Дифференцирующее устройство с переменной структурой

.ен 4 лпоте. за; Л О П ИСАЙИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ и п 46142 Союз Советских Социалистических Рвсиублик(32) Приоритет 51) М. Кл, 6 06 д 7/18 сударственный комитет света Министров СССР Опубликовано 2502.75. Бюллетень7 Дата опубликования описания 14,04.75(088.8) ам изобретений открытий 2) Авторы изобретения В. Емельянов, В. И. Уткин, А бладзе и Б, 3. Големб(71) Заявител Ордена Ленина институт проблем управленияИзобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах автоматического управления для получения оценок второй производной полезного сигнала при наличии шума, уровень которого априори неизвестен и может меняться в заданных пределах.Известные дифференциаторы с переменной структурой, содержащие последовательно соединенные блоки сравнения, два интегратора и сумматор, а также масштабирующий блок, не обеспечивают требуемого качества дифференцирования.Цель изобретения - повышение точности дифференцирования и улучшение помехозащищенности.Для этого предлагаемое устройство содержит второй сумматор, второй блок сравнения, второй релейный блок, два инерционных звена, второй масштабирующий блок и третий интегратор, причем вход первого интегратора подключен к входу первого инерционного звена, выход которого является выходом устройства, а выход первого интегратора через первый масштабирующий блок соединен с входом первого сумматора, выход которого подключен к входу первого блока сравнения, выход второго блока сравнения соединен со вторым релейным блоком, выход которого через третий интегратор подключен к входу второго блока сравнения, а через последовательно соединенные второе инерционное звено и второй масштабирующий блок подключен к входу второго сумматора, выход которого 5 соединен с входом первого блока сравнения.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого дифференцирующего устройства с переменной структурой.Устройство состоит из последовательно сое диненных блока сравнения 1, релейного блока 2, интеграторов 3 и 4, сумматора 5. Второй вход сумматора 5 через масштабирующий блок 6 соединен с выходом интегратора 3, Выход сумматора 5 подключен ко второму входу 15 блока сравнения 1, первый вход которогосоединен с выходом сумматора 7. Один из входов сумматора 7, являющийся входом устройства, через последовательно включенные блок сравнения 8, релейный блок 9, инерцион ное звено 10 и масштабирующий блок 11, сое.динен со своим вторым входом, причем выход релейного блока 9 через интегратор 12 соединен со вторым входом блока сравнения 8. Выход релейного блока 2 соединен со входом 25 инерционного звена 13, выход которого является выходом устройства,Входной сигнал устройства, представляющий собой сумму полезного низкочастотного сигнала, вторую производную которого необ ходимо получить из высокочастотного шума3произвольного уровня, поступает на блок сравнения 8 и сумматор 7. На второй вход сумматора 7 подается выходной сигнал масштабирующего блока 11, пропорциональный первой производной полезной составляющей входного сигнала, причем в отсутствии помех в обоих контурах схемы возникают, при некоторых ограничениях, наложенных на входной сигнал, скользящие режимы. В выходном сигнале релейного блока 2 содержится информация о второй производной полезного сигнала. Для выделения второй производной из широтно-импульсно-модулированного выходного сигнала релейного блока 2 применяется инерционное звено первого порядка 13, вход которого соединен с выходом релейного блока 2, а выход является выходом устройства.В отсутствии шумов и при возникновении в обоих контурах скользящих режимов точность получения первой и второй производных определяется величиной постоянной времени знаменателя передаточной функции инерционного звена первого порядка и неидеальностями релейных блоков. В рассматриваемом случае устройство линейно и при равенстве коэффициентов передачи масштабирующих блоков б и 11 достигается качество дифференцирования, близкое к идеальному. Под действием помех начинают проявляться нелинейные свойства устройства, коэффициенты передачи релейных блоков 2 и 9 начинают уменьшаться, что приводит к увеличению постоянных времени знаменателя в передаточной функции эквивалентной линейной схемы. 461421 Таким образом происходит пассивная адап тация схемы к внешнему возмущению: с уве.личением уровня шумов помехозащищенность возрастает за счет увеличения постоянных 5 времени знаменателя эквивалентной передаточной функции.Предмет изобретенияДифференцирующее устройство с перемен ной структурой, содержащее последовательносоединенные первый блок сравнения, первый релейный блок, первый и второй интеграторы, первый сумматор, а также первый масштабирующий блок, отличающееся тем, что, 15 с целью повышения точности дифференцирования и улучшения помехозащищенности, оно содержит второй сумматор, второй блок сравнения, второй релейный блок, два инерционных звена, второй масштабирующий блок и 20 третий интегратор, причем вход первого интегратора подключен к входу первого инерционного звена, выход которого является выходом устройства, а выход первого интегратора через первый масштабирующий блок 25 соединен с входом первого сумматора, выходкоторого подключен к входу первого блока сравнения, выход второго блока сравнения соединен со вторым релейным блоком, выход которого через третий интегратор подключен З 0 к входу второго блока сравнения, а через последовательно соединенные второе инерционное звено и второй масштабирующий блок подключен к входу второго сумматора, выход которого соединен с входом первого блока 35 сравнения,актор аиова аз 844/12ЦНИИПоставитель Б. Голембо Техред Е. Борисова одписно СССР пография, пр. Сапунова Изд. Мо 419 сударственного комитета по делам изобретений Москва, Ж.35, Раушская