Вычислительное устройство для систем автоматического управления

 

BCEC О1СЗ1! АЛ

ИТСИ .. --",:1 1:- CI.qq библи те с 1, Б

307394

О П

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 15.1.1970 (№ 1395825/18-24) МПК G 05g 1/00

G Обд 7. 78 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.Ч1.1971. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 05.VIII.1971

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.335:621.3.078 (088.8) Авторы изобретения

A. И. Брук и JI. Л. Николаев

Заявитель

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМ

АВТОМАТИЧ ЕСКОГО УПРАВЛ ЕНИЯ

Предлагаемое устройство может найти применение как фильтр-смеситель, выделяющий отфильтрованный полезный сигнал средней частоты, когда в системе одновременно могут быть использованы входные сигналы, являющиеся суммой полезного сигнала с высокочастотной помехой и полезного сигнала с низкочастотной помехой. Примерами таких комбинаций входных сигналов могут являться, с одной стороны, сигналы радиотехнических, астрономических датчиков и их производные, с другой стороны, сигналы гироскопических инерци альных, барометрических устройств в авиационных системах автоматической навигации и пилотирования.

Известны фильтры-смесители для сигналов, один из которых содержит высокочастотную, а другой низкочастотную помехи, содержащие замкнутый контур с нелинейньв| и двумя

СУммиРУ1ощими элементами, к одному из КОторых подключен источник управляющего сигнала, содержащий высокочастотную помеху, а к другому суммирующему элементу через дифференцирующий элемент подключен источник управляющего сигнала, содержащий низкочастотную помеху.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что замкнутый контур выполнен в виде последовательно соединенных суммирующих элементов с включенным между ни2 ми нелинейным элементом типа сигнатуры и интегрирующего элемента, охваченных жесткой обратной связью, что позволяет упростить схемную реализацию устройства.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Сигнал Х1 от источника управляющего сигнала, содержащего высокочастотную помеху (на чертеже не показан, поступает на вход замкнутого контура, состоящего в прямой цепи из суммирующего элемента 1, нелинейного элемента 2 типа сигнатуры, второго суммирующего элемента 3 и интегрирующего элемента 4, а в цепи обратной связи — из

15 инвертирующего элемента б. Ко второму входу элемента 8 через дифференцирующее звено 6 подключен источник управляющего сигнала Х>, содержащего низкочастотную помеху (на чертеже не показан).

При этом I Хполезн,+f Х2 = Хполеэн.+F

Где Хполеен. полезный сигнал;

f — высокочастотная помеха;

F — низкочастотная помеха.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Если скорость изменения входного сигнала

Х, отличается от скорости изменения входно30 ro сигнала Х меньше, чем на величину огра307394

Предмет изобретения л

)

1 кр (3 1

Составитель И. А. Шелипова

Редактор В. Новоселова Тсхред Л. Л, Евдонов Корректор В. И. Жолудева

Заказ 2181/15 Изд. М 956 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская паб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ничения нелинейного элемента, замкнутын контур нелинейного фильтра работает в скользящем режиме, и по отношению к сигналу Х1 линеаризуется в единичную, а по отношению к сигналу X> — в нулевую функции.

Этот случай соответствует отсутствию или малым значениям высокочастотной помехи ).

При увеличении помехи f нелинейный элемент 2 насыщается и в каждый момент времени может быть ли не аризован усилительным элементом с конечным коэффициентом усиления, причем этот коэффициент усиления тем меньше, чем больше сигнал на его входе, т. е. чем больше помеха f. Весь замкнутый контур нелинейного фильтра в этом случае по отношению к сигналу Х1 линеарируется апериодическим звеном, а по отношению к сигналу X> — изодромным. Причем постоянная времени и апериодического и изодромного звеньев возрастает с увеличением скорости входного сигнала Хь т, е. с увеличением высокочастотной помехи.

Таким образом, как глубина фильтрации сигнала Х1, так и изодромная составляющая сигнала Х2, корректирующая запаздь.вапие сигнала Х1 на апериодическом звене, лннеаразующем фильтр, являются прямымн функциями высокочастотной помехи в каждый момент времени. Нелинейный фильтр идентичен апериодическому линейному ззену с самонастраивающейся постоянной времени, причем критерием самонастройки служит высокочастотн а я по мех а.

Зависимость постоянной времени фильтра от величины помехи имеет некоторую зону нечувствительности, определяемую величиной уровня ограничения нелинейного элемента 2.

При правильном выборе уровня ограничения нелинейного элемента среднее значение постоянной времени фильтра, для конкретных характеристик случайной функции f, может

5 быть сделано достаточно малым, что уменьшит влияние отклонения параметров системы от расчетных»а понижение ее устойчивости.

В то же время, при любой величине высокочастотной помехи скорость выходного сигна10 ла Х„„не будет отличаться от скорости сигнала Х, не содержащего высокочастотной помехи, на величину, большую, чем уровень ограничения нелинейного звена 2, что свидетельствует о высоких фильтрующих свойст15 вах предлагаемого устройства.

20 Вычислительное устройство для систем а«томатического управления при наличии в управляющих сигналах высокочастотной и низкочастотной помех, содержащее замкнутый контур с нелинейным и двумя суммн25 p)ющими элементами, к одному из которы подключен источник управляющего сигнала, содержащий высокочастотную помеху, а к другому суммирующему элементу через дефференцирующий элемент подключен источник

30 управляющего сигнала, содер;кащий низкочастотную помеху, отлича ощееся тем, что, с целью упрощения устройства, замкнутый контур выполнен в виде последовательно соединенных суммирующих элементов с включенным между ними нелинейным элементом типа сигнатуры и интегрирующего элемента. охваченных жесткой обратной связью.