SU328427A1 - FOLLOWING COMBINED REGULATION SYSTEM - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к системам автоматического регулировани  (след щие системы комбинированного регулировани  ССКР) и иредназначено дл  высококачественного воспроизведени  сложных сигналов, ностунающих на вход системы в виде напр жений, при стационарных случайных помехах во входном сигнале.The invention relates to automatic control systems (tracking systems for the combined control of the RSMS) and is intended for high-quality reproduction of complex signals that are input to the system as voltages, with stationary random noise in the input signal.

Известны след щие системы комбинированного регулировани , содержащие элемент сравнени  и блоки основного контура след щей системы, а также соединенный с входом след щей системы первый дифференциатор, выход которого нодключен к блоку с регулируемым пределом насыщени . Блок с регулируемым пределом насыщени  св зан с входом блоков основного контура след щей системы и с вторым дифференциатором, соедниенным через второй блок с регулируемым пределом насыщени  с входом блоков основного конгура след щей системы.Known tracking systems of combined control are known, comprising a reference element and blocks of the main loop of the tracking system, as well as a first differentiator connected to the input of the tracking system, the output of which is connected to the unit with an adjustable saturation limit. The block with an adjustable saturation limit is connected with the input of the blocks of the main loop of the tracking system and with the second differentiator connected through the second block with the adjustable saturation limit to the input of the blocks of the main circuit of the tracking system.

Системы такого тина при хорошем качестве переходных процессов и необходимой динамической точности плохо фильтруют помехи, так как у них широка  полоса пропускани , и наоборот, при достаточно хорощей фильтрации помехи во входном сигнале они имеют зат нутые переходные процессы при отработке входного воздействи  (ВВ) типа 1 (7) иSystems of such a tina with good quality transients and the required dynamic accuracy poorly filter interference, since they have a wide bandwidth, and vice versa, with sufficiently good filtering of interference in the input signal, they have slow transients when working on the input effect (VF) type 1 (7) and

малую динамическую точность, обусловленную узкой нолосой нропусканн  системы.low dynamic accuracy due to the narrow noseband of the system.

Пред:лагаема  система отличаетс  тем, что она содержит контур самонастройки, выполпенный из последовательно соединенных фильтра высокой частоты и усреднител , выход которого св зан с вторым дифференциатором , а вход фильтра подключен к выходу элемента сравнени .Prev: The system is different in that it contains a self-tuning circuit made of a series-connected high-frequency filter and an averager, the output of which is connected to the second differentiator, and the input of the filter is connected to the output of the comparison element.

Введение контура самонастройки предлагаемого типа дает возможность путем изменени  полосы пропускани  системы в зависимости от параметров полезного входного воздействи  (ВВ) иолучать необходимую точностьThe introduction of the self-tuning contour of the proposed type makes it possible, by changing the system bandwidth, depending on the parameters of the useful input action (BB), to obtain the necessary accuracy

воспроизведеии  полезного ВВ в рабочей полосе частот и при заданном ВВ обеспечивать наилучщую фильтрацию помехи, что значительно улучшает качественные показатели ССКР (исправность работы, потреблениеreproducing the useful explosive in the working frequency band and for a given explosive to ensure the best filtering of interference, which significantly improves the quality of the RSMS (good performance, consumption

мощности и т. д.).power, etc.).

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемой след щей системы комбинированного регулировани ; на фиг. 2 - изменение иолосы пропускаии  ССКР ири изменении посто нпой времени дифференцирующего звена. Кг(Р) - ар, где а - коэффициент усилспн  Р - оператор дифференцировани , блок 4 с регулируемым пределом насыщени ; блок 5 выделени  медленно мен ющейс  составл ющей цолезного сигнала; второй дифференциатор 6, имеющий цередаточную функцию К,(Р) с управл емыми носто кной времени дифференцировани  Т и коэффициентом усилени  р; блок 7 с регулируемым пределом насыщени , блок 8 выделени  медленно мен ющейс  составл ющей полезного сигнала; фильтр 9 высокой частоты; усреднитель 10, выполненный, например, из двухнолупериодного выпр мител  и фильтра, выдел ющего напр жение, пропорциональное ощибке системы, используемое дл  управлени  коэфициентом усилени  р и посто нной времени дифференцировани  Г. Принцип действи  данной схемы основан на том свойстве ССКР, что нулевые установившиес  ошибки получаютс  нри различных параметрах компенсирующих устройств. В линейной след щей системе комбинированного регулировани  блоки 2 основного контура, дифференциаторы 3 и 6 имеют передаточные функции о(1 + ) Р(1 + ТгР)(1 + ТзР) К,(Р) О.Р, После преобразований услови  равенства нулю первых коэффициентов ошибок выполн ютс  при g Гд -1- Гз-Га КоТ При изменении посто нной времени дифференцировани  Т дифференциатора 6 значительно мен етс  полоса нронускани  системы. На фиг. 2 приведены амплитудно-частотные характеристики системы, рассмотренной в данном примере: 7(,54; Г, 1,2 сек; ,289 сек; Гз 0,0138 сек; ,001 сек (крива  11) и ,5 сек (крива  12). Система с узкой полосой пропускани , соответствующей кривой 12, хорошо фильтрует помеху, но в то же врем  имеет меньшую динамическую точность при обработке полезного ВВ типа Q(/) eimsinco. Така  амплитудно-частотна  характеристика системы требуетс  нри отработке посто нных скоростей и ЗВ с малой частотой. При этом ошибка от полезного ВВ оказываетс  малой, а фильтраци  помехи наилучшей. большую точность при отработке полезного ВВ, но намного хуже фильтрует помеху. Така  характеристика системы требуетс  нри отработке полезного ВВ тпна ei(/) eimsinco с максимальными амплитудой и частотой ВВ. Если тип и параметры полезного ВВ измен ютс  достаточно медленно, то введение контура самонастройки, мен ющего полосу пропускани  системы путем изменени  посто нной времени и коэффициента усилени  дифференциатора 6 по зависимости (3), дает значительный эффект. След ща  система комбинированного регулировани , выполненна  по предлагаемой схеме, работает следующим образом. Пусть на вход ССКР поступает ВВ вида @i(t)(t), где n(t)-стационарна  случайна  помеха типа белый шум. Ощибка системы, выдел ема  элементом сравнени , определ етс  только помехой. Фильтром 9 высокочастотные составл ющие помехи отфильтровываютс , а низкочастотные поступают на усреднитель 10. Напр жение на выходе усреднител  определ етс  величиной помехи. При данном ВВ параметры дифференциатора 6 выбираютс  таким образом, чтобы ССКР имела минимальную полосу нропускани  (7 максимальное), т. е. обеспечивалась наилучша  фильтраци  помехи. Если на вход системы поступает входное воздействие ei(0 0imsinMi+«(i), , где 0imsincu -стационарна  случайна  помеха типа белый щум, то ощибка, выдел ема  элементом сравнени , состоит из ошибки от полезного ВВ, имеющей низкочастотные составл ющие , и из ощибки определ емой помехой. Па усреднитель 10 подаетс  уже больща  величина, и напр жение на его выходе увеличиваетс . Если величина ошибки при данном ВВ нревосходит допустимую, т. е. напр жение на выходе усреднител  10 нревыщает определенную величину, то это нанр жение измен ет носто нную времени дифференциатора 6, увеличивает полосу пропускани  на такую величину , чтобы ошибка по окончании переходного процесса не превышала допустимую. Прн медленном изменении параметров ВВ в ССКР поддерживаютс  на заданном уровне точность воспроизведени  полезного ВВ и оптимальна  фильтраци  помехи. Предмет изобретени  След ща  система комбинированного регуировани , содержаща  элемент сравнени  и блоки основного контура след щей системы, а также соединенный с входом след щей системы первый дифференциатор, выход которого подключен к блоку с peгyлиpye ЫiM преелом насыщени , который св зан с; входом локов основного контура след щей системы с вторым дифференциатором, Соединенным ерез второй блок с регулируемым пределом асыщени  с входом блоков основного контура лед щей системы, отличающа с  тем, что, сFIG. 1 shows a block diagram of a proposed combined control servo system; in fig. 2 - change and pass of the SSKR and change the constant time of the differentiating link. Kg (P) is ap, where a is the coefficient of amplification P is the differentiation operator, block 4 with an adjustable saturation limit; a unit 5 for extracting a slowly varying component of the naked signal; the second differentiator 6, having a transfer function K, (P) with controllable nostocary differentiation time T and a gain factor p; a block 7 with an adjustable saturation limit; a block 8 for extracting a slowly varying component of the useful signal; high frequency filter 9; an averager 10 made, for example, of a two-loop rectifier and a filter allocating a voltage proportional to the fault of the system used to control the gain factor p and the constant differentiation time G. The principle of operation of this scheme is based on the property of the SCSR that zero steady errors Various parameters of compensating devices are obtained. In the linear follow system of the combined regulation, the blocks of the 2 main circuit, the differentiators 3 and 6 have transfer functions of (1 +) P (1 + TgP) (1 + T3R) K, (P) O. P, After the transformations, the conditions of equality to zero error factors are performed at g Gd -1 -Gz-ha KoT. When the constant differentiation time T of the differentiator 6 is changed, the bandwidth of the system changes significantly. FIG. 2 shows the amplitude-frequency characteristics of the system considered in this example: 7 (, 54; G, 1.2 s; 289 s; Gz 0,0138 s; 001 s (curve 11) and 5 s (curve 12) A system with a narrow bandwidth corresponding to curve 12 filters noise well, but at the same time has lower dynamic accuracy when processing useful explosives such as Q (/) eimsinco. Such an amplitude-frequency characteristic of the system requires constant speeds and pollutants however, the error from the useful explosives is small, and the filtering of the interference is the best. This accuracy is used to work out useful explosives, but it is much worse to filter interference. Such a system characteristic is required when developing useful explosives with a maximum amplitude and frequency of explosives. changing the bandwidth of the system by changing the time constant and gain factor of differentiator 6 according to (3), has a significant effect. The following system of combined regulation, performed according to the proposed scheme, works as follows. Let an explosive of the form @i (t) (t), where n (t) is stationary random noise such as white noise, arrives at the SSKR input. The system error highlighted by the comparison element is determined only by interference. By filter 9, the high-frequency components of the interference are filtered out, and the low-frequency components are fed to the averager 10. The voltage at the output of the averager is determined by the magnitude of the interference. With this HE, the parameters of the differentiator 6 are chosen in such a way that the RSMS has the minimum bandwidth (7 maximum), i.e., the best filtering of the interference is ensured. If the input of the system is the input action ei (0 0simsinMi + "(i), where 0imsincu is a stationary random disturbance of the white noise type, then the error highlighted by the comparison element consists of an error from the useful explosives having low-frequency components and the error detectable interference. Pa averager 10 is applied to a larger value, and the voltage at its output increases. If the error value for a given explosive exceeds a permissible value, i.e. time difference Alignator 6 increases the bandwidth by such a value that the error at the end of the transient process does not exceed the allowable one. Slowly changing the parameters of the explosives in the SSKR maintains a given level of accuracy of reproduction of the useful explosives and optimal filtering of interference. comparisons and blocks of the main circuit of the tracking system, as well as the first differentiator connected to the input of the tracking system, the output of which is connected to the unit with ypye ım preload saturation, which is associated with; the input of the locks of the main circuit of the servo system with the second differentiator, United through a second block with an adjustable saturation limit with the input of the blocks of the main circuit of the next system, characterized in that

Целью оптимальной фильтрации помехи во входном сигнале при заданной динамической точности системы, она содержит контур самонастройки , выполненный из последовательноThe purpose of optimal filtering noise in the input signal for a given dynamic accuracy of the system, it contains a self-tuning circuit, made of

соединенных фильтра высокой частоты и усреднител , выход которого св зан со вторым дифференциатором, а вход фильтра подключен к выходу элемента сравнени .a connected high-pass filter and an averager, the output of which is connected to the second differentiator, and the input of the filter is connected to the output of the reference element.

о)about)