Дифференцирующее устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) (111 а 1 4 С 06 С 7/18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СТВ ВИДЯТ ВТОРСК еляции которого априо могут меняться в залах. Цель изобретения вышении помехозащище и время корр неизвестны и данных преде состоит в по н сновов ль 4) ДИФФ 7) Изоб ке и ан хинке и УСТРОЙСТВО, сится к автома- ислительной РЕНЦИР тение отн оговой вь предназнач ов, пропор при наличи о для получения сиги изводной канальных пр уровень. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Московский ордена ОктябрьсРеволюции и ордена Трудового Крго Знамени институт стали и спл(56) Авторское свидетельство ССУ 729594, кл, С 06 С 7/18, 1980Авторское свидительство: СССРУ 1154683, кл. С 06 С 7/18, 198 ности. Устроиство содержит два элемента сравнения, три интегратора,пять сумматоров, четыре масштабирующих элемента, два источника постоянного сигнала, три блока умножения,два релейных элемента, элемент ОГРАНИЧЕНИЕ. Повышение помехозащищенности.обеспечивается за счет зависимости эквивалентного коэффициентапередачи релейного элемента от уровня помех во входном сигнале, а также тем, что изменение знака обратнойсвязи, осуществляемой одним из блоков умножения, определяется толькорегулярной составляющей выходногосигнала вследствие фильтрации случайной составляющей. 1 ил.12674402ром из него вычитается постоянныйсигнал Ч , генерируемый источником14. На вход интегратора 3 подается,сигнал с выхода сумматора 7, на входы которого поступают сигнал Я(г)через элемент 12 масштабирования скоэффициентом,В и сигнал,Ч(С) с выхода сумматора 4.В отсутствии шума в дифференциато 1 О ре возникает скользящий режим. Вскользящем режиме сигнал ЕИ) близокк нулю. Выбирая достаточно малые значения С , Ь С, имеем соответственномалое значение ошибки х на выходе15 элемента 1 сравнения. Это означает,что выход интегратора 3 отслеживаетсо сколь угодно малой ошибкой входной сигнал и на выходе сумматора 4будет сигнал, пропорциональный произ 20 водной входного сигнала. В этом случае передаточная функция устройстваимеет вид и(р) -1 рр 1 ТгдеА(1 + - ) 30 дКС - + КЬС,)1ЬКА(1 + -ЬС Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и предназначено для получениясигналов, пропорциональных производной, при наличии шума, уровень ивремя корреляции которого априоринеизвестны и могут меняться в заданных пределах.Целью изобретения является повышение помехозащищенности,На чертеже дана блок-схема дифференцирующего устройства.Устройство содержит элементы 1и 2 сравнения, интегратор 3, сумматоры 4-7, интегратор 8, масштабирующие элементы 9-12, источники 13,14 постоянных сигналов, интегратор15, блоки 16-18 умножения, релейныеэлементы 19 и 20, элемент 21 ОГРАНИЧЕНИЕ и сумматор 22.Устройство работает следуюшим образом.На первый вход элемента 1 сравнения поступает смесь полезного сигнала с шумом, которая сравнивается свеличиной сигнала на выходе интегратора 3. Ошибка с выхода элемента 1сравнения поступает на первый входэлемента 2 сравнения, где сравнивается с выходным сигналом блока 17умножения, Элементы 10 и 11 масштабирования имеют коэффициентыК иА соответственно.Выход элемента 5 сравнения подается на сумматор 6, где суммируетсяс сигналом х(г) ошибки. Выход сумматора 6 является входом для интегратора 8.На вход релейного элемента 19поступает сигнал с выхода элемента 2сравнения. Выходной сигнал, равный 35Т, - постоянная времени интегра"тора 3, тора 3,Т - постоянная времени интегра 2тора 8 тора 8,40 ЬК - константа, характернзующаявыходной сигнал элемента 20-д, если(е) с О,ж = сопят, через интегратор 15 поступает на вход элемента 21 ОГРАНИЧЕНИЕ, а затем на первый вход блока 16 умноже 50 ния, выход которого через блок 9 масштабирования с коэффициентом Ь С поступает на вход сумматора 22, в котором складывается с постоянным сигналом С , генерируемым источником 13 постоянного сигнала.Сигнал с выхода элемента 11 поступает на вход сумматора 4 в котоТаким образом, в отсутствие помех за счет выбора коэффидиентов передачи А и ЬС блоков 11 и 9 масштабирования и величины С сигнала источника 13 постоянного сигнала можно осуществить сколь угодно точное дифференцирование при любом значении Т .Достигается это при конечных значениях коэффициентов масштабирования элементов 9-12 и постоянных времени интеграторов 3,8, 15 и при отсутствии скользящего режима в главном контуре,Под действием помех скользящийрежим прекращается и возникает режим переключений. При выборе значения Ф, из условиял"макс 7где макс - максимально возможноевремя корреляции шума на всем интервале времени дифференцирования, выходной сигнал блока 21 не успеет изменить знак под действием помехи. Это означает, что, несмотря на воздействие помех, изменение знака обратной связи через блок 18 умножения определяется только регулярной составляющей сигнала Я(С), так как после попадания в область существования скользящего режима сигнал ЩС) на выходе интегратора 8 знако-постоянен. Поэтому сохраняется правильное изменение (увеличение или уменьшение) величины сигнала У(С) и соответственно выходного сигнала Ч, определяемое регулярной, а не случайной составляющей сигнала, что и обеспечивает подавление коррелированных шумов при дифференцировании.При наличии помех связь между входом и выходом устройства аппроксимируется дифференциальным уравнением третьего порядка/ Р 2 (31+К,ч(с) + - ч(с) + ч(е) .+где К 2 - коэффициент, зависящий обратно пропорционально отдисперсии помехи,, - некоторые константы,зависящие от параметров дифференцирующего устройства.Из уравнения следует, что с ростом уровня шума увеличиваются коэффициенты в левой части уравнения, обеспечивая подавление помех.Формула изобретенияДифференцирующее устройство, со"держащее первый элемент сравнения,первый вход которого является информационным входом устройства, а выход соединен с первыми входами первого сумматора и второго элементасравнения, выход первого сумматорачерез первый интегратор соединен свходами первого и второго масштабирующих элементов, выход первого масштабирующего элемента и выход первогоисточника постоянного сигнала соеди О нены с соответствующими входами второго сумматора, выход которого явля-.ется выходом устройства и соединен спервым входом третьего сумматора,второй вход которого через третий мас штабирующий элемент подключен к выходу втоРого элемента сравнения, авыход через второй интегратор соединен с вторым входом первого элемента сравнения, выход второго мас штабирующего элемента соединен спервым входом четвертого сумматора,выход которого соединен с вторымвходом первого сумматора, а такжечетвертый масштабирующий элемент, 25 отличающееся тем, что,с целью повышения помехозащищенности,устройство содержит третий интегратор, два релейных элемента, триблока умножения, элемент ОГРАНИЧЕ НИЕ второй источник постоянногосигнала и пятый сумматор, при этомвход второго элемента сравнения через соединенные последовательно первый релейный элемент, третий интегратор и элемент, ОГРАНИЧЕНИЕ, соединенс первым входом первого блока умножения, выход которого соединен спервым входом второго блока умножения и через четвертый масштабирующий 40элемент с первым входом пятого сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго источника постоянного сигнала, а выход - к первому входу третьего блока умножения, 45выход которого соединен с вторым входом второго элемента сравнения,выход первого интегратора соединенс вторыми входами второго и третьегоблоков умножения и через второй.релейный элемент - с вторым входом первого блока умножения, а выход второго блока умножения соединен с вторымвходом четвертого сумматора.1267440 Составитель Г. Осиповтор Н. Слободяник Техред И.Попович Корректор Л. Патай каз 5779 Й 9 роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,4 Тираж 671 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва Ж, Рауш