Нелинейное корректирующееуСТРОйСТВО Советский патент 1981 года по МПК G05B5/01 

(54) НЕЛИНЕЙНОЕ КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматическому регулированию и предназначено для улучшения динамических характеристик систем автоматического регулирования. Известно нелинейное корректирующее устройство, состоящее из двух ли нейных фильтров, двух блоков определения модуля, сумматора, блока умножения и блока сигнатуры l. Недостаток устройства - отсутстви возможности в широких пределах регулировать вносимое фазовое опережение Известно также корректирующее уст ройство с релейной характеристикой, состоящее из запоминающего элемента, линейного безинерционного блока, эле мента сравнения, релейного элемента, блока умножения, блока определения модуля, фильтра и нуль-органа .2. Недостаток устройства -зависимость фазового опережения, вносимого устройством, от частоты входного сиг нала при использовании в качестве фильтра физически реализуемого дифференцирующего устройства. Наиболее близким по технической сущности.к предлагаемому является нелинейный фильтр с фазовым опёреженйем,содержащее последовательно соединенные усилитель, блок определения модуля, блок умножения, ко второму входу которого подключено сигнум-реле Сз. Входной гармонический сигнал усиливается до необходимого уровня усилителем и преобразованный блоком определения модуля подается на один из входов блока умножения. На второй вход блока умножения подается гармонический сигнал, обработанный линейным фазоопережающим фильтром и сигнум-реле. Выход блока умножения является выходом устройства. Величина фазового опережения, вносимого устройством, определяется параметрами линейного фазоопережающего фильтра.. Однако у линейного фильтра величина фазового опережения зависит от частоты входного сигнала, что снижает корректирующий эффект при уменьшении частоты и функциональные возможности корректирующего.устройст- Цель изобретения - повышение точности работы корректирующего устройства и расширение его функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные нуль орган, пиковый детектор,. масштабирующий блок и сумматор, второй вход которого соединен со входом нуль-органа, вторым входом пикового детектора и ер входом усилителя, а выход - со входом сигнум-реле.

.На чертеже изображена Jpлoк-cxeмa нелинейного корректирующего устройства. ..

Нелинейное корректирующее устройст во содержит усилитель 1, блок 2 определения модуля, блок 3 умножения, пиковый детектор 4, масштабирующий блок 5, сумматор б,-сигнум-реле 7, нульорган 8. Выход блока умножения является выходом устройства.

Нелинейное корректирующее устройство содержит блок 3 умножения, один вход которого подключен ко входу устройства через последовательно соединенные усилитель 1 и блок 2 определения модуля, а второй вход - через последовательно соединенные пиковый детектор 4, масштабирующий блок 5, сумматор 6, сигнум-реле 7, Суммирующий вход сумматора б-соединен со входом устройства непосредственно, а сбрасывающий вход пикового детектора 4 - через нуль-орган 8.

Новый элемент (пиковый детектор 4 со сбросом)запоминает максимальное значение входного сигнала устройства. Сумматор б сравнивает текущее значение входного сигнала устройства с его максимальным значением, преобразованным масштабирующим блоком 5, Нульорган 8 Осуществляет сброс пикового детектора в ноль при смене знака вход ного сигнала.

Входной гармонический сигнал поступает на входы усилителя 1, пикового детектора 4, нуль-органа 8 . Выходной сигнал усилителя 1, усиленный в k раз, преобразуется блоком 2 определения модуля в однополярный и подается на первый вход блока 3 умножения.

Пиковый детектор 4 запоминает максимальное значение текущего полупериода входного сигнала устройства и хранит его до поступления сигнала на сброс из нуль-органа 8,

Блок 5 в m раз () изменяет величину выходного сигнала пикового детектора 4. Сумматор 6 сравнивает текущее значение входного сигнала устройства и значение сигнала с выхода масштабирующего блока 5. Сигнумреле 7, реализующее знаковую функцию выходного сигнала сумматора 6, подключено ко второму входу блока 3 умножения, В блоке 3 умножения происходит присвоение знака выходному сигналу блока 2 определения модуля.

Если входной сигнал принять х А S i nuit и провести гармоническую линеаризацию предлагаемого устррйст ва, то получим следующие выражения

для эквивалентного комплексного коэффициента передачи

Wg (,j

М k (m)(m)J2

4 arc fg

g{m) -|. g(m) .

где - эквивалентный комплексный коэффициент передач нелинейного корректирую. . щего устройства; М - эквивалентная амплитудная характеристика; - эквивалентная фазовая характеристика; g(m),g{ni) - коэффициенты гармонической линеаризации устройства;m - коэффициент передачи

блока 5; k - коэффициент передачи

усилителя 1,

Анализ выражений (1),(2) и (3) показывает, что эквивалентные амплитудная и фазовая характеристики не зависят ни от частоты, ни от амплитуды входного сигнала. Меняя коэффициент передачи линейног о безинерционного блока m в пределах О m 1, можно менять эквивалентную фазовую характеристику в пределах О- Y 90 Меняя коэффициент передачи k, можно менять э-квивалентную амплитудную хатакт.еристику.

Использование новых элементов (пикового детектора, линейного безинерционного блока, сумматора и нульоргана) выгодно отличает предлагаемое нелинейное корректирующее устройство от известного, так как увеличивается точность работы устройства и расширяются его функциональные возможности (становится возможным независимое регулирование эквивалентных амплитудной и фазовой характеристик и Обе характеристики не зависят от частоты входного сигнаша). В результате, расширяется область применения устройства.

Формула изобретения

Нелинейное корректирующее устройство, содержащее последовательно соединенные усилитель, блок определения модуля, блок умножения, ко второму входу которого подключено сигнумреле, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей устройства, в него введены последовательно соединенные нуль-орган пиковый детектор, масштабирующий бло

и сумматор, второй вход которого соединён со входом нуль-органа, вторым входом пикового детектора и со входом усилителя, а выход - со входом сигнум-реле .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

управления. М., Машиностроение, 1971, с. 207 (прототип).