Устройство для компенсации помех

ОП ИУСАНИЙ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических республик(22) Заявлено 1 И 578 (21) 2617059/18-24с присоединением заявки Но(51)М. Кл 3 С 05 В 5/01 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 150980(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ПОМЕХ Изобретение относится к системам автоматического управления с насыщением,на параметры которых оказывают влияние помехи. Оно является усоверщенствованием известного устройства, описанного в авт.св. Р 484493.Известно интегрирующее устройство для компенсации помех, содержащее дифференциатор, двухпозиционное реле, 10 выпрямитель и интегратор, которое обеспечивает нулевой фазовый сдвиг выходного сигнала относительно входного 1 .Известно устройство для компенса ции помех, содержащее элемент с ограничением, элемент сравнения и интегратор, вход которого через элемент сравнения соединен с первым входом и выходом элемента с ограничением, 20 а выход - со вторым входом элемента с ограничением. Устройство обеспечивает положительный фазовый сдвиг 21,В основном авт.св. 9 484493 описано устройство для компенсации по мех, содержащее последовательно соединенные релейный привод и элемент с ограничением, два элемента сравнения, два интегратора, четыре диода и,два релейнйх элемента. При 30 2этом цепь управляющего сигнала подключена ко входу элемента с ограничением, к первому входу первого элемента сравнения и к первой обмотке первого релейного элемента. Контактные пары первого релейного элемента подключены к источникам постоянного тока и ко второму входу первого элемента сравнения, две другие пары контактов первого релейного элемента подсоединены к выходу первого. элемента сравнения и через две пары встречно включенных диодов соответственно к входам первого и второго интеграторов. Выходы интеграторов через второй элемент сравнения подсоединены ко второму релейному элементу, контактные пары которого включены в цепи обратных связей соответствующих интеграторов, причем вторая обмотка первого релейного элемента включена в цепь, соединяющую вход второго интегратора с входом элемента с ограничением 31 .Компенсирующий сигнал в известном устройстве суммируется с входным сигналом элемента с ограничением при выходе входного сигнала из эоны ограничения, что позволяет повысить среднее значение (полезную составляющую) выходного сигнала и скомпенсировать тем саьым ограниченнуюсрезанную) часть управляющего сигнала. Однако в том случае, когда параметры ограничиваемой (срезаемой)помехи близки к параметрам полезного сигнала, имеет место фазовое запаздывание выходного сигнала элемента с ограничением по отношению кего входному сигналу, обусловленноесуммированием компенсирующего сигнала в интервале времени уменьшениявходного сигнала. Дополнительноезадерживание состояния насыщенияприводит к появлению отрицательногофазового сдвига управляющего сигнала,что ухудшает точность устройства и.может привести к потере устойчивости системы автоматического управления, в которой установлено такоеустройство.Цель изобретения - повышениеточности устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве установленыреле времени и третий релейный элемент, вход которого соединен с выходом первого элемента сравнения, входреле времени через замыкающие контакты третьего релейного элемента под-.ключен ко входу второго интегратора,третья и четвертая обмотки первогорелейного элемента через переключающие контакты реле времени подключенык источнику постоянного тока,Электрическая схема устройстваизображена на фиг. 1; эпюры сигналов,поясняющие принцип работы устройства,на фиг. 2 и 3.Устройство содержит элемент с ограничением 1; релейный привод 2; первый и второйинтеграторы 3, 4; первый и второй элементы сравнения 5, 6,первый и второй релейные элементы 7,8; диоды 9-12; третий релейный элемент 13 с замыкающим контактом 14;реле времени 15 с переключающими контактами 16.Полезный сигнал А и помеха Гвп Фподаются на вход элемента с ограничением 1, на вход элемента сравнения5 и на первую обмотку релейногоэлемента 7. Релейный элемент 7 в соответствии с полярностью управляющего сигнала х = А + Евп подключаетсвоими контактами минус или плюс источника постоянного тока, напряжениекоторого равно уровню ограничения В,к входу элемента сравнения 5, а сост.ветствующие диоды 9-12 - к выходуэлемента сравнения 5.Две пары встречно включенных диодов 9, 10 и 11, 12 подключены ковходам соответственно интеграторов3 и 4, выходы которых через элементсравнения 6 подключены к релейномуэлементу 8. Выход элемента сравнения5 подключен к релейному элементу 13,замыкающие контакты 14 которого подключают реле времени 15 ко входуинтегратора 4. Переключающие контакты 16 реле времени 15 подключаюттретью и четвертую обмотки релейного элемента 7 к источнику постоянного тока.Если входной сигнал х элементас ограничением 1 не превышает уровня ограничения Ц х В), то релейный элемент 7 не срабатывает. Схемаустройства для компенсации помехнаходится в исходном положении.Возможное срабатывание релейногоэлемента 13 не приводит к включениюв работу реле времени 15, так какна входе интегратора 4 отсутствует15 сигнал в линейном режиме, когдах= у,Если входной сигнал превышаетуровень ограничения ( х В), тосрабатывает релейный элемент 7. Разностный сигнал с выхода элемента 5подается на вход релейного элемента8 по цепи: диод 9 или 10), интегратор 3, элемент сравнения 6. Релейный элемент 8 срабатывает и с помо 5 щью своих размыкающих контактоввключает в работу интегратор 3, ас помощью переключающих контактовподготавливают к работе интегратор4 и цепь подачи компенсирующего сигнала 1 с выхода элемента сравнения 5на вход элемента с ограничением 1и на вторую обмотку релейного элемента 7.В течение ограничения интегратор3 интегрирует сигнал, пропорциональный ограниченной части управляющегосигнала х, который образуется навыходе элемента сравнения 5Ограниченная срезанная) частьуправляющего сигнала изображена40 на фиг. 2 и 3 в виде заштрихованныхфигур.Начиная с момента времени Фпри котором не происходитограничения сигнала х, разностный,сигнал45 обратной полярности с выхода элемента сравнения 5 не поступает на входинтегратора 3 через диод 9 (или 10),а подается через диод 11 (или 12) навход интегратора 4, на вторую обмотщ ку реле 7 (для поддержания его всработанном состоянии на время компенсации) и на вход элемента с ограничением 1, где разностный сигналсуммируется с управляющим сигналом х,55 компенсируя тем самым влияние ограничения помехи (см.фиг.2). Суммирование сигналов в течение интервала времени от Ч доЧ позволяет задер,- жать состояние насыщения. Это приводит к тому, что первая основная)60 гармоническая составляющая выходногосигнала у элемента с ограничением,изображенная на фиг. 2 штрнх-пунктирной линией, отстает по фазе навеличину , от входного сигнала х.65 фазовое запаздывание управляющего5 0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сигнала может ухудшить динамическйе свойства автоматической системная.Для устранения этого недостатка предлагается задерживать суммирование компенсирующего сигналас входным сигналом фиг.З) . Первая гармоническая составляющая выходного сигнала у элемента с ограничением 1, изображенная на Фиг.З штрих-пунктирной линией, опережает по фазе на величину Р входной сигнал х за счет задерживания компенсирующего си гналаЗадерживание компенсирующего сигнала Г осуществляется путем включения в работу реле времени 15.Как только выходной сигнал элемента сравнения 5 достигнет уровня срабатывания релейного элемента 13, который меньше величины насыщения В, при выходе сигнала х из зоны насыщения, то включается в работу реле времени 15 с помощью замыкающих контактов 14 релейного элемента 13. Переключающие контакты 16 реле времени 15 подключают источник постоянного тока к третьей обмотке поляризованного релейного элемента 7.Третья обмотка релейного элемента 7 включена встречно второй обмотке. Поэтому релейный элемент 7 отпускает, так как подпитывающее действие второй обмотки скомпенсировано магнитным потоком третьей обмот, ки. Выходной сигнал элемента сравнения 5 на вход элемента с ограничением 1 не поступаетПереключающий контакт 16 реле времени 15 занимает нейтральное положение. По истечении интервала времени от 1 до ф 4 фиг. 3) реле времени 15 с помощью своих переключающих контактов 16 подключает источник постоянного тока к четвертой обмотке релейного элемента 7 и возвращается в исходное состояние. Релейный элемент 7 срабатывает и подключает с помощью своих переключающих контактов выход элемента сравнения 5 ко входу элемента с ограничением 1, ко входу интегратора 4 и второй обмотке релейного элемента 7.Выходной сигнал элемента сравнения .5 суммируется с входным сигналом х в интервале времени от 1 до Ф что повышает среднее значение 1,полезную составляющую) выходного сигнала у элемента с ограничением 1, создает форсировку .управляющего сигнала по первой основной ) гармонике. Одновременно в интервале отче до Ф интегратор 4 интегрирует вйходнои сигнал элемента сравнения 5. Выходные сигналы интеграторов 4 и 3 сравниваются с помощью элемента сравнения б.Когда разностный сигнал на,выходе элемента сравнения б станет равным нулю, релейный элемент 8 отпускает и своим разжкающим контактом разряжает интегратор 3, а переключающим контактом - интегратор 4 и отключает выход элемента сравнения 5 от входа элемента с ограничением 1 и от второй обмотки релейного элемента 7. Релейный элемент 7 отпускает и своими контактами приводит устройство компенсации в исходное положение,Интервал работы реле времени 15 следует установить в соответствии с . максимально возможным значением частоты помехи, которая входит в спектр полосы пропускания системы автоматического управления. Если частота помехи превышает полосу пропускания системы автоматического управления, то ее фазовый сдвиг по отношению к полезному сигналу не влияет на запас устойчивости системы по фазе и на ее динамические свойства.В том случае когда частота помехи уменьшается значительно, суммирование компенсирующего сигнала может начаться не в момент Ф, а раньше. Тогда фазовое опережение Ч/, вносимое компенсирующим сигналом, будет несколько меньше.Положительный эффект от использования изобретения в системах автоматического управления состоит в том, что на 2 повышается точность устройства при наличии помехи, параметры которой близки к параметрам полезного сигнала.Формула изобретенияустройство для компенсации помех по авт.св. Р 484493, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в нем установлены реле времени и третий релейный элемент, вход которого соединен с выходом первого элемента сравнения, вход реле времени через замыкающие контакты третьего релейного элемента подключен ко входу второго интегратора, третья и четвертая обмотки первого релейного элемента через переключакщие контакты реле времени подключены к источнику постоянного тока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. КагуЬа 1 аь С,А, йоп 11 пеаг 1 пйе 9.гасог Ч 1 сЬ его рЬаве аЬ 1 Гс "ТЕЕЕТгапь. Тпд Е 1 есйгоп апЬ Сопряг, пьСгцвп, 1977, 24, Р 2, с. 150-152.602. Авторское свидетельство СССР 9462163, кл. О 05 В 5/00, 01.06.73. 3. Авторское свидетельство СССР 9484493, кл. С 05,В 5/01, 15,09.75 прототип).763846 Составитель Г.НефедоваРедактор Т.Орловская Техред Н. Ковалева Корректор Г Назаро исно каз Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проект 280/40 Тираж 956ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и отк 13035, Москва, Ж, Раушская н По та СССР тий д4