Устройство для компенсации помех

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

» 565279

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-.ву № 402855 (22) Заявлено 23.04.75 (21) 2127261/24 с присоединенивм заявии №вЂ” (23) П р иоритет— (43) Опубликовано 15.07.77. Бюллетень № 26 (45) Дата опубликования описания 21.10.77 (51) М.Кл. б 05В 5/01

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.3(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. С. Сорокин и А. С. Кочетов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ПОМЕХ

Изобретение относится к области .систем автоматического управления и может быть использовано в системах управления летательными аппаратами, содержащих,релейные привода и,подверженных воздействию гармон ических отомех.

Известно устройство для компенсации помех, содержащее элемент с опраничением, ин тегратор, операционный усилитель (1).

Недостаток устройства заключается в то м, что элементы его вносят нежелательный «интегрирующий» эффект при ра боте системы в линейном .режиме (без ограничения) и не обеспечивают высокой точности компенсации влияния ограничения, так как сформированный компенсирующий сипнал не зависит от величины ограниченной части управляющего сигнала.,Известно устройство для компенсации помех (2), содержащее как элементы с опраничением, так,и нх модели. Применение этого устройства,в а втоьматических системах позволяет расширить линейную зо ну элементов с ограничением. Однако во многих системах линейная зона задана постоянной величиной.

Расширение линейной зоны, например, в системах автоматического управления беспилот ными летательными аппаратами приводит к увеличению расхода энергии, габаритов и ве2 са исполнительных устройств и велосчииы перегрузки.

В авторском свидетельстве № 402855 описано устройство для ком пенсации помех, содержащее усилитель с ограничением, суммирующий интегратор и реле с двумя замыкающими .и размыкающими ко|нтактами, обмотка которого соединена с входом усилителя с ограничением, первый за мыкающий контакт щ включен, между выходом усилителя с опраничением и первым входом суммирующего интегратора, второй замыкающий контакт включен между входом усилителя с ограничением и вторым входом суммирующего интегратора, первый размыкающий контакт включен между выходом суммирующего интегратора .и его третьим входом, а второй размыкающий контакт включен между входом усилителя с ограничением и вьзходом суммирую щего интегратора,(3).

Компен си рующий сигнал изменяется по закону «затухающей» экспоненты (разряд интегратора) и имеет вид

2 5 De где т = RC —,постоянная времени разряда конденсатора С в цепи обратной связи сум мирующего ин30 тепратора;

565279

3

D — величина,за(ряда интегратора в момент о(1 окончания ограничен)ия, т. е. величина ограниченной .проинтетрированной части управляющего сигнала.

Значение D в момент p>tl можно оп(ределить с (помощью выралсен(ия

r u t, D = (g(pIt) — В) ((() 1)

Й. ( — А) (2оtp — л) + /зсоэо1tp, пде в4 — момент начала ограничения гармоничеакой помехи siIIpIt;

g(Ipt) = А + siII(pt — у)правляющнй сигнал, состоящий из постоянного (медленно из.меняющегося) )полезного сигнала А и гармон(ичеокой помехи з1по)1;

 — уровень огран)ичения.

Для обеспечения заданной точности (компенсации,необходимо, чтобы величина компенсирующего сигнала f, была пропорциональна величине огра(ниченной части yIlpa(Bляющего сигнала. Это усло(в)ие обеспечения заданной точности компенсации имеет вид

< / 1

СО edt t — eet

i Itt(rot) — B)d(>st) = J De d(t) s

ecto eo t t (1) где 8 — площадь ограниченной части компенсирующего сигнала п(ри суммировании его с управляющим сигналом )на входе усил)ителя с ограничением.

Величину S )можно найги в общем виде после линеаризации функциями f „(Ipt} +

+ g(pIt) = В (B окрестностях точки Ipt(S= (2)

2 (D — xt:oscpt) ) Из выражевий (1) и (2) следует, что точ)ность компенсации за(висит от величины постоянной )обремени т,разряда интегратора. Завиоимость постоянной времени т от (величины D заряда интегратора )в момент (pt окончания ограничения имеет BtHp, 2созЫ(+ D )- 1 4соьЫ вЂ” 12cos(pt, + Ю

4poscpt) Однако )величина т постоян(на и не зависит от заряда D интегратора в момент cpt). Поэтому недостаток устройства по а(вт. св. 402855 (состоит B том, что;постоянная )времени t разряда су)ммирующего интегратора не за в)исит от величины D его заряда )в момент ж(окончания огранлче(ния, что снижает точность компенсации:влияния одностороннего ограничения помехи на динамические свойства системы автоматического упра)влен(ия летательным ап)па(ратом.

Цель изобретения — повышение тонности компенсации влияния одностороннего ограничения помехи на динамичеокие свойства системы автоматического у)п(ра(вления летатель4 ным ап)панкратом. Это достигается в цредлагае(MovI у(стройстве для ком)пенса(ции (помех тем, что она содержит развязы(вающий блок, и реле с разными уров)нями сра)батывания и п параллельно соединенных (блоков обратной связи суммирующего интегратора, (при этом входы и реле)подклю)чены к выходу развязывающего блока, вход кото(рого посоединен к не)подвиино)му размыкающему контакту )релейного элемента, )включенно)му в цепь между входом усилителя с ограничением (и выходом ,суммирующего интегратора, Причем каждый

)блок обратной связи суммирующего интегратора состоит из по(следовательно соединенных

15 и-ro резистора, замыкающего контакта и-го реле и размыкающих контактов (n — 1) -ro реле. Такое (конструктивное решение обеспечи(вает изменение постоянной времен)и,разря)да интег(ратора в зависимости от (величины

20 его разряда, что )повышает точность ком)пенсации влияния одностороннего ограничения (помехи на динамвку системы.

Схема описываемого устройства п(ри(ведена на фиг.,1.

Устройство содержит усилитель 1 с ограничением, суммирующий интегратор 2, релейный элемент 3, резистор 4 в цепи обратной связи суммирующего интегратора, замыкающие 5, б (и размьькающие 7, 8 контакты релейного элемента, развя)зывающий бло)к (усилитель) 9.

Эпюры сигналов, )поясняющие ра(боту уст)ройства, .предста(влены на фиг. 2, пде п(риняты следующие обозначения: д — управляющий

35 сигнал, f, — ком(пенс)ирующ(ий сигнал, — (площадь огра(н иченной части сигнала, А— полезный сигнал,  — урo)BeHb агранлчения, D — величина заряда интегратора, т — постоянная,времени разряда интегратора.

40 Величина сопротивления,рез(истора 4 выбирается ка(к можно больше, что)бы током разряда конденсатора 10 через рез)истор 4 можно (было пренебречь. ,Уровень,сра)батыван ия дополнительных ре45 ле и величины сопротивлений резисторов 8 дополнительных обратных .овязяx сумии(рующего интегратора )имеют за)висимости соот(ветспвующего вида

Р„<Р„; <Р„2 (...

Устрой(спво ра(ботает следующим образом, Полезный сигнал А и гармоническая (11oMexa sinpIt .подаются на,вход усилителя 1 с olr55 раничением и на релейный элемент 3, порог чувствительности (которого соответст(вует уровню ограничения В.

)B момент tBpe(MeHH в4 (фиг. 2), цр)и котором происходит ограничен(ие амплитуды tra(p60 монн(ческой помехи, срабатывает релейный элемент, замыкающий контакт 6 которого подключает цепь у(пра)вляющего (сигнала к входу суммирукыце)го интегратора 2, а замыкающий контакт 5 )подключает вход усилите65 ля 1 с ограничен(ием к другому входу сумми565279

5 рующего интегратора. При этом, размыкающий,контакт 7 разрывает цепь обратной связи суммирующего интегратора, а размыкающий контакт 8 отключает вход уоилителя с ограничением от выхода сум мирующего интегратора, Суммирующий интегратор |интегрирует разностный сигнал.

В момент времени в4,;при котором не п роисходит опраничения, релейный элемент 3 отключается и размыкающий контакт 8 подключает выход суммирующего интегратора 2 к вхаду усилителя 1 с ограничен|ием и чЕреВ развязывающий усилитель 9 к .входам реле

Р1, Р2, Рз, ..., P„. Размыкающий контакт 7 подключает параллельно суммирующему интегратору резистор 4. Однако сопротивление резистора 4 выбрано таким, что ток разряда .конденсатора 10, проходящий через резистор 4, .пренебрежимо иал. Замыкающ ие контакты 5 и 6 релейного элемента 3 при его отауокании отключают входные цепи суммирующего интегратора 2 от входа и выхода усилителя с ограничением. iB этот же .момент срабатывают те из реле Р1, Рг, ..., P„ууовень ора батывания которых ниже на п ряже ния на выходе сумм ирующего интегратора.

Контакты этих реле подключают один из резисторо в R q, Р i ..., Rr с максимальным сопротивлением параллельно суммирующему

|интегратору. Последний разряжается ао апериодическому за кону, постоянная времени .разряда которого изменяется в соответствии с величиной D заряда суммирующего интегратора, что обеспечивает за данную точность ком,пенс ации.

Таким образом, на вход усилителя 1 с 0rраничением поступает компенсирующий сигяал f,, пропорциональный за ряду су ммирующего инте гратора 2, который компенсирует

1влияние одностороннего ограничения ломехи на,дина мичеокие свойства аистемы.

Технико-экономическая эффектив ность предложенного устройства состоит в том, что при внщрении его в системы автоматичеакого управления с огра ничением, подверженные воздействию помех, улучшаются их динами. чесучие свойства за счет повышения точности компенса ции влияния ограничения амплитуды помехи.

Формула изоб ретения

1. Устройство для компенсации помех по авт. св. № 402855, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности компенсации, оно содержит развязывающий блок, и реле с разными уровнями срабатывания и п параллельно соединенных блоков обратной связи суммирующего интегратора, при этом входы а реле подключены к выходу развязывающего ка,,вход которого подсоединен к неподбло вижному,размыкающему:контакту релейного элемента, включенному в,цепь между входом усил1ителя с ограничением и выходом суммирующего интегратора.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что каждый блок обратной связи суммирующего интегратора состоит из последовательно соединенных и-го резистора, замыкающего контакта п-го реле и размыкающих кон30 тактов (и — 1) -ых реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тэлер Дж. и Пестель М. «Анализ и рас>5 чет нелинейных систем а втоматичеакого управления», «Энергия», 1964, с. 361 †3.

2. Авто|рское свидетельство СССР

¹ 344407, кл. G 05В 5/01, 16.09.70.

3. Авторское свидетельство СССР

40 № 402855, кл. G 05В 5/01, 29.04.72 (прототип) .

565279

Фиг. 2

Составитель В. Губанов

Техред В. Рыбакова

Корректор О. Тюрина

Редактор M. Юрчикова

МОТ, Загорский филиал

Заказ 6249 Изд. № 585 Тираж 1109 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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