Нелинейный фильтр Советский патент 1988 года по МПК G05B5/01 

i (Л

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может применяться в системах автоматического регулирования, работающих в условиях действия высокочастотных и импульсных помех. Цель изобретения - повышение помехозащмценности и упрощение фильтра. В нелинейный фильтр входят : усилительное звено 1, вычнтакмцее звено 2, пороговый элемент 3, коммутатор 4 и апериодическое звено 5. В фильтре используются два динамических звена: усилительное при малом уровне помете и апериодическое при большом. При этом уровень помех оценивается по величине сигнала разног, сти между выходными сигналами этих звеньев. 1 ил.

г

i

J(w

fjieff

4

N5

сл

СП

со со

11

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может применяться в системах автоматического регулирования, работающих в условиях действия высокочастотных -и. импульсных помех.

Цель иэобр етения - повьапение помехозащищенности и упрощение фильтра

На чертеже представлена функциональная схема нелинейного фильтра.

В .нелинейньй фильтр зходят усилительное звено 1, вычитающее звено 2, короговий элемент 3,, коммутатор 4 .и апериодическое звено 5.

Фильтр работает следующим oQilasoM

Вычитающее звено 2 формирует на своем выкоде сигнал 6 , представляю™ щий собой усиленную в КГ раз произ- зодную входного сигнала фильтра X.

Коэффициен г передачи усилительно- .го звена t равен К , передаточная озуикция апериодического звена 5 равн

W(S)

Ki

TS + 1(I)

::,....счем К( Kg Ко

Передаточная функция фильтра относительно сигнала равна

к к

K T-S

TS -f 1

TS ч- 1

(2)

Пороговый элемент 3 служит для формирования логических, сигналов, упх авляющих работой ком мутатора 4. Если сигнал Б лежит в-диапазоне

,l

(3)

где S ,

заданный порог срабатывания порогового элемента 3, на выходе порогового 3 формируется сигнал логической един ицы. В случае выполнения неравенства

/е| /./,

(4)

где

S - заданный порог отпускания порогового элемента 3

(, ),

на выходе порогового элемента 3 формируется сигнал логического пуля.

Коммутатор 4 подключает к выходу фильтра либо выход усилительного звена 1, либо выход апериодического звена. Если на управляющий вход коммутатора 4 поступает сигнал логической

0

5

0

0

5

0

5

0

5

единицы, к выходу фильтра подключается выход апериодического звена 5, а в случае подачи На управляющий вход коммутатора 4 сигнала логического нуля к выходу фильтра подключается выход усилительного звена 1 .

При отсутствии импульсных помех я малом уровне высокочастотных помех сигнал удовлетворяет условию (4), пороговый элемент 3 формирует управляющий сигнал логического нуля, под действием которого коммутатор 4 подключает к выходу фильтра усилительное звено 1. В этом случае фильтрации сигнала не требуетсяj и фильтр работает как усилительное звено.

Если же уровень помех превысит допустимое значение, т.е. выполняется условие (3)5 пороговый элемент 3 сформирует управляющих сигнал логической единицы, под действием которого коммутатор 4 подключит к выходу фильтра апериодическое звено 5. В этом случае фильтр работает как апериодическое звено, которое хорошо фильтрует помехи.. При уменьшении уровня помехи до величины, когда выполняется условие (4), коммутатор 4 отключит выход апериодического звена 5 и вновь подключит к выходу фильтра выход усилительного звена 1.

Значения величин Т, &, , Sj выбираются в зависимости от требований, предъявляемых к фильтру.

Таким образом, в фильтре исполь- зугются два динамических звена: усилительное при малом уровне помех и апериодическое при большом, при этом уровень помех оценивается по величине сигнала , представляющего собой разность между выходными сигналами усилительного и апериодического звеньев.

Наличие двух параллельно работающих динамических звеньев, позволяет повысить надежность фильтра. Если произойдет отказ усилительного звена 1, сигнал на выходе вычитающего звена 2 возрастет, под его действием на выходе порогового элемента 3 появится сигнал логической единицы, и коммутатор 4 подключит к выходу фильтра исправное апериодическое звено 5.

Повьтение помехозащищенности фильтра позволяет повысить точность систем автоматического регулирования за счет поддержания регулируемых параметров более близкими к оптимальным.

3U255934

Формул а изобретенияного звена подключен к первому зходу

Нелинейный фильтр, содержащий -вычитающего звена и к второму сиг- усилительное звено, вычитакщее звено,нальному входу коммутатора, выход коммутатор, управляющий вход которогокоторого является выходом фильтра, подключен к выходу порогового эле-входы усилительного и апериодического мента, а первый сигнальный вход - кзвеньев объединены и являются входом выходу апериодического звена, о т-фильтра, вход порогового элемента личающийся тем, что, с це-подсоединен к выходу вычитающего зве- лью повьппения помехозащищенности и Qна, второй вход которого подключен упрощения фильтра, выход усилитель-к выходу апериодического звена.