Устройство контроля сигнала

на делам нзоеретеннй и открытий(72) Авторы изобретения й Карагандинский филиал Особого конструкторского бюроВсесоюзного научно-исследовательского института автоматиЗацин черной металлургии(54) УСТРОЯСТВО КОНТРОЛЯ СИГНАЛА Устройство работает следующим образом, Подлежащий контролю сигнал хф изме-ряется измерителем 1 в дискретные моментыс запаздыванием Ъ . Этот сигнал,зацтум.ленный помехойподается на новый эле.мент 2 сравнения, где из него вычитается оценка этого же сигнала.полученная в моделирующем блоке 3 Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах автоматического регулирования технологических. процессов для контроля сигналов.Известно устройство контроля сигнала, содержащее измеритель, выход которого под-ключен к первому входу первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом моделирующего блока, выход первого элемента сравнения подключен к входу порогового элемента 1.Однако известное устройство имеет не р достаточную точность контроля и невысокое быстродействие.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия контроля.Для этого в устройство контроля сигнала, содержащее измеритель, выход которого Ч подключен к первому зходу первого элемента сравнения, второй вход которого соеди-. нен с выходом моделирующего блока, выход первого элемента сравнения подключен к входу порогового элемента, введены второй элемент сравнения, интегратор, умно- житель, сумматор, первыи и второй элементы задержки, при этом выход порогового элемента подключен к входу моделируюше. 2го блока через последовательно соедийенные второй элемент сравнения, интегратор, умножитель, и сумматор, другой вход которого соединен с выходом первого элемента за держки, вход которого соединен с выходом сумматора, выход интегратора через второй элемент задержки подключен к другому вхо. ду второго элемента сравнения. На чертеже приведена структурная элеи.трическая схема предложенного устройства,Устройство контроля сигнала содержит измеритель 1, первый элемент 2 сравнения, моделирующий блок 3, сумматор 4, первый элемент 5 задержки, пороговый элемент 6, второй элемент 7 сравнения, интегратор 8, умножитель 9 и второй элемент 0 задержки(7) формула изобретения зСигнал с выхода первого элемента 2 сравнения. Я( -) = х - Х) - х(1 - ю ) (1) подается на вход корректора 11 параметров модели воспроизведения сигнала, ко. торый образован пороговым элементом 6, вторым элементом 7 сравнения, интегратором 8, вторым элементом 1 О задержки и умножителем 9: Функционирование этого корректора 11 параметров модели воспроизведения сигналов можно описать выражениями.при е - Г); Од( ( Т)-1 при г - Т) ( О- Р(1 - ч; - 1), (4) о где К0,2;= 0,5 - настроечные коэффициенты, уточняемые в ходеэксплуатации устройства; 25Е"(-Ц-выходной сигнал пороговогоэлемента;х-Ъ) - выходной сигнал корректора11 параметров модели воспроизведения сигнала;6"( Я - сглаженное значение сигна.ла Я"- -) На выходе порогового элемента 6 сигнал имеет значение +1 или -1, что позволяет, с одной стороны, устранить влияние эпизодической помехи М, возникающей, на- э 5 пример, в связи со сбоями в измерительной аппаратуре, и, с другой стороны, оперативно реагировать на отклонение модельного сиглнала х от измеряемого сигнала х.Из формул (1) - (4) видно, что еслиа 40 измеряемый сигнал х и модельный сигнал, х не имеют систематических отклонений, т.е . х - знакопеременная величина, то корректировка х близка к нулю за счет сглажи- вания Е"; если же наблюдается систематическое отклонение х от х, то величина кор ректировки увеличивается,Сигнал Е через пороговый элемент 6 поступает на первый вход второго элемента 7 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с выхода второго элемента 1 О задержки. Получаемый во втором элементе 50сравнения сигнал поступает через интегратор 8 на вход вто-рого элемента 10 задержки и вход умножителя 9, в котором он умножается на постоянный коэффициент. 4С выхода умножителя 9 сигнал х(17.) идет на вход модели 12 воспроизведения сигнала, образованной сумматором 4 и первым элементом 5 задержки, функция которого в частном случае представлена линейной зависимостью, имеющей в рекуррентной форме следующий вид: хЬ) = хд( - 1) + х) где х"(1) и оценка сигнала х в текущийх 4 (- ) и предшествующий моментывремени;х - скорость изменения сигналов,уточняется с помощью корректора 1.Сигнал х - Г ) поступает на первый вход сумматора 4, на. второй вход которого поступает сигнал с выхода первого элемента 5 задержки. Выходной сигнал сумматора подается на вход первого элемента 5 задержки и на вход моделирующего блока 3 и является выходным сигналом устройства.Таким образом, использование модели 12 воспроизведения сигнала, корректора 11 параметров, моделирующего блока и элемента 2 сравнения позволяет обойтись без обратной модели измерителя, усиливающей высокочастотную помеху, и уменьшить запаздывание при контроле состояния объекта эа счет соответствующей модели воспроизведения сигнала.Технико-экономическая эффективность от использования предложенного устройства заключается в том, что повышается точность контроля сигнала и обеспечивается его своевременность.Исследова ние предложенного устройства проведено на модельном примере при следующих условиях: время инерции измерителя - 3 с, время траьспортного запаздывания - 2 с, коэффициент передачи -- 1.Оценка точности контроля сигнала по среднемодульному критерию Я="-Ж /х)(Ю .где Т - число учитываемых точек измерения. Показывает, что точность контроля сигнала предложенным устройством в четыре раза выше, чем известным устройством: С 1 = 0,40; (; = 0,10. Устройство контроля сигнала, содержа. щее измеритель, выход которого подключен к первому входу первого элемента сравие. ния, второй вход которого соелииеи с выхо. дом моделирующего б,1 ока. выход ис рвого.еиного комтеиий и о5, РаушскаУжгород,Состаантел Текред А. Бо Тираж 701 ВНИИПИ Государств по делам нзобре 113035, Москва; Ж - 3 ткал ППП Патентэ, горректор В. Синнцкаодпнсноеета СССРрытийнаб., д. 4/5Проектная, 4 . Редактор С, Титов Заказ 9744/30 элемента сравнения подключен к входу порогового элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия контроля, введены второй элемент сравнения, интегратор, умножитель, сумматор, первый и второй элементы задержки, при этом выход порогового элемента подключен к входу моделирующего блока через последовательно соединенные второй элемент сравнения, интегратор, умножитель и сумматор, другой вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, вхОд которого соединен с выходом сумматора, выход ин.тегратора через второй элемент задержки подключен к другому входу второго элемента сравнения.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Орнатский П. П. Автоматические измерительные приборы. Киев, Техника,1965, с. 9, 10 (прототип),1 О