SU1029141A1

SU1029141A1 - Dynamic filter

Info

Publication number: SU1029141A1
Application number: SU813370845A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Яковлевич Леденев
Original assignee: Предприятие П/Я В-2572
Priority date: 1981-12-25
Filing date: 1981-12-25
Publication date: 1983-07-15

Description

Изобретение относитс к устройст вам фильтрации сигналов, в частност к устройствам динамической фильтрации систем управлени и регулировани . Известен динамический фильтрсодержащий задатчик скорости измене ни входного сигнала и апериодическое звено 1 . Недостаток этого фильтра состоит в том, что, во-первых, если истинна скорость изменени входного сиг нала X отличаетс от величины сигнала задатчика скорости изменени входного сигнала х , что имеет место , например при действии возмущени н . входной сигнал,то выходной сигнал Z такого фильтра существенно отличает с от полезного сигнала X, т.е. в этом случае известный фильтр облада ет, значительной погрешностью и, вовторых , подавление сигнала помехи Пропорционально частоте изменени сигнала A-W в первой степени (филь первого пор дка). Наиболее близким к предлагаемому вл етс динамический фильтр п-го пор дка, содержащий задатчик скорос ти изменени входного сигнала и пос ледовательно соединенные п звеньев, каждое из которых содержит последовательно включенные сравниваквдее устройство, усилитель, сумматор и интегратор, при этом выход задатчика скорости изменени входного сигнала соединен с вторым входом сум;матора каждого из п звеньев 2. Недостаток этого фильтра состоит iB том, что еслл истинна скорость .изменени входного сигнала отличаетс от величины сигнала задатчика :скорости .изменени входного сигнала то известный фильтр в этом случае имеет большую погрешность. Цель изобретени - повышение точ ности фильтра. Указанна цель достигаетс тем, что в динамический фильтр дополнительно введен интегрирующий блок, вход которого соединен с выходом сравнивающего устройства п-го эвена , .а выход подключен к третьим входам сумматоров п звеньев/ при это выход интегратора п-го звена подклю чен к вторым входам сравнивак цих устройств п звеньев. На чертеже схематически изображе динамический фильтр. Фильтр включает задатчик скорости 1 изменени входного сигнала. сравнивающее устройство 2,..., 2., усилитель 3,..,, 3., сумматор 4..,.The invention relates to signal filtering devices, in particular, to dynamic filtering devices of control and regulation systems. Known dynamic filter-containing unit of the rate of change of the input signal and the aperiodic link 1. The disadvantage of this filter is that, firstly, if the true rate of change of the input signal X differs from the value of the signal of the setpoint of the rate of change of the input signal x, which occurs, for example, under the action of perturbation n. input signal, the output signal Z of such a filter differs significantly from the useful signal X, i.e. In this case, the well-known filter has a significant error and, secondly, the suppression of the interference signal In proportion to the frequency of the change of the signal A-W in the first degree (first-order filter). Closest to the present invention is a dynamic filter of the nth order, containing a rate controller for varying the input signal and successively connected n links, each of which contains successively connected devices, amplifier, adder, and integrator, while the output of the rate controller for changing the input The signal is connected to the second input of the sum; the mator of each of the two links 2. The disadvantage of this filter is iB that if the true speed of the input signal changes differs from the signal value sensor: the speed of the input signal change, then the known filter in this case has a large error. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the filter. This goal is achieved by adding an integrating unit to the dynamic filter, the input of which is connected to the output of the n-th Evening comparator device. And the output is connected to the third inputs of the summers of the p links / while this output of the integrator of the n-th link is connected to the second inputs comparing the device n links. The drawing schematically depicts a dynamic filter. The filter turns on the speed setpoint 1 change the input signal. comparing device 2, ..., 2., amplifier 3, .. ,, 3., adder 4 ..,.

.- P- n-VW-S.- P- n-VW-S

W,. (Р)/t (.k ViP - nVl-S o tvM n-2-NW. (P) / t (.k ViP - nVl-S o tvM n-2-N

(4) , интегратор 5,..., 5 ирующий блок 6. амический фильтр работает слеобразом . ть на вход фильтра поступает X+ylt, где Х- полезный сигнал, игнал помехи. В соответствии ежом очевидны соотношени Х+/х) - Z, R SiK,, - Z, R .+ . . , n-1 - Z, R, f , RH P(1) Rn p Sn KO p . tc p / , S, Sp, - выходной сигнал сравнивак цего устройства первого, второго и п-го звена соответственно, ь - выходной сигнал сумматора первого, второго и п-го звена соответственно; , Yj, Yj.- выходной сигнал интегратора первого, второго и (п-1) звена соответственно; , К , К - коэффициент передачи усилител первого , второго и п-го звена соответственd тг - оператор Лапласа, EQ - выходной сигнал блока интегрировани 3; - выходной сигнал задатчика скорости изменени входного сигнала/ - выходной сигнал интегратора h-TO звена (выходной сигнал фильтра). X + q, X РХ , (2) - величина, на которую отличаетс , истинное значение скорости полезного сигнала X от заданной Х. четом (2) находим зависимость ого сигнала фильтра от вели/X . q. Из (1) имеем X + ) /X + Wq(P)q, (3) .(4), the integrator 5, ..., 5 imitating unit 6. The amic filter operates as a slider. At the input of the filter, X + ylt arrives, where X is the useful signal, ignored by interference. In accordance with the hedgehog, the ratios X + / x) - Z, R SiK ,, - Z, R. + Are obvious. . , n-1 - Z, R, f, RH P (1) Rn p Sn KO p. tc p /, S, Sp, is the output signal comparing the device of the first, second and nth link, respectively; b is the output signal of the adder of the first, second and nth link, respectively; , Yj, Yj.- output signal of the integrator of the first, second and (p-1) link, respectively; , K, K is the transmission coefficient of the amplifier of the first, second and nth link, respectively; ng is the Laplace operator, EQ is the output signal of the integration block 3; - output signal of the setpoint of change of the input signal / - output signal of the h-TO link integrator (output signal of the filter). X + q, X РХ, (2) - the value by which the true value of the speed of the useful signal X differs from the given X. parity (2), we find the dependence of the detected signal of the filter on W / X. q. From (1) we have X +) / X + Wq (P) q, (3).

(р, P(.P -- n n-r-SP r,).(p, P (.P - n n-r-SP r,).

...ГкX-v.-к,.-2---. Как следует из (3), полезный сигнал X проходит через фильтр без искажени . Сигнал помехи yu- проходи через звено с передаточной функцией W |(Р) . Коэффициент подавлени сигнала помехи /и,К 7 У( j LU ) где utv - частота изменени сигнала Сигнал q проходит через звено с передаточной функцией Wc(P) . Так как обычно q представл ет собой медленно мен ющуюс функцию (q : i ) , то W (Р) в соответствии с ( 5) близка к нулю, т.е. выходной сигнал фильтра Z практически не зависит от величины q несоответстви истинной скорости изменени входнбг сигнала заданной Х,.... ГКX-v.-к, .- 2 ---. As follows from (3), the useful signal X passes through the filter without distortion. Signal interference yu- pass through the link with the transfer function W | (P). The signal suppression factor of the interference / i, K 7 U (j LU) where utv is the frequency of signal change Signal q passes through a link with the transfer function Wc (P). Since q is usually a slowly varying function (q: i), according to (5), W (P) is close to zero, i.e. the output signal of the filter Z is almost independent of the value of q mismatch of the true rate of change of the input signal of a given X ,.

15) Как следует из 4 ), коэффициент подавлени сигнала помехи определ етс соотношением т .е. W , где п - число последовательно включенных звеньев. Технико-экономический эффект от применени предлагаемого фильтра заключаетс в. повышении точности. При заданной скорости изменени входного сигнала 5, 1 В/с и при рассогласовании между заданной скоростью Х и текущей X, равном 0,1 В/с, и при К 0,5 с ошибка с 0,26 в известном фильтре снижаетс и стремитс к нулю в предлагаемом фильтре.15) As follows from 4), the interference suppression ratio is determined by the ratio i. W, where n - the number of series-connected links. The feasibility of applying the proposed filter is c. increase accuracy. At a given rate of change of the input signal of 5, 1 V / s and with a mismatch between a given speed X and the current X, equal to 0.1 V / s, and at K 0.5 s, the error from 0.26 in a known filter decreases and tends to zero in the proposed filter.

Claims

A DYNAMIC FILTER containing an input signal rate changer and η links connected in series, each of which contains ~ in series.

a comparison device, amplifier, adder, and integrator, while the output of the input signal rate generator is connected to the second input of the adder of each of the r> links, which is related to the fact that, in order to increase the accuracy of the filter, an integrating block, the input of which is connected to the output of the comparing device of the η-th link, and the output is connected to the third inputs of the adders. ' η links, while the output of the integrator of the η-th link is connected to the second inputs of the comparative devices η links. ,

SU, 1029141