Корректирующее устройство

(54) КОРРЕКТИРУЮШЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение предназначено для использования его в системах автоматики, преи мущественно в машиностроении, радиотехнике, электропромышленности и т.п.В современных системах автоматического и полуавтоматического управления5 наиболее актуальными и важными задачами являются обеспечение требуемой динамической точности и устойчивости в условиях действия большого уровня помех.1 ОИзвестны устройства, выполняющие динамическую коррекцию сигнала управления в классе нелинейных и самонастраивающихся систем 11 21.Эти устройства обладают недостаточ 5 ной помехозащищенностью и существенно ухудшают устойчивость системы управления из-за больших фазовых сдвигов скорректированного сигнала.Наиболее близким по технической сущности является устройство для динамической коррекцни содержащее последовагельно соединенные первое и второе инерциощые звенья, выход второго инерционного звена подключен ко входу второго инерционного. звена, соединенного своим выходом непосредственно и через первый блок дифференцирования со входами первого сумматора 31.Однако, это устройство в ряде случаев не позволяет обеспечить необходимые точность, помехозащищенность и устойчивость систем управления, Ввиду дискретного принципа работы сигнал на его выходе имеет нелинейную форму в виде ломаной кривой, что приводит к дополнительным фазовым сдвигам при дифференцировании такого сигнала звеньями системы управления.Цель предлагаемого изобретения увеличение точности, устойчивости и помехозащищенности систем управления в широком диапазоне условий применений.Для этого в устройство введены два блока выделения модуля второй и третий блоки дифференцирования, второй сумматор, блок перестройки коэффициента усиления и релейный элемент, первый и411 4первого и второго блоков 7 и 10 илдоления модуля.При этом вход первого блока 7 выделения модуля соединен с выходом первого блока 3 дифференцирования, а входвторого блока 10 выделения модуля соединен с выходом третьего блока 9 дифференпирования.При этом первый вход второго сумматора 11 соединен с выходом последовательно соединенных инерционных звеньев1 и 2.Выход второго сумматора 11 является выходом схемы.Предлагаемое устройство работает сле дующим образом.На вход устройства подается сигналуправления, содержащий полезную составляющую и вредную-сигнал помехи, Частота сигнала помехи выше частоты полезного сигнала и частоты среза, на которую настроено данное устройство. Этисигналы корректируются инерционнымизвеньями 1 и 2 и подаются на первыйблок 3 дифференцирования и на первыйвход первого сумматора 4. Второй входэтого звена соединен с выходом первогоблока 3 дифференцирования, Одновременно сигнал с выхода первого блока 3 дифференцирования через релейный элемент6 подается на второй вход второго сумматора 11.Процесс ослабления сигнала помехи осушествляегся за счет использованияпервого блока 3 дифференцирования второго порядка, у которого выходной сигнал всегда находится в противофазе по сравнению с выходным сигналом инерционногозвена 2, а амплитуда увеличивается с увеличением частоты входного сигнала.Для полного подавления помехи необходимо, чтобы амплитуда на выходе блока 3 дифференпирования второго порядка 3 была равна амплитуде на выходе инерпионного звена 2, тогда сумма этих сигналов на выходе второго сумматора 11 будет равна нулю, Однако, при постоянном коэффипиенте усиления блока перестройки коэффициента усиления процесс полного подавления помехи будет происходить только на одной частоте, равной частоте среза. Для подавления помехи, частота которой больше частоты среза, необходимо изменять амплитуду сигнала с выхода блока 3 дифференпирования обратно пропорционально ее увеличению. Эту функцию выполняет блок 8 перестройки коэффициента усиления, который сигналом 3 696 второй входы которого соединены с выходом первого блока дифференцирования, третий вход через второй блок дифференпирования соединен с выходом первого сумматора, первый выход - с первым входом блока перестройки коэффициентаусиления, а второй выход - с первым входом второго сумматора, второй вход. которого подключен к выходу второго , инерционного звена, третий вход - к вы О ходу блока перестройки коэффициента усиления, второй и третий входы которого соответственно через первый блок выделения модуля и через последовательно соединенные второй блок выделения мо.5 дуля и третий блок дифференпирования подключены к выходу первого блока дифференцирования.На чертеже. представлена блок-схема предлагаемого устройства.20Устройство для коррекции сигналов управления содержит первое инерционное звено 1, второе инерционное звено 2, первый блок 3 дифференцирования, первый сумматор 4, второй блок 5 дифференпирования, релейный элемент 6, срабатываю. щий в зависимости от полярности входных сигналов, первый блок 7 выделения модуля, блок 8 перестройки коэффициента усиления, третий блок 9 дифференцирования, второй блок,10 выделения модуля и второй сумматор 1 Х.При этом сигналы на выходе второго и третьего блоков 5 и 9 дифференцирования пропорциональны четной производной 35 входных сигналов. Вход устройства через два инерпионных звена 1 и 2 с передаточными функпиями типа,пос 1ТР+ 1) ледовательно соединенные между собой, подключен к первому входу первого сум 40 матора 4 непосредственно, а ко второму входу сумматора 4 - через первый блок 3 дифференцирования, вырабатывающий четную производную входного сигнала.Выход первого блока 3 дифференпи-.45 рования соединен с первым и вторым входами релейного элемента 6, а третийвход релейного элемента 6 соединен с вы ходом второго блока 5 дифференпирования. Вход второго блока 5 дифференцирования соединен с выходом первого сумматора 4.Кроме того, релейный элемент 6 подключен к первому входу второго суммато 55 ра 11 непосредственно, а к третьему его входу через блок 8 регулировки усиления, изменяющий коэффипиент усиления пропорционально отношению сигналов в выходах5 6п.рого блок 7 ыделения модуля, второго блока 10 выделения модуля и третьего блока дифференцирования определяет во сколько раз увеличилась амплитуда сигнала на выходе первого блока 3дифференцирования, а затем во столькоже раз уменьшает амплитуду. Таким образом, помеха отфильтровывается до нуля на всех частотах, больших частотысреза.Электронное реле 6 второй блок 5дифференцирования и первый сумматор 4необходимы для определения значениячастоты сигнала управления. При значении частоты сигнала управления меньшечастоты среза релейный элемент 6 подключает сигнал с выхода первого блока3 дифференцирования непосредственно ковходу второго сумматора 11, а при значении частоты, большей значения частоты срезавыход первого блока 3 дифференпирования подключается ко входу второгосумматора 11 через блок 8 перестройкикоэффициента усиления. Это обеспечивает полную фильтрацию помехи и не искажает полезного сигнала, частота которого меньше частоты среза,Предлагаемое устройство по сравнению с известными увеличивает точность,помехозащищенность и устойчивость систем стабилизации летательных аппаратов.Формула изобретенияКорректирующее устройство, содержащее последовательно соединенные первое и второе инерционные звенья, выход второго инерционного звена непосредственно 96411 Ьи через первый блок дифференцированиясоединен со входами первого сумматора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, спелью повышения точности устройства оносодержит два блока выделения модуля,второй и третий блоки дифференцированиявторой сумматор, блок перестройки коэффициента усиления и релейный элемент,первый и второй входы которого соедине О ны с выходом первого блока дифференцирования, третий вход через второй блокдифференцирования соединен с выходомпервого сумматора, первый выход - с первым входом блока перестройки коэффициен ж усиления, а второй выход - с первымвходом второго сумматора, второй входкоторого подключен к выходу второгоинерционного звена, третий вход - к выходу блока перестройки коэффициента усиления, второй и третий входы которогосоответственно через первый блок выделения модуля и через последовательно.соединенные второй блок выделения модуля и третий блок дифференцирования25подключены к выходу первого блока дифференциромния.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЭО 1. Авторское свидетельство СССР237319, кл. Я 05 В 13/02 1970.2. Островский Г. М. Применение нелинейных устройств в системах автоматического регулирования третьего поряд 35 ка. Вестник МГУ, сер.,Математика и механика,1, 1956,3. Емельянов С. В Системы автоматического управления с.переменной структурой. М Наука, 1967,