вход второго блока 12 умножения. на второй вход которого поступает сигнал с выхода первого сумматора 17.

На выходе второго блока 12 умножения сигнал 2 имеет вид

Z =/d1, W / У» = /ill X ...Х ... м где г, — выходной сигнал первого блока 9 задержки;

X — выходные сигналы умножи1; телей 3;, +

Y, — выходной сигнал первого

1 сумматора 17

1 — номер соответствующего суммирующего усилителя 3.

Выходной сигнал второго блока 12 умножения поступает на вход блока 13 извлечения корня, где реализуется преобразование ь

Y = Г где . — выходной сигнал второго бло-! ка 12 умножения;

Y — виходной сигнал блока 13

1 извлечения корня;

n — К+3 и равно количеству сомножителей произведения Ег,.

Сигнал Y.. с выхода блока 13 извле1 чения корня через второй блок 14 задержки подается на второй вход сумматора 17, а также пропускается через реле 15. После усиления в усилителе

16, имеющем коэффициент усиления А, сигнал поступает на первый вход сумматора 17, на выходе которого формируется сигнал У;, равный:

У+ - =Y. +g

1 где Y; — сигнал на выходе второго блока 14 задержки; — сигнал на вьггоде усилителя 16; (А при У, 0;

0 ггри У 170 °

Таким образом, сигнал исключает формирование на втором входе второго блока 12 умножения нулевого сигнала.

В третьем блоке 6 умножения сигналу Y путем умножения его на выход1 ной сигнал блока 5 сигнатуры присваивается знак сигнала рассогласования.

Выходной сигнал третьего блока

6 умножения является выходным сигналом нелинейного корректирующего фильтра.

Предлагаемый фильтр по сравнению с прототипом позволяет в 1,7 раза повысить эффективность фильтрации (среднеквадратическое отклонение регулируемого параметра от программы) в замкнутой системе регулирования

1497607 6 ции восстановленной информации о фильтруемом сигнале между отдельными измерениями. при сохранении ее динамических свойств. Полученный уровень подавления шумов достигается за счет дополнительного использования при фильтраСоставитель Ю.Гладков

Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Редактор А.Лежнина

Заказ 5947 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101