Пневматический адаптивный фильтр Советский патент 1979 года по МПК G06G5/00 G05B6/05 

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АДАПТИВНЫЙ ФИЛЬТР

- 1 . . Изобретение относится к области приборостроения, . именно к пневматическим устройствам, предназначенны для подавления высокочастотной помехи и обладающим свойством приспосабливаться к изменениям характеристик .входного сигнала. Известны пневматические фильтры, содержащие инерционное звено дроссель-объем , вход которого подключен к входному, а выход - к выходному каналу фильтра 1. Однако они недостаточно точно выделяют полезный сигнал на фоне нестационарных помех. Наиболее близким техническим решэнием к изобретению явд1Яется адапти ный фильтр, содержащий последователь но соединенные сумматор, усилитель с насыщениеми интегратор, выход которого подключен к выходному каналу и к инверсному входу сумматора 2. В пневматическом варианте усилитель с насыщением содержит повторитель, каналы питания и сброса которого подключены к выходам повтори- телей со сдвигом. Интегратор выпол- нен по схеме охватазвена дроссель емкость положительной обратной связью. Известные фильтры обеспечивают высокое качество подавления- помехи, однако имеют сложную конструкцию. В предложенном пневматическом адаптивном фильтре, с целью Упрощения конструкции, входной канал связан с входной камерой повторителя, выход которого соединен со входом дросселя, а выходной, канал фильтра соединен со входными камерами повторителей со сдвигом; На фиг. 1 приведена принципиальная схёма устройства; на фиг 2 - его структурная схема. Адаптивный фильтр содержит повторит ель 1, дроссель 2, емкость 3 и повториТелн со сдвигом 4 и 5. Вход повторителя 1 соединен с входным каналом а выход Р„ через дроссель 2 подключен к емкости 3, выходному каналу Pgbix и входным камерам повторителей 4 и 5, выходы которых подключены соответственно. к каналам питания и-сброса повтори:теля 1. . Фильтр работает следующим образом. Предварительно настройкой повторителей 4 и 5 устанавливают требуелвле, ограничения выходного сигнала повторителя 1, так что его выход под сигнал f АМ1М1М« 6 tfit ь может У1Эменпт1 М-в пределах ;от Р«ь,,-А2. РП 6 PBtNx+.Atf--: где Л и Л,- смещения повторителей 4 и 5. Линеаризованная математическая модель фильтра, c6c)TBeT6fBy 6S3a ef6 структурной схеме (фиг. 2), описывает ся передаточной функцией (1) постоянная времени интег рирующего звена; ,Кцэ эквивалентный коэффициен усиления звена с насыщением; -iL- постоянная времени фильт «Р Как известно из теории нелинейных систем, эквивалентный коэффициент усиления убывает с увёлич энием дисперсии входного сигнала. Таким образом, как следует из выражения (1), при увеличении мсяцнбСтй помехй во ekbflH оМ сигн ал е а:вт омйтйчгес ки у в ели чивается постоянная времени фильтра Тф, обуславливая более интенсивное подавление помехи.. При изменениях входного сигнала в пределах зоны линейности Л Р вк А , фильтр ведет себ подоб,но линейному инерционному звену (где в. Рд,,,, означает сглаженную оценку полезной составляющей входног сигнала) , причем в статике Рщ,|х ви При резких и значительных изменениях входного сигнала повторитель 1 насыщается. При этом перепад на дрос селе, 2 инерционного звена не может йрёвысить значения -) ( 2 что приводит к ограничению скорости изменения выходного сигнала P-gyv 1 эквивалентно увеличению постоянной времени фильтра и приводит к улучше1Гию Качества сглаживания. Если в качестве выходного использовать сигнал V 7 на выходе повторителя 1, то динамика устройства будет описываться уравнением нелинейного интегро-дифференциального звена. Такие звенья целесообразно использовать в следящих системах регулирования. Предложенный фильтр может быть эффективно, применен в системах регулирования с нестационарными возмутающими воздействиями, например в системах регулирования показателей качества нефтепродуктов. Эффект от внедрения изобретения заключается в уменьшении аппаратурных затрат на два многовходовых сумматора. Формула изобретения Пневматический адаптивный фильтр, содержащий повторитель, каналы питания и сброса которог.о соединены с выходами повторителей со сдвигом, и дроссель, выход которого подключен к емкости и к выходному каналуфильтра., о т л и ч: а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощений конструкции фильтра, в нем входной канал соединен с входной камерой повторителя, котЪрого соединен со входом д1росселя, а выходной канал фильтра сообщен с входны у1и камерами повторителей со сдвигом. Источники информации, принятие во внимание при э.кспертиз.е 1.Устройство обратного предварения Типа ПФМ.1, Каталог, Пневматические приборы системы Старт , ЦНИЙТЭЙПриборостроения, М., 1973, с. 34-36. 2.Частотные методы в автоматике. Сб. статей под.рёй. В.В. Солодовникова, М., ИЛ, 1957, с. 211-212, фиг. 9 .