УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ Советский патент 1969 года по МПК G05B5/01 

Известны устройства для автоматической стабилизации заданного показателя затухания собственных колебаний в самонастраивающихся системах, содержащие два диодных фазоразличителя и два запоминающих устройства, подключенных к сравнивающему устройству. Недостатком таких устройств является невысокое быстродействие. Предложенное устройство отличается от известных тем, что в нем между входом каждого запоминающего устройства и анодом соответствующего диода фазового различителя через потенциометр включено звено запоминания амплитуды колебаний, а ко входным зажимам устройства подключен триггер Шмитта, нагруженный на реле, причем контакты этого реле включены в цепи питания двух реле, контакты которых установлены во входных цепях обоих звеньев запоминания амплитуды колебаний и обоих запоминающих устройств. Это позволяет упростить устройство и повысить его быстродействие. При этом используются емкостно-триодные запоминающие элементы и потенциометр для параметрической установки заданного показателя затухания. Пусть собственные колебания системы описываются выражением: где Af, - начальная амплитуда колебаний; ц - показатель затухания; (О - частота колебаний. Предлагаемое устройство для .получения информации о показателе затухания использует метод, реализуемый следующим алгоритмом: K T:Ai-Ai-,i , где X-сигнал на выходе устройства; Ai-амплитуда в г ом полупериоде колебаний;Л/ 1-амплитуда в /+1 полупериоде колебаний;т - коэффициент отношения в периоде колебаний. Для колебаний, описываемых формулой (1), амплитудные значения будут в моменты времени(2/-1)п . 2, 3,...(3) Используя формулы (1) и (3) для амплитуд А и Л/ lможно записать: Лг АО- е Полагая в формуле (2) х 0 и используя выражения (4) и (5), получим Из выражения (6) можно получить связь между коэффициентом т и заданным показателем затухания «зад : (I) , - In : . Отсюда видно, что выбором коэффициента т мы можем устанавливать желаемый показатель затухания. Заметим, что из формулы (6) следует, что . Это упрощает техническую реализацию множительного элемента. Если известно Озад , то для т имеем следующее выражение: Используя формулы (2), (4), (5) и (8), получим вьЕражеиие для выходного сигнала устройства:- : (2/-1) и Лое 2...(е е ). (9) Из формулы (9) видно, что и меняет знак в зависимости от отклонения а от «зад . Кроме того, X зависит от номера i периода колебаНИИ, в котором происходит сравнение амплитуд. Для затухающего процесса с с ростом номера периода я уменьщается, а для расходящегося процесса - к увеличивается. . Схема предложенного устройства, реализующего выражение (2), представлена на чертеже. Иа чертеже приняты следующие обозначения:1,2 - диодные фазоразличители; 3 - потенциометр настройки на заданный показатель затухания; 4, 5 - звенья запоминания амплитуд; 6, 7 - запоминающие устройства; 8- сравнивающее устройство; 9- коммутирующее устройство. Данная схема представляет собой счетнорещающее устройство, которое замеряет амплитудные значения двух соседних полуволн колебаний и выдает величину -х, равную их разности. Схема устройства состоит из двух одинаковых нлеч ,и системы коммутации. В каждое из плеч входит фазоразличитель, звено запоминания амплитуды, запоминающее устройство. В одном из плеч и.меется потенциометр настройки на заданный показатель затухания (т. е. для уменьщения амплитуды на коэффициент отношения амплитуд т). На выходе схемы имеется сравнивающее устройство. Схема устройства работает следующим образом. только положительную полуволну, а в другое - только отрицательную. Звенья 4 п 5 запоминают максимальное значение за половину волны колебаний соответственно. После того, как пройдет период колебаний, устройство 9 нодключает блоки 6 и 7, на которых запоминаются величины, имеющиеся на звеньях 4 н 5. Вслед за этим устройство 9 включает цепи списывания имеющихся амплитудных значений на звенья 4 и 5 и тем самым готовит их к работе в следующем периоде. Величины, имеющиеся на устройствах 6 и 7, сохраняются в течение следующего периода до тех пор, пока снова сработает устройство 9 и подадутся новые значения амплитуд, которые и запчщутся в устройства 5 и 7. Блок 8 выдает сигнал, пропорциональный разности амплитуд в периоде. Коммутирующее устройство 9 состоит нз триггера Шмитта 10 и блока реле 11. Колебания K(t) подаются на вход триггера 10, с выхода которого в виде нрямоугольных импульсов поступают в блок 11. Последний сначала должен подавать сигнал для подключения устройств 5 и 7, а потом для списывания прежних значений в звенья 4 и 5. Причем необходимо схему построить так, чтобы списывание не произощло раньще или одновременно с подключением устройств 5 и 7. Такая последовательность операций должпа происходить только один раз за период колебаний, т. е. недопустимо повторное срабатывание триггера 10 от одного и того же импульса. В противном случае во второй раз будет подано на устройства 5 и 7 нулевое или близкое к нему значение, которое и будет запомнено. Этим требованиям удовлетворяет схема блока 11. Назначение элементов схемы следующее. Диоды Дг и Д-2 выполняют роль фазоразличителей. Потенциометры и Rz служат для умножения на коэффициент отношения амнлитуд т, т. е. с их помощью устанавливается заданный показатель затухания. В одном плече диод Дз, конденсатор Ci и триоды TI и Т.2 образуют звено 4, а конденсаторы Cz и триоды Тз и T образуют устройство 6. В другом плече звено 5 образуют диод Д, конденсатор Сз и триоды Гз и Те, а устройство 7 - конденсатор С и триоды Тт, Т. Триоды Гд и Гю выполняют роль сравнивающего устройства 5. Потенциометр R и диод Д5 необходимы для установки минимального тока триодов Т и TZ. Аналогичную роль выполняют потенциометры R и и диоды Де- Да для соответствующих триодов. Схему коммутирующего устройства образуют триоды Гц и и реле PI, Р-2 и РЗ. В исходном состоянии триод Гц закрыт, а триод Т открыт и шунтирует обмотку реле PI. Разность потенциалов между точками А ц Б равна нулю. При. появлении на входе анализатора сигнала в виде колебаний положительная полуволна записывается на конденсаторе Ci, а отрицательная - на конденсаторе Сз. Отрицательная полуволна открывает триод Гц. Триод Т закрывается, в результате чего срабатывает реле Pi и коНтактами IP/, 2Р1 и ЗР1, 4Р1 подключает устройства 5 и 7 к звеньям 4 5, соответственно. .Кроме того, оно замыкает контакты 5Р1, 6Р1, что приводит к срабатыванию реле PZ. Реле Р-2, срабатывая контактами 1Р2, 2Р2, самоблокируется. Кроме того, оно замыкает контакты ЗР2, 4Р2 и тем самым готовит цепь срабатывания реле Р-. После прохождения отрицательной полуволны, триггер W возвращается в исходное состояние. Реле PI, отпуская, контактами 1Р1, 2Р1 и ЗР1, 4Р1, отключает устройства 6 и 7 от звеньев 4 и 5, а контактами 7Р1 и 8PJ включает реле Р. Реле PS, сработав контактами 1РЗ, 2РЗ и ЗРЗ, 4РЗ, образует цепи разряда конденсаторов Ci и Сз, контактами 5РЗ, 6РЗ обесточивает обмотку реле Р-2, а контактами 7РЗ, 8РЗ разрывает цепь обмотки реле Р, предотвращая возможность его повторного срабатывания. После отпускания реле Р отпускает реле РЗ, схема возвращается в исходное состояние и готова для работы в следующем периоде. Записанные значения амплитуд на устройствах 6 и 7 сравниваются на устройство 8. Разность потенциалов между точками Л и Б оказывается

пропорциональной разности амплитуд. В следующем периоде весь процесс повторяется. Умиоженне амплитуды на коэффициент т ироизводится с помощью потенциометра R-.

Предмет изобретения

Устройство для автоматической стабилизации заданиого иоказателя затухания собственных колебаний в самонастраивающихся системах, содержащее два диодных фазоразличителя и два запоминающих устройства, подключенных к сравнивающему устройству, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его быстродействия, в нем между входом каждого запоминающего устройства и анодом соответствующего диода фазового различителя через потенциометр включено звено запоминания амплитуды колебаНИИ, а ко входным зажимам устройства подключен триггер Шмитта, натруженный на реле, причем контакты этого реле включены в цепи Питания двух реле, контакты которых установлены во входных цепях обоих звеньев

запоминания амплитуды колебаний и обоих запоминающих устройств.