Устройство для автоматической стабилизации

 

»Te ò;: —, ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

23377I с

Союз Соеетскиа

Социалистические

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21с, 46/50

Заявлено 20.XI.1967 (№ 1197480/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

МПК G 061

УДК 621.396.662.4-503. .51 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 24.XII.1968. Бюллетень ¹ 3 за 1969 г.

Дата опубликования описания 14Х.1969

Авторы изобретения

С. И. Марков и Б. Н. Усов

Ленинградская военная инженерная краснознаменная академия им. А. Ф. Можайского

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧ ЕСКОИ СТАВИЛ ИЗАЦИ И

ЗАДАННОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ЗАТУХАНИЯ СОБСТВЕННЫХ

КОЛЕБАНИЙ В САМОНАСТРАИВАЮЩИХСЯ СИСТЕМАХ

",i 1,2,3,... (2i — 1) —.. (3)

2 (5) x(t) =А, e- sin а/, Известны устройства для автоматической стабилизации заданного показателя затухания собственных колебаний в самонастраивающихся системах, содержащие два диодных фазоразличителя и два запоминающих устройства, подключенных к сравнивающему устройству.

Недостатком таких устройств является невысокое быстродействие.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в нем между входом каждого запоминающего устройства и анодом соответствующего диода фазового различителя через потенциометр включено звено запоминания амплитуды колебаний, а ко входным зажимам устройства подключен триггер Шмитта, нагруженный на реле, причем контакты этого реле включены в цепи питания двух реле, контакты которых установлены во входных цепях обоих звеньев запоминания амплитуды колебаний и обоих запоминающих устройств. Это позволяет упростить устройство и повысить его быстродействие, При этом используются емкостно-триодные запоминающие элементы и потенциометр для параметрической установки заданного показателя затухания.

Пусть собственные колебания системы описываются выражением: где Лп — начальная амплитуда колебаний; и — показатель затухания;

<т — частота колебаний.

Предлагаемое устройство для получения информации о показателе затухания использует метол, реализуемый следующим алгоритмом: х=тА; — А;, т, (2) гле r. — сигнал на выходе устройства;

Ai — амплитуда в ом полупериоле колебаний;

Ai» — амплитуда в i+1 полупериоде колебаний; т — коэффициент отношения в периоде колебаний.

Для колебаний, описываемых форм лой (1), амплитудные значения будут B моменты времени

Р1спользуя формулы (1) и (3) лля амплитуд

А и А;, i можно записать:

25 — —" (2i-))

А,.=Ао е (4) — (2(+-1)

Ai- y — Ао е

233771 (а з зад — 1п ".

1 — ;ад . (8) Полагая в формуле (2) <=0 и используя выражения (4) и (5), получим l:Ò

А; (6)

Из выражения (6) можно полу чить связь между коэффициентом т и заданным показателем затухания азад:

Отсюда видно, что выбором коэффициента т мы мо кем устанавливать желаемый показатель затухания. Заметим, что из формулы (6) следует, что т(1. Это упрощает техническую рсализацио множительного элемента.

Если известно и„д, то для т имеем следующее выра>кение:

Используя формулы (2), (4), (5) и (8), получим выражение для выходного сигнала устройства: а "ззд — — - (2i — 1)

><=Аз е " (е " — e " ). (9)

Из формулы (9) видно, что >< меняет знак в зависимости от отклонения а от и„, . Кроме того, >< зависит от номера i периода колебаний, в котором происходит сравнение амплитуд. Для затухающего процесса с à(à„„ с ростом номера периода r. уменьшается, а для расходящегося процесса — >< увеличивается.

Схема предложенного устройства, реализующего выражение (2), представлена на чертеже.

На чертеже приняты следующие обозначения:

1, 2 — диодные фазоразличители;

8 — потенциометр настройки на заданный показатель затухания;

4, 5 — звенья запоминания амплитуд;

6, 7 — запоминающие устройства;

8 — сравнивающее устройство;

9 — коммутирующее устройство.

Данная схема представляет собой счетнорешающее устройство, которое замеряет амплитудные значения двух соседних полуволн колебаний и выдает величину ><, равную их разности. Схема устройства состоит из двух одинаковых плеч и системы коммутации. В каждое из плеч входит фазоразличитель, звено запоминания амплитуды, запоминающее устройство. В одном из плеч имеется потенциометр настройки на заданный показатель затухания (т. е. для уменьшения амплитуды на коэффициент отношения амплитуд т). На выходе схемы имеется сравнивающее устройство.

Схема устройства работает следующим образом.

Затухающие или расходящиеся колебания

r(t) подаются на вход устройства. Фазоразличители позволяют записать в одно из плеч

Зо

65 только положительну10 полуволну, а в другое — только отрицательную. Звенья 4 и 5 запоминают максимальное значение за половину волны колебаний соответственно. После того, как пройдет период колебаний, устройство 9 подключает блоки 6 и 7, на которых запоминаются величины, имеющиеся на звеньях 4 и 5. Вслед за этим устройство 9 включает цепи списывания:имеющихся амплитудных значений на звенья 4 и 5 и тем самым готовит их к работе в следующем периоде. Величины, имеющиеся на устройствах 6 и 7, сохраняются в течение следующего периода до тех пор, пока снова сработает устройство 9,и подадутся новые значения амплитуд, которые и запишутся в устройства 6 и 7. Блок 8 выдает сигнал, пропорциональный разности амплитуд в периоде.

Коммутирующее устройство 9 состоит из триггера Шмитта 10 и блока реле 11.

Колебация r.(t) подаются на вход триггера

10, с выхода которого в виде прямоугольных импульсов поступают в блок 11. Последний сначала должен подавать сигнал для подключения устройств б,и 7, а потом для списывания прежних значений в звенья 4 и 5. Причем необходимо схему построить так, чтобы списывание не произошло раньше или одновременно с подключением устройств 6 и 7. Такая последовательность операций должна происходить только один раз за период колебаний, т, е. недопустимо повторное срабатывание триггера 10 от одного и того же импульса. В противном случае во второй раз будет подано на устройства 6 и 7 нулевое или близкое к нему значение, которое,и будет запомнено.

Этим требованиям удовлетворяет схема блока 11. Назначение элементов схемы следующее. Диоды Д? и Дз выполняют роль фазоразличителей. потенциометры R? и R2 служат для умножения на коэффициент отношения амплитуд т, т. е. с их помощью устанавливается заданный показатель затухания.

В одном плече диод Дз, конденсатор С? и триоды T»f Т образуют звено 4, а конденсаторы С2 и триоды Тз и Т, образуют устройство 6. В другом плече звено 5 образуют диод

Д4, конденсатор Сз и триоды Т-. и Тб, а устройство 7 — конденсатор С4 и триоды T-„Та.

Триоды Та и Т,з выполняют роль сравнивающего устройства 8. Потенциометр R;, и диод

Дз необходимы для установки минимального тока триодов Т? и Т2. Аналогичную роль выполняют потенциометры R4 и R.- и диоды д6—

Дз для соответствующих триодов. Схему коммутирующего устройства образуют триоды Т«

И TI2 И РЕЛЕ Р„P И Рз. В ИСХОДНОМ СОСтОяНИИ триод Т?1 закрыт, а триод Т?2 открыт и шунтирует обмотку реле Р?. Разность потенциалов между точками А и Б равна нулю. При появлении на входе анализатора сигнала в виде колебаний положительная полуволна записывается на конденсаторе С?, а отрицательная — на конденсаторе Сз. Отрицательная полуволна открывает триод Т«. Триод Т?2 за233771

Предмет изобретения

Составитель И, Н. Шувалова

Редактор А. И. Шиллер Текред А. А. Камышникова Корректор О. Б. Тюрннй

Заказ 583 8 Тираж 440 Подписное

ЦНИИЧИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Чииистров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр, Сапунова, 2 крывается, в результате чего срабатывает реле Р, и контактами 1Р1, 2Р1 и ЗР1, 4Р! подключает устройства б и 7 к звеньям 4 и 5, соответственно. Кроме того, оно замыкает контакты 5Р1, 6Р1, что приводит к срабатыванию реле Р>. Реле Р, срабатывая контактами

1Р2, 2Р2, самоблокируется. Кроме того, оио замыкает контакты ЗР2, 4Р2 и тем самым готовит цепь срабатывания реле Ра. После прохождения отрицательной полуволны, триггер

10 возвращается в исходное состояние. Рслс

Рт, отпуская, контактами 1Р1, 2Р1 и ЗР1, 4Р1, отключает устройства б и 7 от звеньев 4 и 5, а контактами 7Р1 и 8Р1 включает реле Р, Реле Р;„сработав контактами 1РЗ, 2PÇ и ЗРЗ, 4РЗ, образует цепи разряда конденсаторов С, и С;„контактами 5РЗ, 6Р3 обесточивает обмотку реле Р„а контактами 7РЗ, 8РЗ разрывает цепь обмотки реле Рт,,предотвращая возможность его повторного срабатывания. После отпускания реле Р. отпускает реле Р„, схема возвращается в исходное состояние и готова для работы в следующем периоде. Записанные значения амплитуд на устройствах б и 7 сравниваются на устройство 8. Разность потенциалов между точками А и Б оказывается пропорциональной разности амплитуд. В следующем псриоде весь процесс повторяется.

Умножение амплитуды на коэффициент т производится с помощью потснциометра R .

Устройство для автоматической стабилизации заданного показателя затухания собствен10 ных колебаний в самонастраивающихся системах, содержащее два диодных фазоразличителя и два запоминающих устройства, подключенных к сравнивающему устройству, отлача(о цееся тем, что, с целью упрощения устрой15 ства и повышения его быстродействия, в нем между входом каждого запоминающего устройства и анодом соответствующего диода фазового различителя через потенциометр включено звено запоминания амплитуды колеба20 ний, а ко входным зажимам устройства подключен триггер Шмитта, нагруженный на реле. причем контакты этого реле включены в цепи питания двуx. реле, контакты которых установлены во входных цепях обоих звеньев

25 запоминания амплитуды колебаний и обоих запоминающих устройств.