Фильтр для систем автоматического управления

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советснии

Социалистических

Республик (i()981926 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 30.12.80 (21) 3228182/18-24 с присоединениеат заявки М (23) Приоритет (5 l ) M. Кл.

G 05 В 5/01

9вударотиоииый комитат,.

СССР ав долам изобретений и впрытий

Опубликовано 15.12.82. Бюллетень М 4б

Дата опубликования описания 15.12.82

{5З) УДК 62-50 (088.&) (72) Автор изобретения

А. И. Брук (71) Заявитель (54) ФИЛЬТР ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобрегение относится к автоматическому. управлению.

Известны линейные низкочастотные фильтры для систем автоматического управления, обеспечивающие фильтрацию высокочастотных помех, наложенных на полезные сигналы. Обычно эти фильтры представляют собой один или несколько апериодических (инерционных) элементов, включенных в цепь сигналов (1).

Недостатком данных линейных фильтров является слабая фильтрация значительных по амплитуде помех, например, импульсных.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является нелинейный фильтр, содержащий линейный фильтр, источники опорных сигналов положительной и отрицательной полярности, два.сумматора, причем вход фильтра соединен со входом линейного фильтра,. выход линейного фильтра соединен со входамн обеих сумматоров, второй вход первого сумматора соединен с выходом источника опорг ного сигнала положительной полярности, второй вход второго сумматора соединен с выходом источника опорного сигнала отрицательной полярности, вход фильтра и выходы обоих сумматоров попарно подключены ко входам трех селекторов, определяющих наи5 меньшую из двух величин,. выходы этих трех селекторов подключены ко входам селекторов, определяющего наибольшую из трех величин (2) .

Недостатком такого фильтра является сложность и, соответственно, пониженная надежность.

Цель изобретения — упрощение фильтра и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в фильтр введен двусторонний ограничитель с управляемыми уровнями ограничения "сверху" и "снизу", причем вход ограничителя соединен со входом фильтра, вход управления ограничением "сверху" соединен с выходом первого сумматора, а ахоп управления ограничением "снизу" соединен с выходом второго сумматора.

981926 ковременной по продолжительности, но значительной по величине помехи I 1 1 7 а0.

Если помеха имеет положительную полярность, то, пройдя через линейный фильтр 1 и буду5 чи в нем сглажена, она незначительно увеличивает уровни ограничения огрй ичителя 6.

Придя же на вход того же ограничителя она будет ограничена "сверху" величиной, отличающейся от входного сигнала на +а0. При отрицательной полярности импульсной помехи она будет ограничена ™снизу" величиной, мало отличающейся от -a0.

Фильтр, предложенной схемы более прост

15 в реализации, чем фильтр-прототип (по количеству потребных радиоэлементов — 1,5—

2 раза).

Фильтр для систем автоматического управления, содержащий линейный фильтр, вход которого соединен с входом фильтра, выход— с первыми входами сумматоров, вторые входы которых соединены соответственно с выходами источника опорного сигнала положительной полярности и источника опорного сигнала, отрицательной полярности, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности фильтра, в него введен двусторонний ограничитель с управляемыми уровнями ограничения "сверху" и "снизу", вход которого соединен с входом фильтра, вход управления ограниче35

$$ $$ кием сверху соединен с выходом первого сумматора, а вход управления ограничением "снизу" соединен с выходом второго сумматора.

Источники информации, п1 инятые во внимание при экспергизе

1. Белгородский С. Л. Автоматизация управления посадкой самолета. М., 1972, с. 152—

156, 286, 187. 2. Гильбо Е. П. и др. Обработка сигналов

45 . на основе упорядоченного выбора. М., 1975, с. 281 †2 (прототип), На чертеже показана схема фильтра.

Схема содержит линейный фильтр 1, источник опорного сигнала 2 и 3 положительной и отрицательной полярности соответствен$ но, сумматоры 4 и 5, двусторонний ограничитель 6; диоды D и D, выполняющие функцию управления ограничением "сверху" и "снизу" соответственно, R — входной резистор ограничения, Хвх, Хвых — входной и выходной сигналы фильтра, +а0, -а0— опорные сигналы.

Вход фильтра соединен со входами линейного фильтра 1. Выходы источников опорных сигналов 2 и 3 подключены к входам соответствующих сумматором 4. и 5, к вторым входам сумматоров 4 и 5 подключен выход линейного фильтра 1. Вход фильтра (Хвх) подключен также ко входу двустороннего ограничителя 6. Диод D>, входящий в состав ограничителя 6, анодом подклю- эп чен к выходу сумматора 4, а диод D> катодом подключен к выходу сумматора 5.

Фильтр работает следующим образом.

При отсутствии помех сигнал Хвх. мало отличается от сигнала на выходе линейного фильтра. В этом случае уровни ограничения

"сверху" и "снизу" двустороннего ограничителя 6 расположены по отношению к его входному сигналу практически симметрично и отстоят от входного сигнала на величину, близкую к опорному сигналу а0. При этом входной сигнал фильтра и ограничителя,проходит без искажения на выход фильтра.

Аналогичным образом действует фильтр при наличии на его входе центрированной высокочастотной помехи, не превышающей по величине опорного сигнала а0, ff+ l a0.

В этом случае входной сигнал фильтра вместе с наложенной на него помехой не достигает уровней ограничения ограничителя

6 и проходит без изменения на выход фильт. ра. При установленном достаточно малом уровне опорного сигнала а0 относительное содержание помехи в выходном сигнале Хвых остается несущественным.

Рассмотрим действие фильтра при наложении на его входной сигнал импульсной. кратФормула изобретения

981926

Составитель Г. Нефедова

Техред Т. Маточка Корректор Г. Решетник

Редактор А. Долинич

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 9708/65 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушска янаб., д. 4/5