Управляемый генератор гармоноческих сигналов Советский патент 1981 года по МПК G06G7/22 

(.54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах векторного управления в качестве датчика функций, а также в измерительной технике в составе згщающих генераторов.

Известен генератор, содержащий колебательный контур с интегрирующими усилителями и блоками умножения и стабилизатор амплитуды.Стабилизация амплитуды осуществляется с помощью вычислители квадрата модуля интегрального регулятора и блока умножения l j.

Недостаток генератора - узкий частотный диапазон.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является генератор, в котором стабилизатор амплитуды содержит вычислитель модуля, пропорционально-интегральный регулятор (пи-регулятор), блок деления и два умножающих блока 2.

Однако указанный генератор на низких частотах дает искажение выходных сигналов, приводящее к сужению рабочего диапазона частот. Это обусловлено отклонением коэффициента стабилизирующих обратных связей от оптимального значения на границах частотного диапазона, ,

Цель изобретения - расширение рабочего диапазона частот.

Цель достигается тем, что в управляемом генераторе гармонических сигналов, содержащем первый и второй блоки умножения, первые входы которых соединены с ,входом регулирования частоты генератора; а выходы - с первыми входс1ми соответственно пер10вого и второго интегрирующих усилителей, выходы которых являются выходами генератора и соединены с вторыми входами второго и первого блоков умножения соответственно, блок зада15ния начальных условий, соответствующие выходы которого подключены к вторым входам интегрирующих усилителей, и стабилизатор амплитуды, содержащий вычислитель модуля, ПИ-ре20гулятор, блок деления, третий и четвертый блоки умножения, выходы первого и второго интегрирующих усилителей соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого

25 блоков умножения и с соответствующими входами вычислителя модуля, выход которого соединен с первыми входами блока деления и ПИ-регулятора,второй вход которого соединен с входом 30 регулирования амплитуды генератора,

а выход - с втррым входом блока деления, выходы третьего и четвертого блоков умножения соединены с третьими входами первого и второго интегрирующих усилителей соответственно, в стабилизатор амплитуды введены пятый блок умножения и суммирующий апериодический усилитель, соответствующие входы которого соединены с шиной смещающего напряжения и с входом регулирования частоты генератора, а выход соединен с первым входом пятого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока деления, а выход подключен к вторым входам третьего и четвертого блоков умножения,

На чертеже представлена блок-схема генератора. Генератор содержит блоки 1 и 2 умножения, вход 3 регу- . лирования частоты, интегрирующие усилители 4 и 5, блок 6 задания начальных условий, стабилизатор амплитуды 7, вычислитель 8 модуля, блоки 9 и 10 умножения пропорционально-ПИ-регулятрр 11, блок 12 деления, вход 13 регулирования амплитуды, блок 14 умножения, суммирующий апериодический усилитель 15, шину 16 смещающего напряжения, выходы 17 и 18,

Генератор работает следующим образом.

Управляющий сигнал, подаваемый на вход 3 генератора, определяет коэффициент усиления в контуре, образованном блоком 1 умножения, интегрирующим усилителем 4, блоком 2 умножения и интегрирую1цим усилителем 5, частоту генерируемых колебаний. Сигналы, поступающие на первые входы усилителей 4 и 5 с выходов блока б задания начальных условий, определяют начальные значения амплитуд и фаз сигналов на выходе усили елей 4 и 5 Сигналы с усилителей 4 и 5 поступают на входы вычислителя 8 модуля, выделяющего текущее значение амплитуды колебаний поступающее на первый вход пи-регулятора 11, на второй вхо которого подается сигнал установки амплитуды с входа 13. Сигнал, пропорциональный ошибке по амплитуде, с выхода ПИ-регулятора 11 поступает на первый вход блока 12 деления и нормируется делением его на величину амплитуды. Сигнал относительной ошибки по амплитуде с выхода блока 12 деления поступает на первый вход блока 14, коэффициент передачи которого пропорционален сигналу с выхода апериодического усилителя 15, . На один вход усилителя 15 подается . напряжение с шины 16, а на другой сигнал, пропорциональный значению заданной частоты колебаний. Напряжение с выхода блока 14 поступает на вторые входы блоков 9 и 10, которые реализуют при подаче на их первые входы напряжений с выходов усилителей 4 и 5 коэффициенты обратных связей. При этом знак обратных связей определяется знаку ошибки амплитуды: если заданная амплитуда больше действительной - обратные связи положительны,в противном случае - отрицательны, а при их равенстве коэффициенты обратных связей равны нулю. Коэффициент обратной связи определяется не только относительной

ошибкой, в результате чего качество

переходных процессов стабилизации не зависит от амплитуды и частоты колебаний. Сигнал смещения на шине 16 обеспечивает необходиглый коэффициент стабилизирукндих обратных связей при частотах,близких к нулю.Апериодический усилитель 15 обеспечивает работу генератора в замкнутых системах при управлении частотой по сигналу ошибки. Использование такого генератора в

качестве датчика функции sin Ф

cos Ф, например, в системах векторного управления частотным вентильным приводом позволяет повысить надежность и качество функционирования

двигателя при пуске, останове, работе с заданным моментом в области низких частот и при неподвижном роторе.

Работа в области низких частот позволяет обеспечить более высокую

производительность механизмов, например подъемных установок,за счет сок.ращения времени дотягивания.

Формула изобретения

Управляемый генератор гармонических сигналов, содержащий первый и второй блоки умножения, первые входы которых соединены с входом регулирования частоты генератора, а выходы-с первыми входами соответственно первого и второго интегрирующих усилителей, выходы которых являются выходами генератора и соединены с

г вторыми входами второго и первого

блоков умножения соответственно, блок задания начальных условий, соответствующие выходы которого подключены к вторым входам интегрирующих усилителей, и стабилизатор амплитуды, содержащий вычислитель модуля, пропорционально-интегральный регулятор, блок деления, третий и четвертый блоки умножения, при этом выходы первого и второго интегрирующих усилителей

5 соединены с первыми входами соответст-венно третьехо и четвертого блоков умножения и с соответствующими входами вычислителя модуля, выход которого соединен с первыми входами блока

0 деления и пропорционально-интегрального регулятора, второй вход которого соединен с входом регулирования амплитуды генератора, а выход - с вторым входом блока деления, выходы третьего и четвертого блоков умножения соединены с третьими входами первого и второго интегрирующих усилителей соответственно, о т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот, в стабилизатор амплитуды генератора введены пятый блок умнож- нйя. и суммирующий апериодический усилитель, соответствующие входы которого соединены с шиной смещгошего . напряжения и с входом регулирования частоты генератора, а выход соединен с первым входом пятого блока умножения.

второй вход которого соединен с выходом блока деления, а выход подключен к вторым входам третьего и четвертого блоков умножения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Проектирование и применение операционных усилителей. Под ред. Д.Грэма. Mi, Мир, 1974, с. 433.

2,Авторское свидетельство СССР

I 642724. кл, G 06 G 7/26, 1976 (прототип) .

п

-о

J О№о

Ч

8

II

-о