Нелинейный фильтр Советский патент 1975 года по МПК G05B5/01 

Предлагаемый нелинейный фильтр может быть использован в качестве нелинейного корректирующего устройства в системах автоматического управления техническими объектамл, а также в качестве управляемой инерционности :В электронных устройствах (фазосдвигающие устройства, yпpaвv яeмыe фильтры нижних частот и т. д.). Известны инерционные звенья с управляемой постоянной времени, содержащие интегрирующий конденсатор. В известных устройствах управление постоянной времени осуществляется за счет изменения частоты работы двухполюсного переключателя, периодически подключающего зарядный конденсатор сначала к входному си1-налу, а затем к выходному конденсатору устройства. Однако известное устройство обладает недостатками, сужающими диапазон И31менения постоянной временя: иснользуются конденсаторы, обладающие нестабильностью и утеч.кой; напряжение на выходе устройства имеет ступенчатый характер, причем длительность ступеньки увеличивается с увеличением требуемой лостоянной времени, что ириводит к чистому запаздыванию процесса; в случае применения релейного переключателя частота переключения не может быть высокой; в случае применения полупроводникового переключателя необходимо учитывать остаточное напряжение открытого и утечку закрытого ключа. Цель предлагаемого изобретения заключается в создании лищенного указанных недостатков устройства - нелинейного фильтра с управляемой в широком диапазоне постоянной времени. В предлагаемом устройстве эта цель достигается тем, что в нелинейный фильтр вводят генератор гармонического сигнала с регулируемой ампл}1тудой и сумматор, причем выход гсгератора гармонического сигнала с регулируемой ам.плитудой подключен к одному входу сумматора, другой вход сумматора соединен с входом фильтра, а выход сумматора через разностный каскад цепи отрицательной обратной связи подключен ко входу нелиней ного элемента с релейной характеристикой. Па чертеже представлена блок-схема предлагаемого нелинейного фильтра. В состав фильтра входят соединенные последовательно разностный каскад 1, нелинейный элемент 2 с релейной характеристикой и интегратор 3, выход которого служит выходом нелинейного фильтра и в качестве обрат ной связи подключен .ко «ходу 4 разностного каскада 1. На другой вход 5 разностного каскада подан сигнал с выхода сумматора 6, ко входу 7 которого подключен генератор гармонического сипнала 8 с регулируемой амплитудой. На вход 9 .сумматора подан входной сигнал UBXРабота предлагаемого нелинейного фильтра происходит следующим образом. На вход -нелинейного фильтра подаются основной сигнал UBX и гармонический сигнал с управляемой амплитудой Ay-sinwi. При этом соблюдается условие Нелинейный элемент фильтра имеет релейную характеристику с уровнем насыщения, равным В. Ввиду того, что после прохождения интегратора высшие гармоники сигнала практически подавляются (условие фильтра), можно считать, что периодическая составляющая сигнала на входе нелинейного элемента равняется входному гармоническому сигналу. В результате гармонической линеаризации нелинейного элемента его коэффициент передачи по основному сигналу становится равным /Сн 2В .„ (Для простоты описания постоянная интегрирования принята равной 1 с). В результате получается соотношение между выходным и входным сигналами нелинейного фильтра Как следует из выражения, нелинейный фильтр представляет собой эквивалентное инерционное звено с зависящей от амплитуды гармонического сигнала постоянной времени. Диапазон изменения постоянной времени может быть сделан сколь угодно большим и фактически ограничивается уровнями напряжения питания и гармонического сигнала. Предмет изобретения Нелинейный фильтр, содержащий носледователыно соединенные нел1инейньш элемент с релейной характеристикой и интегратор, охваченные цепью отрицательной обратной связи, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулировки постоянной времени, он содержит генератор гармонического сигнала с регулируемой а;мплитудой и сумматор, причем выход генератора гармонического сигнала с регулируемой амплитудой подключен к одному входу сумматора, другой вход сумм.атора соединен со входом фильтра, а выход сумматора через разностный каскад цепи отрицательной обратной связи подключен ко входу нелинейного элемента с релейной характеристикой.

Uf,

Stiijt