Фильтр для систем автоматического управления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК а)605 В ЕНИЯ РСНОМУ С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Киевский институт автоматикиим. ХХЧ съезда КПСС(56) 1. Авторское свидетельство СССИ 307394,. кл. 6.05 6 1/00, 1967.2 Авторское свидетельство СССРЮ 470781, кл, 6 05 В 5/01, 19743. Авторское свидетельство СССРИ 490078, кл. 6 05 В 5/01, 1974(5")(57) ФИЛЬТР ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ, содержащий после" довательно соединенные сумматор, уси"; литель, дифференциатор, апериодичес" кое звено и пороговое звено, о .т л .ич а ю щ и й с я тем, что, с целью, повышения эффективности Фильтра, в нем установлен ключ, входом соединен" ный с выходом дифференциатора, управляющим входом " с выходом порогового звена, а выходом " с одним из входов сумматора.Изобретение относится к элементам систем автоматического управления и может быть использовано в качестве фильтра в системах автоматического управления, в выходных сигналах датчиков которых имеются импульсные помехи. Примером таких систем могут служить систеиы автоматического управления доменными процессами, использующие в качестве датчиков температуры 10 оптические пирометры излучения.Известен фильтр для систем автоиатического управления, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, блок сигнатуры, второй суи" 5 матор, интегратор и инввртор, выходом подключенный к одному из входов первого суииатора, и дифференциатор, выходом подключенный к второиу входу второго сумматора 1 3 . 20Изв-стен также Фильтр для систем автоматического управления, содержащий последовательно соединенные ге" нератор гармонического сигнала, пер" вый сумматор, второй сумматор, релей ный блок и интегратор, выходои подключеныый к второму входу второго сумма" тора 1.2 1 .Недостатком этих фильтров является их низкая эффективность.З 0Наиболее близким по технической сущности к изобретению является фильтр для систем автоматического управления, содержащий последовательно соединенные сумматор, усилитель, дифференциатор, апериодическое звено и пороговое звено, подключенное выходом к одному из входов сумматора 3 1 .Недостатком известного фильтра является его низкая эффективность, что связано с наличием в цепи отрицательной обратной связи апериодичес" кого .звена, причем эффективность фильтрации тем ниже, чем больше по" стОянная вреиени апериодическогб 45 звена. Цель изобретения " повышение эфФективности фильтра.Поставленная цель достигается тем, 50 что в фильтре для систем автоматического управления, содержащем последо" вательно соединенные сумиатор, усилитель, дифференциатор, апериодичес" кое звено и пороговое звено, дополни тельно установлен ключ, входом соединенный с выходом дифферейциатора, управляющим входом - с выходом порого" вого звена, а выходом - с одним из входов сумматора.На чертеже представлена блок-схема Фильтра.фильтр содержит сумматор 1, пред. ставляющий собой вычитающий операционный усилитель, суммирующий вход которого является входом фильтра.Выход сумматора 1 подключен к входу усилителя 2 , выход которого является выходом фильтра и подключен также к входу дифференциатора 3, выполненного в виде дифференцирующей ВС-цепочки. Выход дифференциатрра 3 подключен к входам апериодического звена 4, выполненного в виде интегрирующей ВС-цепочки, и ключа 5, выполненного в виде реле с нормально разомкнутыми контактами. Выход апериодического звена 4 подключен к входу порогового звена 6, выполненного в виде выпрямителя на диодах, вход которого является входом порогового звена 6, а выход выпрямителя соединен с выходом порогового звена 6 через пороговый элемент, представляющий собой триггер Шмидта. Выход порогового звена 6 подключен к управляющему входу ключа 5, выход которого подключен к вычитающему входу сумматора 1.Фильтр работает следующим образом.Импульсный выброс на входе фильтра приводит к такому изменению сигналана выходе Фильтра, что сигнал, проходя через дифференциатор 3, апериодическое звено 4 и пороговое звено 6,включает ключ 5, в результате чеговключается отрицательная обратнаясвязь, т.е. сигнал с выхода дифференциатора 3 поступает на вычитающий вход суиматора 1. При этом Фильтр работает как опериодический элементс большой постоянной времени и в нем происходит сглаживание импульсного выброса, Когда нет импульсных выбросов и сигнал на входе фильтра изменяется медленно, дифференциатор 3 вырабатывает сигнал небольшой амплитуды, который, проходя, через апериодическое звено 4, не выводит пороговоезвено 6 на ограничение, ключ 5 невключается, обратная связь остаетсяразомкнутой и входной сигнал проходит через сумматор 1 и усилитель 2 на выход Фильтра без сглаживания, При этомфильтр линеаризуется в усилительноезвено, При наложенной на полезныйсигнал высокочастотной помехе неболь1037 Составитель В.ГрибоваРедактор В.Лазаренко Техред И.Надь Корректор В,Бутяга Заказ 6008/48 Тираж 874 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 шой амплитуды на выходе дифференциатора 3 появляется сигнал большой амплитуды, который сглаживается, проходя апериодическое звено 4, и не вы" водит пороговое звено 6 на ограниче ние, отрицательная обратная связь не включается, полезный сигнал с наложенной на него высокочастотной помехой небольшой амплитуды проходит. на выход Фильтра беэ сглаживания. В связи 10 с тем, что амплитуда высокочастотной помвхи незначительна, она не оказывает заметного влияния на результаты последующей обработки сигнала.15Указанные отличительные особенности предлагаемого фильтра позволяют повысить его эФфективность, так, например, при идеальном дифференциаторе, апериодическом звене с постоянной 205 "; :,.ф.-";."-.":;-".:,".; :времени Г .1 и .йеременной составляющей с частотой Г0 с-" эффективность фильтра повышается в 78,5 раза.В результате этого. импульсные выбро"сы в гораздо меньшей степени оказывают влияние на выходной сигнал Фильтра, т.е. повышается точность передачифильтра, Кроме того, устранение апериодического звена из цепи отрицатель"ной обратной связи Фильтра позволяетрасширить возможности изменения передаточной функции ультра путем изменения передаточной функции дифференциатора, что позволяет изменять закон .сглаживания импульсного выброса в со"ответствии с действующей функциональной зависимостью между полезным сигналом и помехой в виде импульсноговыброса. Это, в свою очередь, расширяет область применения Фильтра,