Система автоматического регулирования Советский патент 1975 года по МПК G05B11/01 

I

Предлагаемая система автоматического регулирования (САР) с подавлением периодических помех относится к классу высокоточных быстродействующих следящих систем и может быть применена для управления объектами, для которых требуется максимально уменьшить влияние периодических номех нромыщленной частоты на регулируемую величину.

Для фильтрации периодических помех в известных САР, содержащих последовательно соединенные измеритель рассогласования, корректирующий и исполнительный элементы и датчик обратной связи, выход которого соединен со входом измерителя рассогласования, используют первый линейный фильтр, выход которого через последовательно включенные первый блок умножения, второй линейный фильтр и второй блок умножения соединен с первым входом сумматора, а синусный выход источника гармонических сигналов связан со вторыми входами блоков умножения.

Однако при этом САР, в которой вход первого линейного фильтра соединен с выходом корректирующего элемента, вход которого связан с выходом сумматора, а второй вход сумматора подключен к выходу измерителя рассогласования, имеет те недостатки, что, во-первых, не обеспечивается эффективное по2

давление помехи на выходе системы, если она приложена в прямой цепи контура САР после точки включения первого линейного фильтра, и, во-вторых, инерционность линей.ных фильтров оказывает при этом влияние на динамику САР, особенно при близости частоты помехи и частоты среза системы.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности подавления периодических помех на выходе системы и уменьшение влияния инерционности линейных фильтров на динамику системы.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая САР содержит третий линейный фильтр, вход которого соединен с выходом сумматора, а выход - с исполнительным элементом, и последовательно включенные третий блок умножения, четвертый линейный фильтр и четвертый блок умножения, выход которого связан со вторым входом сумматора, а косинусный выход источника гармонических сигналов соединен со вторыми входами четвертого и третьего блЬков умножения, при этом вход последнего подключен к выходу

первого линейного фильтра, вход которого связан с выходом датчика обратной связи. На чертеже .показана блок-схема системы. Система содержит измеритель 1 рассогласования, корректирующий элемент 2, исполнительный элемент 3, датчик 4 обратной связи, линейные фильтры 5-8, сумматор 9, блоки умножения 10-13, источник 14 гармонических сигналов, имеющий синусный выход А и косинусный выход В.

Система работает следуюш,им образом.

При действии периодической помехи на выходе системы сигнал Хвых, иредставляющий собой сумму помехи и низкочастотной полезной составляющей, замеряется датчиком 4 обратной связи и через линейный фильтр 5 с коэффициентом передачи

/f. f,

А4

где К4 - коэффициент передачи датчика обратной связи, поступает на входы блоков умножения 10 и 12, на вторые входы которых подаются сигналы соответственно с синусного А и косинусного В выходов источника 14 с частотой помехи. Выделенные в результате синхронного детектирования, производимого блоками умнол ения 10 и 12, и последующего сглаживания линейными фильтрами б и 8 огибающие квадратурных составляющих гармоники помехи подвергаются модуляции в блоках умножения И и 13 с частотой помехи. После этого на выходе сумматора 9 имеем отфильтрованный сигнал помехи Z, который посредством линейного фильтра 7 преобразуется таким образом, чтобы, поступив па вход исполнительного элемента 3, он скомпенсировал присутствующ,ую на выходе системы периодическую помеху. С этой целью передаточная функция фильтра 7 выбирается равной

W,(p} ,W,(p)Wl(p),

где W2(p) - передаточная функция корректирующего элемента; 7з(р)-передаточная функция, которая выбирается равной:

а)в случае пренебрежительно малой инерционности исполнительного элемента:

Wl(p) , АЗ

где Кз - статический коэффициент передачи исполнительного элемента;

б)в случае инерционного исполнительного элемента:

-i

где WZ(P) - передаточная функция исполнительного элемента.

При этом подавляется периодическая помеха на выходе системы, замеряемая датчиком обратной связи, независимо от места ее приложения в контуре регулирования, причем влияние инерционности линейных фильтров на динамику системы уменьщается, так как передаточная функция предлагаемой системы оказывается представимой в виде

W(p - Bbix (Р)

Х,,(р)

W., (р) W (р)

l+W,(p)-K,W,,(p)W,(p)+K,W(p)W,(p)W,(p)

1

(р} W (Р)

-W,(p)X

X

l+K,W(p}W,(p)(p)

I

X

1 -I- Wk (р)

где Wii(p)- - передаточная функция

У(Р)

квадратурного фильтра; WKC:(P)-нередаточная функция исходной системы, что соответствует случаю вынесенного из контура регулирования квадратурного фильтра.

Следует отметить, что Wsfp) можно реализовать в диапазоне частот полосы пропускания квадратурного фильтра.

Предмет изобретения

Система автоматического регулирования,

содержащая последовательно соединенные измеритель рассогласования, корректирующий и исполнительный элементы и датчик обратной связи, выход которого соединен со входом измерителя рассогласования, а также

первый линейный фильтр, выход которого через последовательно включенные первый блок умножения, второй линейный фильтр и второй блок умножения соединен с первым входом сумматора, а синусный выход .источника

гармонических сигналов связан со вторыми входами блоков умножения, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности подавления noiviex на выходе системы и уменьшения влияния инерционности линейных фильтров на динамику системы, она содержит третий линейный фильтр, вход которого соединен с выходом сумматора, а выход - с исполнительным элементом, и последовательно включенные третий блок умножения, четвертый линейный фильтр и четвертый блок умножения, выход которого связан со вторым входом сумматора, а косинусный выход источника гармонических сигналов соединен со вторыми входами четвертого и

третьего блоков умножения, при этом вход последнего подключен к выходу первого линейного фильтра, вход которого связан с выходом датчика обратной связи.

Вы),