Нелинейное корректирующее устройство Советский патент 1991 года по МПК G05B5/01 

сл

с

Изобретение предназначено для улучшения динамических характеристик систем автоматического управления. Наибольший эффект применения устройства может дать в системах, требующих обеспечения апериодического переходного процесса, в частности в приводах промышленных роботов. Цель изобретения достигается за счет повышения линейности его эквивалентной фазовой характеристики. Для этого в устройство введены блок определения модуля, формирователь, управляемый ключ и сумматор. 2 ил.

Изобретение относится к автоматическому регулированию и предназначено для улучшения динамических характеристик систем автоматического управления. Наибольший эффект устройство может дать в системах управления, требующих обеспечения апериодического переходного процесса при условии линейности фазовой характеристики, в частности, в приводах роботов.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Цель-достигается за счет повышения линейности эквивалентной фазовой характеристики устройства и простоты его настройки.

Теоретически при гармонических входных сигналах эквивалентный коэффициент передачи корректирующего устройства, соответствующий его гармонической линеали- зации, не зависит от частоты и амплитуды

входного сигнала. При этом эквивалентная фазовая характеристика за счет настройки может изменяться в пределах 0-60°.

На фиг. 1 изображена блок-схема нелинейного корректирующего устройства, на которой обозначены усилитель 1, блок 2 определения модуля, первый и второй алгебраические сумматоры 3 и 4, масштабирующий блок 5, двуполярный пиковый детектор 6, формирователь 7, нуль-орган 8, управляемый ключ 9, на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов устройства, обозначающие входной сигнал устройства на входе усилителя 1 - А; на выходе пикового детектора 6 - Б; на выходе сумматора 3 - В; на выходе формирователя 7 - Г; на выходе масштабирующего блока 5 - Д; выходной сигнал устройства на выходе второго сумматора 4 - Е.

Os

о сл

ю

О

о

Устройство работает следующим образом.

Входной гармонический сигнал (фиг. 2А) поступает на входы усилителя 1, двупо- лярного пикового детектора 6, вычитающий вход первого сумматора Зина вход нуль-органа 8. Выходной сигнал усилителя 1, усиленный в К раз, поступает на суммирующий вход второго сумматора 4, на вычитающий вход которого через управляемый ключ 9 поступает сигнал (фиг, 2Д) с выхода масштабирующего блока 5, Последний в m раз (О m ) изменяет величину выходного сигнала (фиг. 2Б) двуполярного пикового детектора 6, представляющую собой амплитудное значение входного сигнала за текущий знакопостоянный интервал.

Работой ключа 9 управляет формирователь 7 в соответствии с абсолютной величи-1 ной разности амплитудного и текущего значений входного сигнала устройства (выход блока определения модуля 2) При нарастании сигнала на входе устройства (участок О, ti) его текущее и амплитудное значения (выход двуполярного пикового детектора 6) совпадают по величине, что соответствует равным сигналам на входах первого сумматора 3 и нулевой величине на его выходе (фиг. 2В), Управляемый ключ 9 разомкнут.

При последующем уменьшении входного сигнала (участок ti, t2J) значение разности на выходе сумматора (фиг 2В) будет отлично от нуля, что влечет за собой замыкание ключа 9, вызванное высоким уровнем сигнала на выходе формирователя 7 (фиг. 2Г), и на вычитающий вход второго сумматора 4 будет подаваться сигнал с выхода масштабирующего блока 5 (фиг 2Д). Выходной сигнал устройства уменьшается на величину т.

При дальнейшем снижении величины входного сигнала до нулевого значения, нуль-орган 8 сбрасывает двуполярный пиковый детектор 6, и далее процесс повторяется.

Если входной гармонический сигнал принять х A sin cut и провести гармоническую линеализацию предлагаемого устройства, то, полагая величину К 1, получают следующие выражения для эквивалентного комплексного коэффициента передачи

W3KB

(m) + g 12(m)(1)

(р arctg g (m)/g(m) g(m) 1-f m

«)

где WSKB - эквивалентный комплексный коэффициент передачи нелинейного корректирующего устройства;

М - эквивалентная амплитудная хэрактеристика;

р- эквивалентная фазовая характеристика;

g (m), g(m) - коэффициенты гармонической линеализации устройства,

m - коэффициент передачи масштабирующего блока 5.

Анализ (1), (2) и (3) показывает, что эквивалентные амплитудная и фазовая харэктеристики не зависят ни от частоты, ни or амплитуды входного сигнала Меняя коэффициент передачи m масштабирующего блока 5 в пределах 0 m Ј 1, можно менять эквивалентную фазовую характеристику в

пределах 0 f 60° соответственно Формула изобретения Нелинейное корректирующее устройство, содержащее усилитель, вход которого является входом устройства и соединен с

входом нуль-органа, с информационным входом двуполярного пикового детектора и вычитающим входом первого алгебраического сумматора, выход нуль-органа соединен со сбросопым входом двупо/.ярного

пикового детектор выход которого соединен с входом масштабирующего блока и суммирующим входом первого алгебраического устройства отличающееся гем, что, с целью повышения точное.и в него

введены последовательно соединенные блок определения модуля и формирователь, а также управляемый ключ и второй алгебраический сумматор, причем управляющий вход управляемого соединен с выходом формирователя, информационный вход - с выходом масштабирующего блока, выход - с вычитающим входом второго алгебраического сумматора, суммирующий вход которого соединен с выходом усилителя, выход является выходом устройства, а вход блока определения модуля соединен с выходом первого алгебраического сумматора

tt

if

i

Фиг. 1

Ч

ч