Сглаживающий фильтр

(5 УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н(ф м : Р(71) Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Серго Орджоникидзе и Пентральное проектно-.конструкторское бюропо системам автоматизации производстваЕ 53) 62-50(088.8)(56) 1. Итоги науки и техники,сер. фТехническая кибернетика". Т. 4.М., 1972, с.24-25.2. Авторское свидетельство СССР3305786, кл. Й 05 В 5/01, 1981прототип ).54 )(57 Г СГЛАЖИВАЮЩИЙ ФИЛЬТР, содеращий первый и второй Фильтры низкойчастоты, первый сумматор, переключатель, причем вход первого фильтранизкой частоты подключен к первомувходу блока сравнения и является входом, а выход подключен к второмувходу блока сравнения и первому входу первого сумматора, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей, внего введены первый нелинейный блок,блок управления переключателем, последовательно включенные второй нелинейный блок, третий Фильтр низкойчастоты и второй сумматор, второйвход которого соединен с выходомПервого Фильтра низкой частоты и первым входом переключателя, а выход -с вторым входом переключателя, выходблока сравнения подключен к входампервого и второго нелинейных блоков,выход первого нелинейного блока сое- ЕРдинен через последовательно включенные второй фильтр низкой частоты ипервый сумматор с третьим входомпереключателя, управляющий вход ко- С,торого соединен с выходом блокауправления переключателем, а выходпереключателя является выходом Фильтра,Изобретение относится к нелинейным корректирующим устройствам и может быть использовано в системах управления промышленными объектами для выделения полезных низкочастотных составляющих измеренных сигна лон.Известно корректирующее устройство, содержащее последовательно соединенные первый блок сравнения, первый Фильтр низкой частоты, выход которого подсоединен к второму входу первого блока сравнения, последовательно соединенные второй блок сравнения и второй Фильтр низкой частоты, выход котоРого соединен со вторым входом нторого блока сравнения, сумматор, подключенный своими входами к выходам первого и второго фильтров низкой частоты, первый вход второго блока сранненйя соединен с выходом первого блока сраннения ).13.Недостаток известного устройства состоит н низкой точности выделения полезного сигнала, обусловленной тем, что при наличии относительно высокочастотной помехи часть ее проходит на выход быстродействующего фильтра низкой частоты и поэтому содержится в суммарном выходном сигнале.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сглаживающий Фильтр, содержащий последовательно включенные первый фильтр низкой частоты, первый блок сравнения, второй фильтр низкой час тоты, детектор знака, второй блок сравнения, первый интегратор, первый квадратор, третий блок сравнения, логический блок ИЛИ, переключатель и сумматор, последовательно включен ные дифференциатор, четвертый блок сравнения, второй интегратор, второй квадратор и пятый блок сравнения, два эадатчика сигналов, выходы которых соединены со втоРыми входа ми соответственно третьего и пятого блоков сравнения, выходы первого и второго интеграторов - со вторыми входами соответственно второго и четвертого блоков сравнения, второй вход первого блока сравнения соединен со входом первого фильтра низкой частоты, выход которого подключен ко второму входу сумматора, выход второго фильтра низкой частоты соеди" нен с вторым входом переключателя и входом дифференциатора, выход пятого блока сравнения - с вторым входом логического блока ИЛИ 23. Недостаток известного сглаживающего фильтра заключается в его низких функциональных возможностях, так как оценка полезного сигнала на его выходе производится только н определен" ные интервалы времени. Во многих же 65 схемах регулирования такая оценка нужна между интервалами времени,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей сглаживающего фильтра.Поставленная цель достигается тем, что н сглаживающий Фильтр, содержащий первый и второй фильтры низкой частоты, первый сумматор, переключатель, причем вход первого фильтра низкой частоты подключен к первому входу блока сравнения и является входом, а выход подключен к второму входу блока сраннения и первому входу первого сумматора, введены первый нелинейный блок, блок управления переключателем, последовательно включенные второй нелинейный блок, третий Фильтр низкой частоты и второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра низкой частоты и первым входом переключателя, а выход - с вторым входом переключателя, выход блока сравнения подключен к входампервого и второго нелинейных блоков, выход первого нелинейного блока сое-. динен через последовательно включенные второй Фильтр низкой частоты ипервый сумматор с третьим входом переключателя, управляющий нход которого соединен с выходом блока управления переключателем, а выход переключателя является выходом.На чертеже представлена структурная схема сглаживающего фильтра (где ХИ)и Х(Н - входной и выходной сигналы устройства, Х (Ц - оценка полезного сигнала,Х (Ф)и Х (1) - оценЬ н ка соответственно верхней и нижней границы полезного сигнала, текущий момент времени)Сглаживающий фильтр содержит первый фильтр 1 низкой частоты, блок 2 сравнения, первый и второй нелинейные блоки 3 и 4, второй и третийфильтры 5 и 6 низкой частоты, первыйи второй сумматоры 7 и 8, переключатель 9 и блок 10 управления переключателем.Сглаживающий фильтр работает следующим образом.Входной сигнал Х(Ф) Фильтра поступает на вход первого Фильтра 1 низкой частоты, выход которого соединен со входом блока сравнения. На выходе интегратора получается оценка Х (1) полезного сигнала. В блоке 2 сравнения из входного сигнала Х(Ф)вычитается сигнал Хо(Ц и получаемый на выходе блока 2 сравнения сигналошибки Г(Ц=Х (Ц -Х(1) подается на входы первого 3 и второго 4 нелинейных блоков. Сигнал на выходе первого нелинейного блока 3 описывается выражениемр(ц 1 Г(Н вриг О О при 9 с О10966 л 5 Составитель Г.ВышковскийРедактор Т.Кугрышева Техред О.Неце Корректор О,Тигор Заказ 3823/34 Тираж 842 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва. Ж,.Раушская наб д, 4/5В)Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 авыход второго нелинейного блока 4- выражением-(Ч Я(Н пРи 6(ф) ( 00 при Е(С)0Выходные сигналы первого 3 и второго 4 нелинейных блоков подаются 5 на входы соответственно второго 5 и третьего б фильтров низкой частоты.На выходе второго Фильтра 5 низкой частоты получается сглаженное значение Г (Ч входного сигнала 8(С), 10 которое суммируется в первом сумматоре 7 с сигналом Х (Ц., В результатедна выходе первого сумматора 7 получается сигналХв(М, Уо(М+ ,+(И, 15 представляющий собой оценку верхней границы полезного сигиала Х (с). Аналогичным образом с помощью третьего фильтра б низкой частоты и второго сумматора 8 получается сигнал 20хн(ц =хз(с 1+ я+(ц оценки нижней границы полезного си 1нала. Сигналы Х (Ф) с выхода первогофильтра 1 низкой частоты, Хз(Ф) свыхода первого сумматора 7 и Х"Ь свыхода второго сумматора 8 подаютсяна входы переключателя 9, которыйподключает поочередно свои входык выходу устройства, Переключениепроисходит по команде, поступающейс блока управления переключателем10, выполненным в виде реле времени.В результате на выходе переключателя 9 формируется сигнал Хф(Ц, а также оценки его верхней Х з(М и нижней Х(Ц границ,. Таким образом,расширение функциональных воэможностей предлагаемого устройства получается эа счет введения дополнительноверхней и нижней оценок полезногосигнала,