Нелинейный преобразователь для систем с переменной структурой

(51) С 05 В 13/02 И РСКОМУ СВИ К ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ С ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ИСАНИЕ ИЗО(54)(57) НЕЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬДЛЯ СИСТЕМ С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙсодержащий последовательно соединей ные инерционный блок, сравнивающийэлемент и переключаемый элемент,соединенный выходом с входом внерциоиного блока и с входом первогофильтра низких частот, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, быстродействия иснижения энергопотребленияпреобразователя, он содержит второй фильтрнизких частот, подключенный входомк выходу переключаемого элемента,а выходом - к управляющему входупереключаемого элемента, выполненного в виде трехпоэиционного релейногэлементасо смещаемой по оси ординалинейной зоной статической характеристики.Изобретение относится к самонастраивающимся системам и может бытьиспользовано для систем с переменнойструктурой, а также для преобразования переменных состояний объекта иоценки его фазовых координат, 5Известны нелинейные.преобразователи, содержащие двухпоэиционный релейный элемент (РЭ), охваченный инерционной отрицательной обратной связью(ООС), В зависимости от назначения 10устройства в качестве входов и выходов использованы различные токиуказанного контура: в дифференцирующем устройстве выходным элементомявляется фильтр низких частот (НЧ),в нелинейном Фильтре выходом устройства является выход ООС Г 1 3 и Г 2 3.В укаэанных, а также в других аналогичных устройствах, основным средствомпреобразования йнформации является скользящий режим, формируемыйпо сигналу ошибки переключаемым элементом, Точность преобразования информации зависит от полосы пропускания РЭ, т.е, от степени приближенияреального скользящего режима к идеальному, определяющему теоретическидостижимую точностьПолоса пропускания РЭ зависит от его собственныхнеидеальностей (гистерезиса, запаздывания, динамических неидеальностей), 30которые определяют максимально возможные частоты скользящего режима длякаждого конкретного построения.Однако при низких частотах. скользящих режимов увеличивается перемен- З 5ная составляющая выходного сигналана выходе фильтров, устанавливаемыхпосле РЭ, либо требуется увеличениеих постоянных времени. Кроме того,увеличение частоты скользящих режимов связано с увеличением энергопотребления РЭ, обусловленного динамическими потерями при переключении.Наиболее близким к изобретениютехническим решением является нелинейный преобразователь для системс переменной структурой, содержащийпоследовательно соединенные инерционный блок, сравнивающий элемент и переключаемый элемент, соединенный вы,ходом с входом инерционного блокаи с входом первого фильтра низкихчастот Г 33.Недостатком известного устройства является либо необходимостьбольших постоянных времени при филь-трации выходного сигнала РЭ при пониженных частотах скользящего режима,либо увеличение динамических потерьпри их увеличении,Цель изобретения - повышение точности, быстродействия и уменьшениеэнергопотребления преобразователя.. Цель достигается тем, что преобразователь содержит второй фильтрнизких частот, подключенный входом к выходу переключаемого элемента,а выходом - к управляющему входу переключаемого элемента, выполненногов виде трехпозиционного релейногоэлемента со смещаемой по оси ординат линейной зоной статической.характеристики.На Фиг, 1 изображена блок-схеманелинейного преобразователяф,наФиг. 2 и 3 - то же, примеры использования изобретения соответственно в нелинейном фильтре и.блоке деления;на фиг, 4 - статические характеристики переключаемого элемента; нафиг. 5 - пример принципиальной электрической схемы. переключаемого элемента.Блок-схема (Фиг, 1-3) содержитнелинейный преобразователь 1, переключаемый элемент 2, инерционныйблок 3, первый фильтр 4 низких частот (ФНЧ), сравнивающий элемент 5,второй Фильтр 6 низких частот (ФНЧ),двухпозиционный релейный элемент 7(РЭ).На Фиг. 4 обозначено входнойи выходной О сигналы переключаемого элемента 2, релейные участки а .и Ь характеристик, смещаемую линейную зону с статической характеристики, сигнал управления Опр.Переключаемый элемент содержит,16 и инвертор 17,Схема, представленная на фиг. 3,отличается от схем (Фиг. 1 и 2) наличием двухпозиционного РЭ 7, вклю.ченного последовательно между элементами 2 и 3. Так как устройство(Фиг, 3) осуществляет операцию деления (т,е. г = х/у), управляющийвход РЭ 7 является входом сигнала у.Переключаемый элемент (фиг. 5).представляет собой ОУ 8, охваченныйавтокоммутируемой,(через коммутирующий элемент 16) ООС 9 и резисторы10 и 11. Выход коммутирующего элемента, который при использовании диодовявляется одновременно его управляющим входом, соединен через делитель(резисторы 13 и 14) с неинвертирующим входом ОУ 8 и через резистор Х 5с входом управления переключаемогоэлемента 2, а выход ОУ 8 соединенчерез инвертор 17 с выходом переключаемого элемента 2.Принцип действия переключаемогоэлемента 2,Операционным усилителем 8, охваченным автокомкутируемой ООС 9, Формируется релейний сигнал, если (511511043593 9 ие Составитель В. Нефедоведактор Н. Джуган Техред С.Мигуйова Корректор А, ЗимокосовШЖака ПодписноеР Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5/49 Тираж 8 НИИПИ Государствен по делам иэобрете 3035, Мдсква, Жого комитета Сий и открытий Раушская наб.