328422

О П И С А Н И Е 328422ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскиз Свциалистическиа РвсЕбливЗависимое от авт. свидетельстваМПК 6 05 Ь 5 явлено 05,11,1971400232/18-21 аявкцс присоединение Комитет по делам обретений и открытий и Совете Министров СССРПриоритетОпубликовано 02.11.1972. Бюллетень6Дата опубликования описания 10.111.1972 3,078 (088.8з "11 анов Авторыизобретения Г, Алексеев, Е, А, Бурлаков, Б. Р, Выскубов и М. аяг,тел СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕТЛ ЕВОЙ ХАРАКТЕРИСТИ 1( 2 5 сигнала тепдо экстре- нала х; я вход- соот- ремени хэ,п, Хэ,п -от входного сиг. рвале времени от Прихающе +азпто 30 вцд у цезатух=хо+ дующий(2) Изобретение относится к области систем автоматического регулирования с нелинейными корректирующими устройствами.Для стабилизации систем автоматического регулирования находят применение нелинейные корректирующие устройства с петлевымц фазоопережающими характеристиками. Известный способ формирования релейной характеристики с опережением по фазе позволяет реализовать схему, обеспечивающую демпфирование только симметричных колебаний системы относительно нулевого положения. Кроме того, величина демпфирования зависит ог амплитуды колебаний. Если амплитуда колебаний не выходит за зону нечувствительности, то демпфирование отсутствует. Максимальное демпфирование - при незначительном превышении амплитуды колебаний зоны нечувствительности, при увеличении амплитуды колебаний демпфирование уменьшается.Предлагается способ формирования фазоопережающей петлевой характеристики прц симметричных и несимметричных колебаниях.Описываемый способ отличается от известных тем, что фиксируют маскимальное значение разности между максимальным запомненным сигналом и убывающим входным, запоминают максимальное значение убывающего входного сигнала, фиксируют максимальное значение разности между нарастающим входным сГцалом ц запомненным минимумом убывающего входного сшнала, получают вторую разность сигналов, которую запоминают и используют в качестве выходного сигнала, 5 запоминают максимальное значение нараста.ющего входного сигнала и таким же образом последовательно формируют разности сигналов ц выходной сигнал до затухания процесса.0 В предлагаемом способе формирование пет.левой опережающей характеристики производится в соответствии с нелинейной функциейу= й (хп- х) з 1 дп х, (1)где уп - ордината выходногона итервале времени о1 + между соседнимимумами входного сиг- экстремальные значениного сигнала, которымветствуют моменты вп ц п -хп - производнаянала на интеп до 1 п.,прохождении несимметричногоо гармонического сигналаг формула (1) принимает слеКак следует из формулы (2) ширина опережающей петли Лу=у - у=уне зависит от постоянной составляюгцей и определяегся полностью величиной амплитуды синусопдальной составляющей входного сигнала,При этом, гармонические коэффициенты усиления нелинейного звена определяются следующими выражениями:29 = -1(х) ип цА = О(3)Я= -1(х) соя ф= -а ОИз формул (3) следует, что коэффициент усиления нелинейного звена по первой гармонике составляетй= )l д+д" = - ", а фазовый сдвиг первой гармоники выходного сигнала по отношению к синусоидальному входному сигналу равен 90, так как/У=агсф=90.Таким образом, рассматриваемое нелинейное звено вносит в систему регулирования положительный сдвиг по фазе, равный 90. Причем опережение по фазе Укоэффициент усиления Йне зависит ни от постоянной составляющей входного сигнала, ни от его амплитуды и частоты, что является важным положительным свойством предлагаемого нелинейного корректирующего устройства,На фиг, 1 представлена блок-схема для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие принцип работы блок-схемы.На блок-схеме приняты следующие обозначения: суммирующие усилители 1, 2, 3; пиковые вольтметры 4, 5; инвертор б, интегрирующие звенья 7, 8 с отключенными входами, которые в момент подключения входа переключаются в режим инерционных звеньев с малой постоянной времени;суммирующие усилители 9, 10, работающие в релейном режиме; реле Р 1-Рб и диоды Д 1-Д 8.Элементы 1, 2, 4, 5, 9, 10 образуют дискриминатор знака скорости входного сигнала и управляют релейной схемой. Элементы б, 7, 8 образуют схему для формирования управляющего выходного сигнала У и дополнительных сигналов У и 1 сподаваемых на суммирующие усилители 1 и 2.Принцип работы блок-схемы поясняется эпюрами напряжений на фиг. 2. В исходном положении схемы при 1=0 выходные сигналы всех элементов равны нулю, реле обесточены. На вход устройства подается напряжение У.На отрезке времени О - 1 выходное напряжение пикового вольтметра 4 г 1,равно напряжению Уд, и противоположно ему по знаку. Следовательно, напряжение Ур, на выходе суммирующего усилителя 9 равно нулю. Пиковый вольтметр 4 фиксирует максимальное значение входного сигнала, Поэтому, в мо 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 мент времени 1, + Л 1 на ьыходе суммирующего усилителя 9 появляется сигнал У(1++Ы) =КУ,(1 г) - (/д,(1+31) при которомсрабатывает реле Р 1. Величина отрезка времени определяется чувствительностью реле Р 1и величиной коэффициента усиления К суммирующего усилителя 9. Для уменьшения величины Л 1 суммирующий усилитель 9 работает в релейном режиме, Через контакты 1 и 2реле Р напряжение 24 в подается на реле Р 2,которое срабатывает. Реле Р 2 контактамп 1и 2 переключает интегрирующее звено 7 в режим инерционного звена, контактами 3 и 4подает входной сигнал (, на вход этого звена, контактами 5 и б снимает остаточный заряд с емкости пикового вольтметра 5 и контактами 7 и 8 подает питание па реле РЗ.Так как звено 7 выполнено на основе операционного усилителя постоянного тока с нечетным количеством каскадов и имеет в инерционном режиме малую постоянную времени,то напряжение У, (г+Л 1) - С(1 г+Ы) .Реле РЗ срабатывает, контактами 1 и 2 разрывает цепь питания реле Р 2 и контактамиРЗ самоблокируется. Диод Д 7 обеспечиваетзадержку во времени отпускания реле РЗ дляего надежной самоблокировкп.Таким образом, реле Р 2 включается навремя, необходимое для заряда емкости интегрирующего звена 7. В момент времени 1,+11напряжение Уф = К т. е. /= Кг =- У(1+Ы) (О. Так как К(О, то на входсуммирующего усилителя 2 через диод ДЗ подается дополнительный сигнал смещения(/с= Ки= - У,(1+Л 1), который обеспечивает работу пикового вольтметра 5 при входном сигнале, имеющем положительную постоянную составляющую, До момента времени1 г напряжение У, сохраняет постоянное значе.ние Ю= - У. (1 г+Лг).На отрезке времени 1 г - 1 выходное напряжение пикового вольтметра 5 Б, равно напряжению Уд, и противоположно ему по знаку. Следовательно, напряжение ггр, на выхо.де суммирующего усилителя 10 равно нулю.Пиковый вольтметр 5 фиксирует максимальное значение сигнала Сд,.Уд, -- У.,И.)+У = У.,(1,) - УР, +М)(О,Поэтому в момент времени 1+Ы на выходесуммирующего усилителя б появится сигнал г.1,7 р (з + Л) - Ч в Иа) 1 д. Ра + Юпри котором срабатывает реле Р 4. Суммирующий усилитель 10 с целью уменьшения Л 1работает в релейном режиме.Через контакты 1 и 2 реле Р 4 подается напряжение 24 в на реле Р 5, которое срабатывает. Реле Р 5 контактами 1 и 2 переключаетинтегрирующее звено 8 в режим инерционного звена и контактами 3 и 4 подает входнойсигнал У на вход этого звена.Так как звено 8 выполнено на основе операционного усилителя постоянного тока с не328422 фцг 1 Четным количеством каскадов и имеет в инерционном режиме малую постоянную времени, на его выходе появляется напряжение У(Ь+М)- Увх(12+Ы). Кроме того, реле Р 5 контактами 5 и 6 снимает заряд с емкости пикового вольтметра 2, в результате чего обесточивается реле Р 1 и РЗ, и контактами 7 и 8 подает питание на реле Рб. Реле Рб срабатывает, контактами 1 и 2 разрывает цепь питания реле Р 5, контактами 1 и 3 самоблокируегся и контактами 5 - 6, 8 - 9 изменяет полярность управляющего сигнала У. При этом диод Д 8 выполняет ту же задачу, что и диод Д 7. Реле Р 5 включается на время, необходимое для заряда емкости инерционного звена 8 и снятия заряда с емкости пикового вольтметра 2. В момент времени 1+И напряжение Уф на выходе суммирующего усилтеля 3 определяется соотношением:ф - 1 т 1 1 тй - 1 вхИ+М 1 вх(г + )О С учетом переключения контактов реле Рб ц= - ифо,При дальнейшем пзмснсппц зхолного сиг. нала Уформирование петлевой харакгеристики происходит аналогичным образом. Предмет изобретенияСпособ получения петлевой характеристики,основанный на запоминании максимальной величины нарастающего входного сигнала, отличающийся тем, что, с целью получения 10 фазоопережающей петлевой характеристикидля синусоидального затухающего входного сигнала с постоянной составляющей, фиксируют максимальное значение разности между запомненным сигналом и убывающим вход ным, запоминают минимальное значение убывающего входного сигнала, фиксируют максимальное значение разности между нарастающим входным сигналом и запомненным минимумом убывающего входного сигнала, кото рую запоминают и используют в качестве выходного сигнала, далее снова запоминают максимальное значение нарастающего входного сигнала и таким же образом последовательно формируют разности сигналов и вы ходной сигнал до затухания процесса.Редактор Е. Гончар Корректор В. Жолудева Типография, пр. Сагунова, 2 Заказ 712/8 Изд Хз 183 Тираж 448 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, )К, Раушская наб., д. 4/5