Управляемый генератор гармоноческих сигналов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 п 858010(22) Заявлено 24,0130 (21) 2872138/18-24с присоединением заявки Мо(51) М. Хл. 6 06 С 7/22 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 230881(72) Авторы изобретения В,В,Алексеев, В,А.Дартау, Ю,П,Павлов н В,В,Рудаков 3Ленинградский ордена Ленина, ордена ОктябРъской 9 еволюцнии ордена Трудового Красного Знамени /горнцй-:.институтим, Г,.В,Плеханова1 М(71 Заявитель 1,54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к аналого- "вой вычислительной технике и можетбыть использовано в системах векторнОго управления в качестве датчикафункциЯ, а также в измерительной технике в составе задающих генераторов,Известен генератор, содержащийколебательный контур с интегрирующими усилителями и блоками умножения истабилизатор амплитуды. Стабилизацияамплитуды осуществляется с помощью вычислителя квадрата модуля интегрального регулятора и блока умножения 1 1.Недостаток генератора - узкийчастотный диапазон.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсягенератор, в котором стабилизатор амплитуды содержит вычислитель модуля,пропорционально-интегральный регулятор (ПИ-регулятор), блок деления и два умножающих блока 21,Однако указанный генератор на ниэ -ких частотах дает искажение выходныхсигналов, приводящее к сужению рабочего диапазона частот. Это обусловлено отклонением коэффициента стабилизирующих обратных связей от оптимального значения на границахчастотного диапазона,/ Цель изобретения - расширениерабочего диапазона частот,Цель достигается тем, что в управляемом генераторе гармоническихсигналов, содержащем первый и второйблоки умножения, первые входы которыхсоединены с,входом регулированиячастоты генератора, а выходы - спервыми входами соответственно первого и второго интегрирующих усилителей, выходы которых являются выходами генератора и соединены с вторымивходами второго и первого блоковумножения соответственно, блок задания начальных условиЯ, соответствующие выходы которого подключены квторым входам интегрирующих усилите"лей, и стабилизатор амплитуды, содержащий вычислитель модуля, ПИ-ре 2 О гулятор, блок деления, третий и четвертый блоки умножения, выходы первого и второго интегрирующих усилителей соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертогоблоков умножения и с соответствующими входами вычислителя модуля, выход которого соединен с первьми входами блока деления и ПИ-регулятора, второй вход которого соединен с входомЗО регулирования амплитуды генератора, 8580105 10 15 20 25 30 40 45 Я 55 60 а выход - с вторым входом блока деления, выходы третьего и четвертогоблоков умножения соединены с третьими входами перного и второго интегрирующих усилителей соответственно,в стабилизатор амплитуды введеныпятый блок умножения и суммирующийапериодический усилитель,соответствующие входы которого соединены с шинойсмещающего напряжения и с входом регулиронания частоты генератора, авыход соединен с первым входом пятого блока умножения, второй входкоторого соединен с выходом блокаделения, а выход подключен к вторымвходам третьего и четвертого блоконумножения,На чертеже представлена блок-схема генератора. Генератор содержитблоки .1 и 2 умножения, вход 3 регу- .лирования частоты, интегрирующие усилители 4 и 5, блок 6 задания начальных условий, стабилизатор амплитуды7, вычислитель 8 модуля, блоки 9 и10 умножения пропорционально ПИ-регулятор 11, блок 12 деления, вход13 регулирования амплитуды, блок 14умножения, суммирующий .апериодический усилитель 15, шину 16 смещающего напряжения, выходы 17 и 18,Генератор работает следующим образом.Управляющий сигнал, подаваемыйна вход 3 генератора, определяет коэффициент усиленйя н контуре, образованном блоком 1 умножения, интегрирующим усилителем 4, блоком 2 умножения и интегрируюгцим усилителем 5,частоту генерируемых колебаний. Сигналы, поступающие на первые входыусилителей 4 и 5 с выходов блока 6задания начальных условий, определяют начальные значения амплитуд и фазсигналов на выходе усили лей 4 и 5.Сигналы с усилителей 4 и 5 поступают на входы вычислителя 8 модуля,выделяющего текущее значение амплитуды колебаний, поступающее на первыйвход ПИ-регулятора 11, на второй входкоторого подается сигнал установкиамплитуды с входа 13. Сигнал, пропорциональный ошибке по амплитуде, свыхода ПИ-регулятора 11 поступает напервый вход блока 12 деления и нормируется делением его на величинуамплитуды, Сигнал относительной ошибки по амплитуде с выхода блока 12деления поступает на первыйвход блока 14, коэффициент передачи которого пропорционален сигналу с выходаапериодического усилителя 15,На один вход усилителя 15 подаетсянапряжение с шины 16, а на другойсигнал, пропорциональный значениюзаданной частоты колебаний, Напряжение с выхода блока 14 поступает навторые входы блокон 9 и 10, которыереализуют при подаче на их первые.входы напряжений с выходов усилителей 4 и 5 коэффициенты обратных связей, При этом знак обратных связей определяется пб знаку ошибки амплитуды: если заданная амплитуда больше действительной в . обратные связи положительны, н 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 необходимый коэффициент стабилизирующих обратных связей при час- тотах,близких к нулю.Апериодический усилитель 15 обеспечивает работу генератора н замкнутых системах при управлении частотой по сигналу ошибки,Использование такого генератора в качестве датчика Функции з 1 п Ч сон Ч, например, в системах векторного управления частотным вентильным приводом позволяет повысить надежность и качество Функционирования двигателя при пуске, останоне, работе с заданным моментом н области низких-й частот и при неподвижном роторе,Работа н области низких частот позволяет обеспечить более высокую производительность механизмов, например подъемных установок,за счет сок.ращения нремени дотягивания.Формула из об рете ни яУправляемый 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 вторыми входами второго и первого блоков умножения соответственно, блок задания начальных услоний, соответ- ствующиЕ выходы которого подключены к вторым входам интегрирующих усилителей, и стабилизатор амплитуды, содержагций вычислитель модуля, поопорционально-интегральный регулятор, блок деления, третий и четвертый блоки умножения, при этом выходы первого йвторого интегрирующих усилителей соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого блоков умноженйя и с соответствующими входами вычислителя модуля, выход которого соединен с первыми входами блока деления и пропорционально-интегрального регулятора, нторой вход которого соединен с входом регулирования амплитуды генератора, а выход - с вторым входом блока деления, выходы третьего и четвертого блоков умноже;Щомак Тираж 745Государственноелам изобретенМосква,К, Р Подписноео комитета СССРй и открытийушская наб д,4/5 7246/80ВНИИПИ а 1130 илиал ППП "Патентф, г, ужгород, ул, Проектная,ния соединены с третьими входамипервого и второго интегрирующих усилителей соответственно, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот, встабилизатор амплитуды генераторавведены пятый блок умнож .ння и суммирующий апериодический усилитель,соответствующие входы которого соединены с шиной смещ- ощего .напряжения и с входом регулирования частотыгенератора, а выход соединен с первым входом пятого блока умножения,второй вход которого соединен с выходом блока деления, а выход подключенк вторым входам третьего и четвертого блоков умножения,Источники информации.принятые во внимание при экспертизе1. Проектчрование и применениеоперационных усилителей, Под ред,Д.Грэма, М;, "Мир", 1974, с, 433,2, Авторское свидетельство СССРО в 642724. кл, О 06 6 7/26. 1976 (прототип),