SU1107107A1 - Способ коррекции погрешности уравновешивающего преобразовани физических величин - Google Patents

Abstract

СПОСОБ КОРРЕКЦИИ ПОГРЕШНОСТИ УРАВНОВЕШИВАЮЩЕГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, основанный на формировании корректирующего сигнала в контуре уравновешивани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности коррекции, в контур уравновешивани  ввод т дополнительный корректирующий сигнал, образованный сравнением, например, по фазе исходного корректирукщего сигнала с сигналом в контуре уравновешивани .

Description

Фиг.1 1 Изобретение относитс  к адаптивны след щим системам, используемым в из мерительной технике, в системах урав новешивающего преобразовани  физичес ких величин. Известны способы коррекции погреш ности уравновешивающего преобразовани  физических величин, основанные н формировании корректирующего сигнала в контуре уравновешивани ,- при которых коррекци  осуществл етс  путем суммировани  корректирующего сигнала с сигналом в контуре уравновешивани  или управлени  параметром в контуре уравновешивани  СП. Решение задачи коррекции в этом случае св зано с созданием в соответ ствии с принципом инвариантности структурной избыточности, реализуемой при временном или пространствен/ном разделении каналов преобразова ни . При этом в качестве критери  регу лировани  в адаптирующих обратных св з х используетс  некотора  функци  от результата сравнени  сигналов в разделенных каналах преобразовани , корректирующий сигнал может также формироватьс  в специальном канале с заданной функцией преобразовани  (комбинированные системы), Недостатки таких известных способов заключаютс  в повышенных аппаратурных затратах и жестких требовани  к реализации параметров в каналах преобразовани  (при использовании пространственного разделени  каналов преобразовани , в недостаточных быстродействии и точности преобразований , св занных соответственно с коне ными частотами изменени  параметров цепей преобразовани  и конечной чувс вительностью .каналов преобразовани  (при временном разделении каналой преобразовани ), в необходимости в р де случаев специального канала с детермированной функцией преобразовани  дл  формировани  корректирую щего сигнала, в существенном усложнении схемной реализации при необход мости -учета как минимум двух состо НИИ дл  каждого независимого парамет ра в многомерной задаче. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  спо соб коррекции погрешности уравновешивающего преобразовани  физических величин, при котором корректирующий 7 .2 сигнал формируетс  при временном разделении каналов преобразовани L2j. При этом корректирующее воздействие , осуществл емое адаптирующей обратной св зью,- обуславливаетс  произведением усилений в контуре уравновешивани  и в петле адаптирующей обратной св зи. Временное разделение каналов преобразовани  определ ет недостаточное быстродействие коррекции и возникновение динамической составл ющей погрешности преобразовани , Пель изобретени  - повышение точности коррекции. Цель достигаетс  тем, что согласно способу коррекции погрешности уравновеигивающего преобразовани  физических величин, основанному на формировании корректирующего сигнала в контуре уравновешивани , в контур уравновешивани  ввод т дополнительный кoppeктиpyюшJ й сигнал, образованный сравнением, например, по фазе исходного корректирующего сигнала с сигналом в контуре уравновешивани . Предложенный способ может быть по снен следуюш 1ми соотношени ми. Коэффициент уравновешивающего преобразовани  при использовании отрицательной или положительной обратной св зи в контуре уравновешивани  определ етс  соотношением где X, У - преобразуема  величина и ее преобразованное значение; S VC |Ъ - соответственно коэффици енты преобразовани  - результируюший , цепей пр мого и обратного преобразовани  знаки (+), (-) - учитьгаают соответственно использование отрицательной или положительной обратной св зи в контуре уравновешивани  . При начальной неопредет/енности и ущественных параметрических возмуени х , при которых К5 var, з уравнени  (1) следует, что параетрическа  инвариантность (незавиимость значени  от вариаций значеи  К) может быть реализовано путем временного или пространственного раз делени  каналов преобразовани . В соответствии с предложенным спо собом упом нута  задача может быть решена следующим образом. При создаНИИ корректирующего сигнала в адаптирующей сигнальной обратной св зи, суммируемого, например, с.результатом преобразовани  цепи пр мого преобразовани , в виде некоторой функции от результата сравнени  корректирующего и выходного сигналов, уравновещивающее преобразование характеризуетс  системой уравнений: -X-Xji. Xjb-J Y, , . Z-Ko.a-, - a-Y-i-, где К, A, Ka коэффициенты, характеризую|цие цепи пр мог и обратного преобразовани - основного контур уравновешивани , конту ра адаптирующей обратной св зи соответствен но; ь,1 соответственно преобра зуемый, компенсирукщий выходной и корректирую щий сигналы в основном контуре уравновваивани , сигналы некомпенсации в основном конту ре уравновешивани  и в адаптирующей обратной св зи, Рещеипем уравнений  вл етс  соотношение -a x-jiKcxWC Kf-l ( определ ющее сигнал некомпенсации в основном контуре уравновешивани  через преобразуемый сигнал и сигнал некомпенсации в контуре адаптирующей обратной св зи. Из уравнени  (3) следует условие абсолютной инвариантности преобразовани  X-j l4v-9-,, при котором 0,3 О, У Х/В, т.е. система становитс  одномерной (первого пор дка). С учетом конечности усилени  в контуре адаптипук-щей обратной св зи, уравнер1ие (3) , обусловленное . - инвариантностью , будет представл ть со бой соотношение а выходна  йеЛнчина уравновешивающего преобразовани  - характеризоватЪ-; с  соотношением К{ ИСа1Х : / OKjbC vKa При HeKOTopoM $. f (.),  вл кнцимс  критерием регулировани  в адаптирующей обратной св зи, способ позвол ет реализовать - инвариантность уравновешивакицего преобразовани  без разделени  каналов преобразовани  во времени или в пространстве. При этом в соответствии с принципом суперпозиции усилени  в основном контуре уравновешивани  и в контуре адаптирующей, обратной св зи организуютс  по независимым критери м Q, (с9)и 02 (8;, что позвол ет, реализу  существенно устойчивые контура, достичь минимальной погрешности преобразовани . Количество контуров адаптирующей обратной св зи и их организаци  могут быть различными, св занными с возможност ми и практическими рекомендаци ми , обусловленными конкретными задачами. На фиг. 1 изображен один из возможных вариантов схемы дл  реализации способаJ на фиг. 2 и 3 т другой вариант схемы. Блок-схема содержит первый сумматор 1, цепи 2 и 3 пр мого и обратного преобразовани , характеризуемые коэффициентами К и (Ьсоответствен но, образукицие основной контур уравновешивани ; второй сумматор 4, блок 5 сравнени , управл емый генератор 6, образующие контур адаптирующей сигнальной обратной св зи с коэффициентом усилени  Ка. Работа изображенной структуры описьшаетс  уравнени ми (2), при которых коррекци  погрешности преобразовани  осуществл етс  путем введени  в контур обратной св зи корректирующего сигнала от управл емого генератора 6, сравниваемого в блоке 5 сравнени  с сигналом в контуре обратной св зи, образованным в результате воздействи  корректирующего сигнала, при этом в дальнейшем корректирующий сигнал формируетс  в итеративном процессе в 5 виде некоторой функции от результата сравнени  сигналов в блоке 5, выбран ной по критерию минимума среднего квадрата оигибки коррекции. Очевидно количество подобным образом организованных контуров адаптирующих обратных св зей, ввод щих корректирующий сигнал в сумматор на выходе цепи обратного преобразовани  или на входе цепи пр мого преобразовани , определ етс  необходимостью достижени  минимальной погрешности преобразовани . Возможно осутцествление коррекции погрешности преобразовани  с аналогичным эффектом путем организации подобных структур в адаптирующей обратной св зи, выступающей в роли основного - исходного контура уравновешивани , например, в дискретных системах преобразовани , характеризуемых чистой задержкой на врем  Т в контурах обратной св зи и значени ми Kaci, Ка . 1, определ емыми из услови  устойчивости. . На фиг. 2 представлен другой вариант схемы дл  реализации способа. Блок-схема содержит первый сумматор 1, цепи 2 и 3 пр мого и обратного преобразовани  5 образующие основной исходный контур уравновещивани , вт рой сумматор 4, блок 5 сравнени , н пример, фазочувствительный выпр митель с фильтром низких частот на вы ходе, управл емый генератор 6 корре тирующего сигнала и управл ющий ген ратор 7, образующие адаптирующую об ратную св зь. Схема работает следующим образом Если выходна  величина схемы опр дел етс  соотношением Y - KXt-Ya ХьК где, в отличие от уравнени  (1), Уа - абсолютна  аддитивна  составл ю ща  погрешности преобразовани , прив денна  к выходу цепи пр мого преобра зовани , то при периодическом воздей ствии управл ющего генератора 7 на управл юпщй вход цепи 2 преобразовани , относительное изменени  выходного значени  будет определ тьс  зависимостью 076 S относительное изменеш-ю коэффициента преобразовани  при вариаци х значени  К, обусловлепньгх воздействием генератора 7 на управл кш1, вход цепи 2 цреобразовани  5 CS) -OS kC / , Як Ъ S-vC So. Ь функци  относительной чувствительности , S Уа/Х, .К/К - относительное измeнeнv e варьируемого параметра, С четом вводимого В сумматор ч корректирующего сигнала от уцрав7 Яемого генератора 6, обусловленного воздействием блока 5 сравнени  на уцравл юи ий вход генератора 6, выражение (8) может быть представлено в виде соотношени  W V-. f-. х- ( -.} fe 1 S J Mt-vi c5 представл ющего собой дискриминационную характеристику, где j.,,JbCYa.) л относительна  погрешность воспроизведени  значени  X/ft , обусловленна  существованием Уа и конечными значени ми уси. в основном контуре уравновешивани , в контуре адаптирующей об11атной св зи. Из уравнени  (10) следует, что при о О выходна  величина будет немодулированной при воздействии генератора 7 на цепь 2 преобразовани , а при 0. О глубина и фаза модулированной составл ющей выходного значени  относительно управлени , поступающего от генератора 7, будут определ тьс  значением и знаком относительной погрешности V . Это позвол ет целенаправленно возде 1ствовать ка генератор 6 Корректиру:о1цего сигнала выходом блока 5 сравнени , при котором выходна  величина уравновешивающего преобразовани  определ етс  знач - - и ем у.21Пц. р ((ь(+ где Ка - усиление в контуре адаптпоующей обратной св зи, В частном случае генератор 6 кор-ректирующего сигнала может быть вы711

полней в виде управл емого преобразовател  преобразуемой величины (фиг.З). Схема (фиг, 3) содержит управл емый преобразователь 6 значени  X в значение Z однородное с У блок 5 сравнени , второй сумматор 4.

Приведенные структурные схемы вариантов реализации способа могут быть организованы дл  каждого из независимых параметров, вход щих билинейно в характеристику системы, причем така  организаци  дл  схемы, изображенной на фиг. 2, может быть абусловлена выбором различных частот или фаз управлени , поступающих от управл ющего генератора на управл ющие входы элементов цепи пр мого преобразовани , обеспечивающих изменени  независимых параметров. Возможно совместное использование структур коррек ции, при котором цепи коррекции будут воздействовать по независимым критери м, обуславлива  минимальную погрешность преобразовани .

П78

Система уравновешивающего преобразовани  второго пор дка справедлива дл  системы любого пор дка. В этом случае операции по предлагаемому способу необходимы дл  создани  корректирующего воздействи  на параметры и (или) сигналы системы, обуславливающего нулерую чувствительность системы к вариаци м, по крайней мере, одного из параметров, определ ющих бистепенную (в частности, билинейную) зависимость характеристики системы, при котором система становитс  системой первого пор дка .

ч

При этом коррекци  погрешности преобразовани  осуществл етс  без разделени  каналов преобразовани  во времени или в пространстве и последующего решени  совместных уравнений , характеризующих цепи преобразовани , чем определ етс  оптимальное решение поставленной задачи.

Claims (1)

1. СПОСОБ КОРРЕКЦИИ ПОГРЕШНОСТИ УРАВНОВЕШИВАЮЩЕГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, основанный на формировании корректирующего сигнала в контуре уравновешивания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности коррекции, в контур уравновешивания вводят дополнительный корректирующий сигнал, образованный сравнением, например, по фазе исходного корректирующего сигнала с сигналом в контуре уравновешивания.

   Фиг. /

   1 1107107