Патент ссср 335667

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 23ЛХ.1968 (№ 1271398 18-24 с присоединением заявки № 1294283/18-24

Приоритет

Опубликовано 11ЛЧ.1972. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 16.V.1972

М. Кл. 6 05b 13/02

Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Миииотров

СССР удK 62-553-2:531.74 (088.8) Авторы изобретения

В. К. Обабков и В. Г. Чижевский

Заявитель

СПОСОБ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО ФАЗОРЕГУЛИРОВАНИЯ

Данный способ относится к системам автоматического управления экстремальными инерционными и нестационарными объектами, оптимизируемыми по методу синхронного детектирования.

Известны способы экстремального фазорегулирования, основанные на автоматической компенсации фазовых сдвигов между опорным сигналом и сигналом, несущим информацию о переменном фазовом сдвиге по частоте поиска. Эти способы неприменимы в случае, когда управляемый объект представляет собой последовательное соединение нелинейного экстремального звена и динамического звена с переменными во времени параметрами. Этот недостаток связан с нелинейностью фазовой характеристики инерционного звена.

Составляющая, из которой черпается информация о фазе, олицетворяет собой потери на поиск, которые всегда желательно уменьшить. Значительное снижение потерь на поиск ухудшает помехоустойчивость контура фазорегулирования, т. е. уровень второй гармоники оказывается ниже уровня естественных шумов объекта.

Способ неэффективен при экстремальных характеристиках с малым уровнем второй гармоники. При экстремальных характеристиках типа модуль способ вообще недействен при достаточном удалении рабочей точки от точки экстремума, т. е. уровень второй гармоники оказывается ниже уровня естественных шумов объекта.

Известные способы неприемлемы к много5 мерным экстремальным системам с синхронным детектированием. Предлагаемый способ отличается от известного тем, что выделяют полезный сигнал на одинарной частоте поиска и регулируют им фазу опорного напряжения

10 синхронного детектора (СД) экстремальной системы. Сигнал с удвоенной частотой суммируют с сигналом одинарной частоты. Это позволяет повысить помехоустойчивость и эффективность регулирования.

15 Положительный эффект достигается благодаря тому, что на вход множительного звена (фазового детектора) подается не только сигнал выхода объекта, но и сигнал, пропорциональный квадрату (или модулю) выхода

20 объекта.

Блок-схема устройства с СД, реализующая предлагаемый способ, представлена на чертеже.

Схема содержит множительное звено (син25 хронный детектор) 1, исполнительное астатическое устройство 2, сумматоры 8 и 4, нелинейное звено 5 типа квадратора или модуля, множительное звено (фазовый детектор) 6, исполнительное астатическое устройство

30 фазовращатель 8, частотно-фазовый удвоитель

335667

+ рц(" О+ ")+ 1) 1О

50

9 основной гармоники опорного сигнала, полосовой фильтр 10, настроенный на удвоенную частоту поиска 2 в; — сигнал на выходе обьекта оптимизации, состоящего из последовательно соединенных нестационарного инерционного звена, описываемого дифференциальным уравнением:

a»(t) D (у (t) + 6g (t)) b

i=.0

+ оХ (t)... (1) с переменными во времени коэффициентами а „(1), б,,(/), и экстремального звена с характеристикой F (в, 1); рц (t) — фаза несущего сигнала б, (/), функционально связанного с поисковым сигналом б (t) =а cos(cot+a); б.," (1) = b cos (et+ P (t) — опорный сигнал синхронного детектора; а, b и а,P — амплитуды и фазы соответственно поискового и опорного сигналов; V — выход сумматора 4, соединенный с фазовым детектором б фазорегулятора;

e — сигнал ошибки фазорегулятора.

Информация о фазовых сдвигах между опорным сигналом - и несущим сигналом

by (1) =-- и I в ц (jñî, /) Icos (со/ + <рц (t + о:), где о:ц (1м, t) и агнец (jo, t) срц (со,t) соответственно амплитуда и фаза частотной характеристики ац (jet) нестационарной линейной части объекта, описываемой уравнением (1), выделяется на удвоенной частоте поиска 2 в ввиду того, что на более высоких или более низких частотах информацию о фазе необходимого качества получить не удается. Сигнал, измеренный на выходе объекта 11, поступает на один из входов сумматора 4, на другой его вход поступает сигнал ф с выхода нелинейного экстремального звена 5 (например, квадратора или модуля).

Сигнал состоит из нескольких составляющих, в частности, в нем имеется и такая составляющая, олицетворяющая собой потери на поиск, которая содержит информацию о фазе рц(/) и знакопостоянный множитель

0,25 Р" (s, 1) Ха I оц (1а, 1) I2, где в(/) — сигнал ошибки в СЭР и СД, характеризующий отклонение режима работы объекта от экстремального, а

F(e t) =OêF(s t) Oa2 (2) Кроме того, в сигнале имеется самая важная составляющая на частоте поиска о, из которой в итоге и формируется управление в контуре СЭР и СД. Эта составляющая также содержит полезную информацию о фазе, но имеет знакопеременный множитель вида

Р (е,t) (ср. если Р(в) =в (1), в силу чего в таком виде его использовать не удается. Для того, чтобы обратить этот сигнал в полезный, необходимо подвергнуть сигнал с выхода объекта нелинейному преобразованию Q (ф), го

25 зо

4 например, вида Q=g, в результате которого прежний сигнал F (в, t) by(t), умножаясь сам на себя, дает сигнал вида (Р (я, 6 оу (/)) = — (Р (= t)1 а l«t(j«>t) («s2(«+ г обладающий знакопостоянным множителем и необходимой информацией о фазе рц(«, /)

Помимо полезной новой составляющей (2) после нелинейного преобразования Я (ф) появляются рабочие составляющие вида

F (s,t) 0,25F" (я,t)a {ац (jui,t)j cos2 (о t + рц (а,t) +

+ а) + — (Р"(я,t)) y,)мц(1а,t" соз2 (в/+ рц Х

Х (co, t)+ a),... (З) которые насыщают общий сигнал V дополнительной полезной информацией о фазе в тех случаях, когда Р(е., t) 0 . Если же Р(в, t) может принимать и положительные и отрицательные значения, то в цепь нелинейного преобразования потребуется ввести смещение, равное максимуму {F(0, t) { (для всех t) и таким образом скомпенсировать этот вредный член, получающийся в установившемся режиме (при в=0), так, чтобы F (0, t) 0, а Р(в, t) всегда было знакоопределенно.

На выходе сумматора появляется составляющая на частоте 2а с желаемыми свойствами более мощная, чем известные ранее, а именно

0,25а «r(jо>t) {2F (я, t)F" (a, t) + — (F"(,t)) Х

Q «r(jet) + 2(F (а, /)) + F" (s, 1))соз2 (аl +

+ р()+ -).

Предлагаемый способ, таким образом, объединяет все положительные качества известных способов фазорегулирования и увеличивает общий поток полезной информации, что обеспечивает высокую работоспособность всей экстремальной системы при любых экстремальных характеристиках объекта управления, Предмет изобретения

1. Способ экстремального фазорегулирования, основанный на регулировании фазы опорного напряжения сигналом, выделенным из выходной координаты объекта на двойной частоте поиска, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и эффективности регулирования, выделяют полезный сигнал на одинарной частоте поиска и регулируют им фазу опорного напряжения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что суммируют сигнал одинарной частоты и сигнал с двойной частотой.

335667

Составитель А. Лащев

Техред Т, Ускова

Редактор Б. Федотов

Корректор О. Волкова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1283/17 Изд Ко 517 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5