Система экстремального регулирования Советский патент 1981 года по МПК G05B13/02 

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть использовано при стабилизации чао тоты генерации лазеров. Известна система экстремального регулирования jjj, содержащая частотный детектор, интегратор и последовательно соединенные фазосдвигаюший бл(Ж, первый сумматор, функциональный преобразователь, вторсй сумматор, объект регулирования и фильтр. Выход интегратора соединен со вторым входом --второго сум патора, первый вход кттгорся Ь соедшен со вторым входом первого сумматора. Такая система обладает повышенной помехоустсйчивостъю. К недостаткам системы следует от нести относительно высокую систематвчес1:ую ошибку регулирования из-за дрейфа нуля частотного детектора, интегратора и частотно-задающего блока. Целью изобретения является етиженв систематической ошибки регулирования системы за счет повышения псж1вхоусто&чивости. Поставленная цель достигается тем что система экстремального регулирования содержит переключатель фазы, переключатель полярности и последовательно соединенные генератор импульсов, переключатель знака счета, реверсивный счвтчик, преобразователь код-аналог и третий сумматор, второй вход которого соединен с выходом переключателя поларности, а выход - со входом интегратора. Первый вход второго сумматора соединен со вторым входом переключателя знака счета и через частотный детектор с первым входом переключателя полярности, вторым входом подключенного к выходу генератора импул&сов и через переключатель фазы к входу фазосдвигающего блока. Второй вход переключателя фазы соединен с вькодом фильтра. Вариант структурной схемы предлагаемой системы представлен на чертеже, где обозначены объект регулирования 1, фильтр 2, усилитель 3, фааосдвигающнй блок 4, первый 5 и второй 6 сумматоры, частотно-задающий блок 7, ограничитель амплитуды сигнала 8, функциональный преобразоватгль 9, состоящий из блоков 3, 7, 8 генератор поискового сигнала 10 состоящий из блоков 9, 5, интегратор И частотный детектор 12, переключатель знака счета 13, реверсивный счетчик 14 преобразователь код-аналог 15, переключатель полярности 16, третий сумматор . 17, гюреключатель фазы 18, генератор импульсов 19, -первая гармсника сигнала выхода объекта регулирования 1, (жовый сигнал, у„-сйгнал управления объектом регулирования 1. Блоки 2, 18, 4, 5, 9, 12, 16, 17, 11 н 6 совместно с объектом регулирования 1 образуют замкнутую последовательную цепь, в которой параллельно бло кам 12, 16, 17 подключены последова.- тэльно соединенные блоки 13, 14, 15. При этом входы первого 5 и второго 6 сумматоров соединены с входом преобразователя 9, а вторые входы переключате ля фазы 18, переключателя полярност . 16 и переключателя знака счета 13 соединены с генератфом импульсов 19, Переключатель фазы 18 может быть расположен между обьектсял регулирова.нкя 1 и фильтром 2, между фазовращате лем 4 и сумматором 5, между функцио нальным преобразователем 9 н суммато ром 6. Работа системы при этом распогшжении прннцшйаяьно не изменится. Система работает следующим образом На вход объекта 1 подается поисковы сигнал У2 . Из выходного сигнала объекта 1 избирательный фильтр выделяет пер вую гармонику въкодного сигнала у . Переключатель фазы 18 манипулирует фазу на ISCif С помощью фазосдвагаю-. щего блока 4 сигнал-f у . .сдвигается по фазе на 9О°, Въссодной сизгаал фазосдвигающего блока в сумматоре 5 суммируется с поисковым сигналом у 2.- Вы ходной сигнал сумматора 5 усиливается в усилителе 3 и подается на частотнозадающий блок 7. Амплитуда въкодного сигнала частот ио-задающего блока 7 ограничивается с помощью ограничителя амплитудът сигнала 8. Функциональнью блоки 3, 5, 7, 8 образуют rsKepattJp поискового сигнала Ю Частота поискового сигнала определяется частотно-задающим блоке 7, выполнен, ным, например, в виде ЬС-жонтура, и 69.4 плитудой и фазой вътходного сигнала фазосдвигающего блока 4. Выходной сигнал сумматора 5, соответствующий сдвинутому по фазе сигналу у , вносит либо емкостное сопротивление в иС-контур, если фаза блок 4 имеет значение-)-9О(либо индуктивное сопротивление, если фаза блока 4 имеет значение -9О ). Это приводит к изменению частоты поискового сигнала у,. Манипуляция фазы блоком 18 приводит к изменению знака частотной расстройки поискового сигнала у , но переключатель полярности 16 компенсирует это измене- ние. В.результате полярность сигнала на выходе блока 16 однозначно соответствует знаку расстройки положения объекта регулирования 1 относительно точки экстремума. Частотный детектор 12, переключатель полярности 16, сумматор 17 и интегратор 11, образуют быстрый канал обработки, который из поискового сигнала У2, вырабатывает сигнал у , осуществляющий смещение управляемого параметра по направлению к экстремуму, реверсивный счетчик 14, переключатель знака 13 и преобразователь код-аналог 15 образуют медленный канал отработки, который из изменения ср1еднего значения понс:;ового сигнала у вьфабатывает сигнал, компенсирующий нежелательные систематичеокие уходы нулей частотного детектс а 12, частотно-задающего блока 7 и интегратора 11. Нескомпёнснрованный дрейф нулей блс ков 7, 11, 12 привел бы-к систематической ошибке регулирования системъ, поскольку для компенсации этих дрейфов использовалась бы некоторая определен ная по амплитуде и фазе составляющая сигнала у , возникающая при расстройке положения объекта регулирования 1 от носнтельио положения экстремума. В данной системе экстремального регулирования наличие такой рассфойки приводит к ступенчатому изменению средней частоты поискового сигнала у из-за переключения фазы сигнала у / с помощью блока 18. Разность средних значений чаототы поискового сигнала у в соседних полупериодах переключения накапливается счетчиком 14 и преобразуется с помощью блока 15 в аналоговъй сигнал, который в сумматоре 17 компенсирует ареКф нулей частотного детектора 12, частотнозадающего блока 7 и йнтегратфа 11, сводя тем самым систематическую рао