Экстремальный регулятор Советский патент 1976 года по МПК G05B13/02 

1

Изобретение предназначено для управления полосовыми фильтрами в радиотехнических и автоматических установках различного типа.

Известен экстремальный регулятор, содержащий блок определения прираш,ения функции качества, блок формирования управляющих сигналов и исполнительный механизм. В этом экстремальном регуляторе реализован щаговый вариант градиентного поиска, при котором скорость работы исполнительного механизма устанавливается пропорциональной величине производной функции качества оптимизируемого параметра. Его недостатком является малое быстродействие.

Известны также экстремальные регуляторы с переменной скоростью перестройки полосы пропускания фильтра путем контроля переходного процесса. Быстродействие экстремальных регуляторов указанного типа имеет тот же пооядок, что и регулятора, описанного выше.

Из известных экстремальных регуляторов наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор, содержащий первый детектор, выход которого непосредственно и через первый блок запоминания экстрему1ма соединен с соответствующими входами первого компаратора, выход которого соединен с входом блока формирования сигнала управления, выход которого соединен с управляющим входом первого блока запоминания

9

экстремума, триггер, выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов совпадения, вторые входы которых соединены с соответствующими генераторами импульсов, и интегратор, выход которого соединен с управляющим входом первого полосового фильтра.

Однако такой регулятор имеет малое быстродействие настройки полосового фильтра.

Цель изобретения - повышение быстродействия регулятора.

Это достигается тем, что в предлагаемом регуляторе установлены третий элемент совпадения и последовательно соединенные второй

полосовой фильтр, второй детектор, второй блок запоминания экстремума, второй компаратор, второй вход которого соединен с выходом второго детектора, а выход - с в.ходом триггера, входы третьего элемента совпадения

соединены соответственно с выходами первого и второго элементов совпадения и блока формирования сигнала управления, выход которого соединен с управляющим входом второго блока запоминания экстремума, а выход

третьего элемента совпадения подключен к входу интегратора, выход которого соединен с управляющим входом второго полосового фильтра.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого экстремального регулятора; на фиг. 2 - временные зависимости выходных сигналов функциональных блоков экстремального регулятора. Регулятор содержит первый и второй поло совые фильтры 1, 2, первый и второй - детекторы 3, 4, первый и второй блоки запоминания экстремума 5, 6, первый и второй компараторы 7, 8, блок формирования сигнала управления 9, интегратор 10, первый, второй и третий элементы совпадения II, 12, 13, первый и второй генераторы импульсов 14, 15, триггер 16 (Ui- выходной сигнал полосового фильтра 1; Uz- выходной сигнал полосового фильтра 2; - выходной сигнал интегратора). Экстремальный регулятор используется для настройки полосового фильтра 1, на вход которого поступает амплитудно-модулированный сигнал. Регулятор работает следуюш,им образом. Сигнал с выхода полосового фильтра 1 постунает на вход детектора 3, в котором сигнал усиливается по амплитуде и детектируется для получения огибаюш,ей входного сигнала. Сигнал с выхода детектора 3 подается непосредственно и через блок запоминания экстремума 5 на входы компаратора 7. В комнараторе 7 производится сравнение текуш,его и экстремального значений огибающей входного сигнала. Результат сравнения поступает на блок формирования сигнала управления 9 настройкой полосового фильтра 1. Блок формирования сигнала управления вырабатывает прямоугольный импульс, который поступает на вход третьего элемента совпадения, прекращаюш,ий действие интегратора 10. С другого выхода блока 9 импульс подается на управляюш,ие входы блоков запоминания экстремума для сброса последних на нуль. Таким образом, в результате используется однократная настройка полосового фильтра 1. С целью повышения быстродействия в регуляторе дополнительно установлен полосовой фильтр 2, имеющий большую полосу пропускания, чем основной фильтр. Увеличение полосы пропускания фильтра 2 необходимо для увеличения его скорости перестройки, так как оптимальная скорость перестройки фильтра обратно пропорциональна его полосе пропускания. С помощью фильтра 2 определяется момент перехода на медленную скорость перестройки фильтра 1. Точка, определяющая момент изменения скорости перестройки, находится вблизи экстремума (фиг. 2, точка б). Фильтры 1 и 2 имеют рассогласование по частоте па величину, зависящую от параметров фпльтров и скорости их перестройки. Выход фильтра 2 подключен на последовательно соединенные второй детектор 4 и второй блок запоминания экстремума 6, выходы которых подключены к компаратору 8. Компаратор изменяет положение триггера 16. Выходной сигнал триггера 16 переключает первый и второй элементы совпадения 11, 12. Если на первом этапе работы экстремального регулятора на вход интегратора через первый элемент совпадения 11 поступают импульсы с первого генератора 14, то на втором этапе после срабатывания триггера 16 импульсы поступают от второго генератора 15 через второй лемент совпадения 12. Так как частота слеовапия импульсов второго генератора 15 меньше первого, то после получения сигнала о прохождении экстремума фильтром 2 скорость перестройки фильтров уменьшается до необходимой величины. Таким образом, использование новых элементов в экстремальном регуляторе позволяет повысить быстродействие его работы. Известно, что между полосой пропускания фильтра и скоростью его перестройки существует зависимость т. е. чем больше полоса пропускания, тем с большей скоростью можно перестраивать фильтр. Отсюда быстродействие экстремального регулятора оценивается как отношение полос пропускания фильтров N. Д/. Так как полоса нропускапия фильтра 2А/2 в три раза больше, чем полоса пропускания Л/1 основного фильтра I, то и быстродействие экстремального регулятора увеличивается в 3 раза. Формула изобретения Экстремальный регулятор, содержащий первый детектор, выход которого непосредственно и через первый блок запоминания экстремума соединен с соответствующими входами первого компаратора, выход которого соединен с входом блока формирования сигнала управления, выход которого соединен с управляющим входом первого блока запоминания экстремума, триггер, выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов совпадения, вторые входы которых соединены с соответствующими генераторами импульсов, и интегратор, выход которого соединен с управляющим входом первого полосового фильтра, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия регулятора, в нем установлены третий элемент совпадения и последовательно соединенные второй полосовой фильтр, второй детектор, второй блок запоминания экстремума и второй компаратор, второй вход которого соединен с выходом второго детектора, а выход - с входом триггера, входы третьего элемента совпадения соединены соответственно с выходами первого и второго элементов совпадения и блока формирования сигнала управления, выход которого соединен с управляющим входом второго блока запоминания экстремума, а выход третьего элемента совпадения подключен к входу интегратора, выход которого соединен с управляющим входом второго полосового фильтра.