Релейный преобразователь для систем с переменной структурой Советский патент 1983 года по МПК G05B13/02 

Фт.т

Изобретение относится к самонастраивающимся системам управления и ожет быть использовано для настройки релейных преобразователей .систем с переменной структурой, а также в качестве преобразователя (дифференциатора, интегратора и т.п.) или фильтра сигналов.с большим динамичес КИМ диапазоном изменения во времени.

Известно устройство для настройки преобразователей и фильтров, содержащее релейный элемент (РЭ) с регулируемым уровнем ограничения в зависимости от величины входного сигнала преобразователя . С1..

Недостатком устройства является низкая точность настройки при малых входных сигналах преобразователя, обусловленная наличием помех, соизмеримых с полезным сигналом. Наиболее близким к изобретению техническим решением является релейный преобразователь для си.стем с переменной структурой, содержащий по- i следовательно соединенные срав-нивающий элемент, управляемый релейный элемент (УРЭ) и интегратор, подключенный входом к входу фильтра низких астот. (НЧ), выходом - к второму входу сравнивающего элемента 2,

Недостатком известного устройства является то, что в установившемся режиме РЭ формирует сигнал, сква жность которого близка к 1/2. Первая гармоника этого сигнала по амплитуде вляется наибольшей для заданной выодной амплитуды РЭ, что соответстует максимальной пульсации выходного игнала преобразователя. Кроме того, тим в релейный преобразователь, как в следящую систему, вводится аста-.т.

ТИЗМ по сигналу ошибки, что в ОДНИ5(

лучаях приводит, к уменьшению скорости преобразования, а в других увеличению погрешностей за счет уходов интегрирующей отрицатель- : ной обратной связи (ООС).

Цель изобретения - повьттиение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь содержит блок выделения модуля, подключенный выходом к управляющему входу управляемого релейного элемента, а вхоом - к выходу фильтра низких частот..

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, на фиг. 2.- диаграммы . напряжений для пояснения работы устройства; на фиг. 3 - пример блок-схемыУРЭ.

.Устройство (фиг. 1) содержит УРЭ 1, интегратор 2, сравнивающий элемент 3,.фи.льтр 4 НЧ и блок 5 выделения модуля.

УРЭ 1 (фиг. 3) содержит двухпозиционный РЭ б, блок 7 умножения и сумматор 8.

Устройство работает следующим образом.

При отключенных блоках 4.и 5 элемент 1 имеет неизменный уровень ограничения ( (фиг. 2аУ. Пусть входной сигнал имеет йид

. (1)

X - et

где е - постоянная величина (е U.,J t .- текущее время.

В этом случае в контуре из элементов 1-3 возникает скользящий режим, при котором сигнал S близок к нулю, т.е.

(2)

X 2 и

2

так как S X - Ну- Следовательно и - среднее значение выходного сигнала О УРЭ 1 близко по величине к значению :J;, т.е.

X е,(3)

а выходной сигнал Z может быть представлен в виде

(4)

+ Я-,

де Zjj - информационная составляющая

сигнала Z/

fL - высокочастотная составляющая сигнала Z, определя- емая в основном амплитудой и частотой выходного сигнала УРЭ И постоянной времени .Т фильтра 4 НЧ. При уменьшении величины Т

(5)

: и

амплитуда составляющей дх. увеличивается.При увеличении величины Т

ё

(6)

),

е..

40 1 . ° Тр + 1

При наличии цейи настройки (цепь 4-5-1) принцип работы устройства в целом соответствует описанному без цепи настройки. Соотношения (1)- (6). 45 остаются.в силе. Различие состоит в том, что амплитуда выходного сигнала УРЭ 1 (сигнал и) изменяется воп(ределенномдиапазоне в зависимости от | величины Z, т.е.

и.„+ kZ, при 0.

и 1

(7)

Кох ПРИ (.

55 где U. минимальный уровень выходного сигнала УРЭ 1;

максимальный.уровень выm ч А

ходного сигнала УРЭ 1/

60 k - коэффициент влияния настройки .

г

Выходной сигнал УРЭ 1 U (фиг.З) формируется следующим образом

и

Ч 6 - vrrp сигналы на выходе РЭ б где Ug и U-j и блока 7 умножения соответственно/ : коэффициент передачи сигнала И Коэффициентом kg выбирается величина , (выражение 7). Полезный эффект от использован 1я изобретения обеспечивается следующим образом.. - , Если выбрать величину .р достаточно малой, то сигнал О в .большом диапазоне изменения отслеживает аб-; солютное значение сигнала Z (фиг,2б) При этом процессы в контуре из элементов 1-3 -характеризуются нахожде- , нием УРЭ 1 в одном из своих устойчивых состояний в течение значительно большего времени, чем в другом. Это обеспечивает значительное уменьшение( пульсаций на выходе фильтра 4 НЧ и независимость их от величины выход- ного сигнала Z. При малых пульсациях выходного сигнала Z (сигнал ju- имеет незначительную величину) постоянную времени Т фильтра 4 НЧ можно также выбрать малой, т.е. по существу сигнал Zfl отслеживает сигнал О, который становится близок по величине к е. Если, например, в. качестве выходного сигнала устройства ,(фиг. 1) использовать сигнал и 2 - выходной сигнал интегрирующей ООС, то устройство в целом представляет собой нелинейный фильтр НЧ..

РЕЛЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ СИСТЕМ. С. ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ, содержащий последовательно соединен ные сравнивающий элемент, управляемый релейн.ый элемент и интегратор, подключенный входом к входу фильтра .низких частот, а выходом - к входу., сравнивающего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, он содержит блок выделения модуля, подключенный выходом к управляющему входу управляемого релейного элемента, а входом - к выходу фильтра низких частот.

Г

1/2.2

1