SU1149214A1 - Controlled filter - Google Patents

Controlled filter Download PDF

Info

Publication number
SU1149214A1
SU1149214A1 SU843705101A SU3705101A SU1149214A1 SU 1149214 A1 SU1149214 A1 SU 1149214A1 SU 843705101 A SU843705101 A SU 843705101A SU 3705101 A SU3705101 A SU 3705101A SU 1149214 A1 SU1149214 A1 SU 1149214A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
unit
output
adder
low
Prior art date
Application number
SU843705101A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Васильевич Емельянов
Виталий Павлович Авдеев
Леонард Абрамович Сульман
Константин Иванович Диденко
Леонид Павлович Мышляев
Анатолий Константинович Черепаха
Самоил Рафаилович Зельцер
Original Assignee
Сибирский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт Им.С.Орджоникидзе
Центральное Проектно-Конструкторское Бюро По Системам Автоматизации Производства
Научно-Производственное Объединение По Системам Автоматизированного Управления
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сибирский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт Им.С.Орджоникидзе, Центральное Проектно-Конструкторское Бюро По Системам Автоматизации Производства, Научно-Производственное Объединение По Системам Автоматизированного Управления filed Critical Сибирский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт Им.С.Орджоникидзе
Priority to SU843705101A priority Critical patent/SU1149214A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1149214A1 publication Critical patent/SU1149214A1/en

Links

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

УПРАВЛЯЕМЫЙ ФИЛЬТР, содержащий первый фильтр низкой частоты , первый и второй блоки сравнени , первый сумматор, первый блок анализа, включающий третий блок сравнени . Последовательно соединенные первый детектор знака, первый блок задержки и первый блок умножени , второй вход которого соединен с выходом первого детектора знака, последовательно включенные второй блок задержки, четвертый блок срав нени , второй детектор знака, третий блок задержки и второй блок умножени , второй вход которого соединен с выходом второго детектора знака, последовательно включенные инвертор и второй сумматор, последовательно включенные п тый блок сравнени  и интегратор, выход которого соединен с первым входом п того блока сравнени , первый вход блока анализа соединен с входом второго блока задержки, вторым входом четвертого блока сравнени  и выходом первого фильтра низкой частоты , отличающийс  тем, что, с целью повьппени  точности выделени  полезного сигнала фильтром, в него введены второй фильтр низкой частоты, нелинейн блок, последовательно включенный третий (Л фильтр низкой частоты третий сумматор, третий блок умножени  и четвертьй сумматор, последовательно включенные второй блок анализа,п тый сумматор, первый блок делени  и четвертый блок умножени , последовательно включенные третий блок анализа и второй блок делени , последовательно включенные третий блок делени  и п тый блок умножени ,причем вход первого фильтра низкой частоты соединен с входом управл емого фильтра, первым входом первого блока сравнени  и вторыми входами первого, второго и третьего блоков анализа, выход первого фильтра низкой частоты соединен с вторым входом четвертого блока умножени , первым входом первого сумматора и через первый блок сравнени  с входом второго фильтра низкой частоты и первым входом второго блока сравнени , выход второго фильтра низкойA CONTROLLED FILTER containing the first low-pass filter, the first and second comparison blocks, the first adder, the first analysis block, which includes the third comparison block. The first sign detector, the first delay unit and the first multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the first sign detector, the second delayed unit, the fourth comparison unit, the second sign detector, the third delay unit and the second multiplication unit, the second input connected to the output of the second sign detector, a series-connected inverter and a second adder, a series-connected fifth comparator unit and an integrator, the output of which is connected to the first input p The first comparison unit, the first input of the analysis unit is connected to the input of the second delay unit, the second input of the fourth comparison unit and the output of the first low-frequency filter, characterized in that, in order to improve the accuracy of the useful signal extraction by the filter, a second low-frequency filter is introduced into it a block, a successively connected third (L low frequency filter, a third adder, a third multiplication unit and a fourth adder, a successively included second analysis unit, a fifth adder, a first division unit and a quarter the third multiplication unit, the third analysis unit and the second division unit, the third division unit and the fifth multiplication unit, in series, the input of the first low-pass filter are connected to the input of the controlled filter, the first input of the first comparison unit and the second inputs of the first, second and second The third analysis block, the output of the first low-pass filter is connected to the second input of the fourth multiplication unit, the first input of the first adder, and through the first comparison block with the input of the second low filter often s and the first input of the second comparator block, the second filter output low

Description

частоты подключен к второму входу первого су№ атора и через второй блок сравнени  к входу третьего фильтра низкой частоты, выход первого су7- матора подключен к первому . входу второго блока анализа и к вторым входам третьего сумматора и п того блока умножени ,/вы-ход третьего сумматора через третий блок анализа соединен с вторым входом п того сумматора, третий вход которого св зан с выходом первого блока анализа и вторым входом первого блока делени , выход второго блока анализа подютючен к первому входу третьего блока делени , выход п того сумматора соединен с вторьм входом третьего блока делени  и через второй.блок делени  с вторым входом третьего блока умножени .the frequency is connected to the second input of the first capacitor and through the second comparison unit to the input of the third low-frequency filter, the output of the first mat is connected to the first. the input of the second analysis unit and the second inputs of the third adder and the fifth multiplication unit, the output of the third adder are connected to the second input of the fifth adder through the third analysis unit, the third input of which is connected to the output of the first analysis unit and the second input of the first division unit , the output of the second analysis unit is connected to the first input of the third division unit, the output of the fifth adder is connected to the third input of the third division unit and through the second division unit to the second input of the third multiplication unit.

92149214

второй и третий входы четвертого сумматора соединены с выходами соответственно п того и четвертого блоков умножени , выход четвертого сзл матора подгатючен к выходу управл емого фильтра, второй вход блоков анализа подключен к первому входу третьего блока сравнени , второй вход которого св зан с первым входом блоков анализа, а выход - с входом первого детектора знака, выход первого блока умножени  соединён с входом инвертора, а выход второго сумматора - с вторым входом п того блока сравнени , выход второго блока умножени  соединен с вторым входом второго сумматора, выход интегратора подключен через- нелинейный блок к выходу блока анализа .The second and third inputs of the fourth adder are connected to the outputs of the fifth and fourth multiplication units, the output of the fourth module's slots is pre-assembled to the output of the controlled filter, the second input of the analysis units is connected to the first input of the third comparison unit, the second input of which is connected to the first input of the analysis units and the output is connected to the input of the first sign detector, the output of the first multiplication unit is connected to the input of the inverter, and the output of the second adder is connected to the second input of the fifth comparison unit, the output of the second multiplication unit is connected to eye input of the second adder, the integrator output is connected through a non-linear unit to the output of the analysis unit.

Изобретение относитс  к автоматике , а именно к. фильтрации помехи,, и может быть использовано дл  выделени  нестационарной полезной низкочастотной составл ющей измеренных сигналов на фоне сравнительно высокочастотных помех со сложными статическими свойствами и наличием эпизодических грубых выбросов-.The invention relates to automation, namely filtering interference, and can be used to isolate the non-stationary useful low-frequency component of the measured signals against the background of relatively high-frequency interference with complex static properties and the presence of occasional coarse emissions.

Известны нониусные след щие системы , содержащие, например, первый и второй фильтры низкой частоты, последовательно включенные первый, второй и третий блоки сравнени , третий фильтр низкой частоты и сумматор , второй и третий вход которого соединен с выходами соответственно первого и второго фильтров низкой частоты,, выходы фильтров низкой частоты подключены также к вторым входам соответствующих блоков сравнени . -Во.спроизведение входной величины производитс  по методу последовательных приближений Pj ,Known vernial tracking systems, for example, containing the first and second low-pass filters, the first, second and third comparison units, the third low-frequency filter and the adder, the second and third input of which is connected to the outputs of the first and second low-frequency filters, respectively, are connected in series, The low frequency filter outputs are also connected to the second inputs of the respective comparison units. -Vo. The input value is reproduced by the method of successive approximations Pj,

Недостаток но1шусных след щих систем при использовании их в качестве сглаживаюпщх фильтров - низка  точность выделени  полезного сигнала из-за того, что не учитываютс  нестационарные свойства полезного сигнала, и помехи.The lack of noisy tracking systems when using them as a smoothing filter is low accuracy in extracting the useful signal due to the fact that the non-stationary properties of the useful signal and interference are not taken into account.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  сглаживающий фильтр, содержащий фильтр низкой частоты, включающий последовательно соединенные первый блок сравнени , ограничитель и первьй интегратор , выход которого подключен кClosest to the invention to the technical essence is a smoothing filter comprising a low-pass filter comprising a first comparator unit connected in series, a limiter and a first integrator, the output of which is connected to

первому входу первого блока сравнени , блок анализа, включающий первый масштабирующий блок, первьш и второй задатчики, последовательно включенныевторой масштабирующийthe first input of the first unit of comparison, the analysis unit, which includes the first scaling unit, the first and the second control devices, sequentially connected to the second scaling

блок и первый инвертор, последовательно включенные первый детектор знака, первьш блок задержки первый блок умножени , второй блок сравнени , второй интегратор, третий блокunit and first inverter, serially connected first sign detector, first delay unit, first multiplication unit, second comparison unit, second integrator, third unit

сравнени , третий масштабирующий блок, второй инвертор и первый сумматор , последовательно включенные второй блок задержки, четвертый блок сравнени , второй детектор знака , третий блок задержки, второйcomparison, the third scaling unit, the second inverter and the first adder, the second delay unit connected in series, the fourth comparison unit, the second sign detector, the third delay unit, the second

блок умножени , п тьй блок сравне .ни , третий интегратор, шестой блокblock of multiplication, five blocks compared to ni, third integrator, sixth block

сравнени , четвертый масштабирующийcompare, fourth scaling

блок и второй сумматор, причем вы3block and second adder, and you3

ходы первого и второго задатчиков подключены к вторым входам соответственно третьего и шестого блоков сравнени , выходы второго и треть-его интеграторов подключены к вторым входам соответственно второго и п того блоков сравнени , выходы первого и второго детекторов знака подключены к вторым входам соответственно первого и второго блоков умножени , выход третьего блока сравнени  соединен через первый масштабирующий блок с вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к дополнительному входу ограничител , выход шестого блока сравнени  соединен с входом второго масштабирующего блока, выхо первого инвертора подключен черезthe moves of the first and second setters are connected to the second inputs of the third and sixth comparison blocks respectively, the outputs of the second and third integrators are connected to the second inputs of the second and fifth comparison blocks respectively, the outputs of the first and second sign detectors are connected to the second inputs of the first and second blocks respectively multiplying, the output of the third unit of comparison is connected via the first scaling unit to the second input of the second adder, the output of which is connected to the auxiliary input of the limiter, the output of the sixth the comparison unit is connected to the input of the second scaling unit, the output of the first inverter is connected via

первый сумматор к дополнительному входу первого интегратора,выход первого блока сравнени  соединен с входом первого детектора знака,выход первого интегратора - с входом второго блока задержки, вторым входомthe first adder to the auxiliary input of the first integrator, the output of the first comparison unit is connected to the input of the first sign detector, the output of the first integrator to the input of the second delay unit, the second input

-четвертого блока сравнени  и выходом сглаживающего фильтра, вход которого подключен к второму входу первого блока сравнени .-four comparison unit and the output of a smoothing filter, the input of which is connected to the second input of the first comparison unit.

В сглаживающем фильтре входной сигнал поступает на первый блок сравнени , где из него вычитаетс  выходной сигнал первого интегратора о сглаженном значении входного сигнла . Сигнал о полученной разности ограничиваетс  ограничителем и подаетс  на вход первого интегратора. Остальные блоки сглаживающего фильтра предназначены дл  адаптации зоны ограничени  ограничител  и посто нной времени интегрировани  первого интегратора. Адаптаци  производитс  по двум показател м: по отклонению регистрируемого сигнала от его сглаженного значени  и по скорости изменени  оценки полезного (сглаженного) сигнала. Дл  первого и второго показателей определ ютс  аналоги знаковых автокоррел ционных моментов, оцениваютс  их отклонени  от желаемых значений и корректировки зоны ограничени  и посто нной интегрировани  рассчитываютс  пропорционально этим отклонени м 2j .In the smoothing filter, the input signal is fed to the first comparison unit, where the output signal of the first integrator about the smoothed value of the input signal is subtracted from it. The difference signal is limited by a limiter and fed to the input of the first integrator. The remaining blocks of the smoothing filter are designed to adapt the restrictor restriction zone and the constant integration time of the first integrator. Adaptation is performed in two ways: by the deviation of the recorded signal from its smoothed value and by the rate of change of the estimate of the useful (smoothed) signal. For the first and second indicators, the analogs of the sign-based autocorrelation moments are determined, their deviations from the desired values are estimated, and the corrections of the restriction zone and the constant integration are calculated in proportion to these deviations 2j.

Недостатком сглаживающего фильтра  вл етс  низка  точность вьщелени  полезного сигнала вследствиеThe disadvantage of the smoothing filter is the low accuracy of the useful signal due to

492144492144

сравнительно медленной адаптации параметров сглаживающего фильтра.relatively slow adaptation of the smoothing filter parameters.

Цель изобретени  - повышение точности вьщелени  полезного сигнала. 5 Поставленна  цель достигаетс  тем, что в управл емый фильтр, содержащий первый фильтр низкой частоты , первый и второй блоки сравнени , первый сумматор, первьй блокThe purpose of the invention is to improve the accuracy of the useful signal. 5 The goal is achieved by the fact that in the controlled filter containing the first low frequency filter, the first and second comparison blocks, the first adder, the first block

0 анализа, включающий третий блок сравнени , последовательно соединенные первый детектор знака; пер . вый блок задержки и первый блок умножени , второй вход которого0 analysis, including a third unit of comparison, serially connected to the first sign detector; per. the left delay unit and the first multiplication unit, the second input of which

5 соединен с выходом первого детектора знака, последовательно включенные второй блок задержки, четвертый блок сравнени , второй детектор знака, третий блок задержки5 is connected to the output of the first sign detector, a second delay unit connected in series, a fourth comparison unit, a second sign detector, a third delay unit

Q и второй блок умножени , второй вход которого соединен с выходом второго детектора знака, последовательно включенные инвертор и второй сумматор, последовательноQ and the second multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the second sign detector, a series-connected inverter and a second adder, are sequentially

5 включенные п тый блок сравнени  и интегратор, выход которого соединен с первым входом п того блока сравнени , первый вход блока анализа соединен с входом второго блока5 included fifth comparison unit and integrator, the output of which is connected to the first input of the fifth comparison unit, the first input of the analysis unit is connected to the input of the second unit

Q задержки, вторым входом четвертого блока сравнени  и выходом первого фильтра низкой частоты, введены второй фильтр низкой частоты, нелинейный блок, последовательно включенные третий фильтр низкой частоты, третий сумматор, третий блок умножени  и четвертый сумматор , последовательно включенные второй блок анализа, п тый сумматор , первый блок делени  и четвертый блок зт ожени , последовательно включенные третий блок анализа и второй блок делени , последовательно включенные третий блок делени  и п тый блок з множени , причем вход управл емого фильтра соединен с входом первого фильтра низкой частоты, первым входом первого блока сравнени  и вторыми входами первого,Q delay, the second input of the fourth comparison unit and the output of the first low-pass filter, the second low-pass filter, the nonlinear block, the third low-pass filter, the third adder, the third multiplication unit and the fourth adder, the second analysis block, the fifth adder , the first division unit and the fourth survival unit, the third analysis unit in series and the second division unit, the third division unit in series and the fifth multiplication unit, in series, the control input the inlet filter is connected to the input of the first low frequency filter, the first input of the first comparison unit and the second inputs of the first,

второго и третьего блоков анализа, выход первого фильтра низкой частоты соединен с вторым входом четвертого блока умножени , первым входом первого сумматора и через первыйthe second and third analysis units, the output of the first low-pass filter is connected to the second input of the fourth multiplication unit, the first input of the first adder and through the first

блок сравнени  с входом второгоComparison unit with the input of the second

фильтра низкой частоты и первым входом второго блока сравнени , выход второго фильтра низкой частоты подклзочен к второму входу первого сумматора к через второй блок-сравне1ПШ к входу третьего фильтра низкой частоты, выход первого сумматора подключен к первому входу второго блока анализа и к вторым входам третьего сумматора и п того блока згмиожени , /выход третьего сумматора через третий блок анализа соединен с вторьм входом п того сз матора , третий вход которого св зан с выходом первого блока анализа и вторым входом первого блока делени , выход второго блока анализа подключен к первому входу третьего блока делегш -, выход п того сумматора соединен с вторым входом третьего блока делени  и через вто . рой блок делени  с вторым входом третьего блока умножени , второй и третий входы четвертого сум атора соединены с выходами соответственн п того и четвертого блоков умножени , выход четвертого сумматора под ключен к вьпсоду управл емого фильтра , второй вход блоков анализа подключен к первому входу третьего блока сравнени , второй вход которого св зан с первым входом блоков анализа, а выход - с входом первог детектора знака, выход первого бло умножени  соединен с входом инвертора , а выход второго сумматора вторым входом п того блока сравнен выход второго блока умножени  соединен с вторым входом второго сумм тора, выход интегратора подключен 1 рез нелинейньш блок к выходу блока анализа. На фиг.1 представлена блок-схема управл емого фильтра, где x(t) входной сигнал управл емого фильтра , x(t) - выходной (полезный, сглаженный) сигнал; на фиг.2 блок-схема блоков анализа. Управл емый фильтр содержит первый фильтр 1 низкой частоты, включающий последовательно соедине ные блок сравнени , ограничитель в виде„усилител  с насыщением и интегратор вькод которого подключен к входу блока сравнени , первый блок 2 сравнени , второй фильтр 3 низкой частоты, имеющий такую же структуру, как и первый фильтр 1 низкой частоты, второй блок 4 срав нени , третий фильтр 5 низкой частоты , имеющий такую же структуру. 46 как и предыдущие два фильтра, первый 6 и третий 7 сумматоры, третий 8, п тый 9 и четвертьй 10 блоки умножени , четвертый сумматор 11, первый 12, второй 13 и третий 14 блоки анализд п тый сумматор 15, второй 16, третий 17 и первый 18 блоки делени , третий блок 19 сравнени , первый детектор 20-знака, первый блок 21 задержки, первый .блок 22 умножени , инвертор 23, второй блок 24 задержки, четвертьй блок 25 сравнени , второй детектор 26 знака, третий блок 27 задержки , второй блок 28 умножени , второй сумматор 29, п тый блок 30 сравнени , интегратор 31 и нелинейньй блок 32, реализующий кусочно-линейную зависимость. Управл емьй фильтр работает следующим образом. Входной сигнал фильтра x(t) поступает на первый фильтр Т низкой частоты, в котором выдел етс  низкочастотна  составл юща  сигнала (t). Сигнал x(t) вычитаетс  в первом блоке 2 сравнени  из сигнала x(t), поступающего с входа уп- равл емого фильтра. Сигнал о полученной разности (t) x(t) - x4t) поступает на второй фильтр 3 низкой частоты. Настройки второго фильтра 3 низкой частоты выбираютс  таким образом,- чтобы его инерционность была в 1,5-2 раза меньше инерционности первого фильтра 1 низкой частоты . Выходной сигнал второго фильтра 3 низкой частоты Дх (t) алгебраически суммируетс  в первом сумматоре 6 с выходным сигналом первого фильтра 1 низкой частоты. На выходе первого сумматора 6 получаетс  сигнал + ux(t) x(t) о сглаженном на втором уровне входном сигнале ).. Сигнал x(t) содержит более высокочастотные составл ющие , чем сигнал x(t) с первого уровн . Аналогично получаетс  сглаженный ХЧ иг сигнал X (t; на третьем уровне. Дл  этого выходной сигнал второго фильтра 3 низкой частоты вычитаетс  во втором блоке 4 сравнени  из выходного сигнала первого блока 2 сравнени . Сигнал о полученной разное (t) сглаживаетс  в третьем фильтре 5 низкой частоты, инерционность которого в 1,5-2 раза меньше инерционности второго фильтра 3 низ кой частоты, и алгебраически етс  в третьем сумматоре 7 с выходным сигналом первого сумматора 6. Выходной сигнал х (t) третьего сумматора 7 лШ/ . X (t) X (t) + u к (t) где ux(t) - выходной сигнал третьего фильтра 5 низкой частоты, содерзкит еще более высокочастотные составл ющие, чем сигнал х (t). Сглаженные сигналы x(t), х (t) и ) с трех уровней умножаютс  со ответственно в четвертом 10, п том 9 и третьем 8 блоках умножени  на сигналы об адаптируемых весовых коэффициентах k4t), k (t) и и алгебраически суммируютс  в четвертом сзт маторе 11, на выходе которого получаетс  сигнал if(ti-kHii Htbk(iix(. Весовые коэффициенты k адаптируютс  в зависимости от свойств отклонений входного сигнала x(t) от его сглаженнь х значений на каждом уровне и от свойств самих сглаженны сигналов; С этой целью входной сигнал x(t) и сигналы x4t), х (t), ) поступают на первый 12, второй 13 и третий 14 блоки анализа , имеющие одинаковую структуру (фиг, 2). Показатель, характеризующий свойства отклонений x{t) от x(t) где М I, II, III, определ етс , например, в первом блоке 12 анализа по выражению (ibx4ti -6i n x a-S)-xHt-t ; где о - интервал времени задержки выбираемый в казвдом конкретном случае при практической настройке фильтра. Показатель f имеет следующие свойства: если имеет место систематическое отклонение х (t) от x(t) положительной или отрицательной величины, то f (tj стремитс  к +1, если систематическое от клонение отсутствует, то f« (t) стремитс  к -1. Желаемьы значением показател  f, (t)  вл етс  -1. Дл  реализащ и выражени  (5) в третьем блоке 19 сравнени  из сигнала x(t), поступающего со второго входа первого блока 12 анализа, вычитаетс  сигнал х (t), поступающий с первого входа блока 12 анализа . Сигнал о полученной разности обрабатываетс  в первом детекторе 20 знака с законом функционировани  . е„,.(.и.,п.„„{:;г;/ :;:/ где 6вых (t) и ЕБХ (t) соответственно выходной и входной сигналы детектора знака. С с)1хода первого детектора 20 знака сигнал поступает на первый блок 22 умножении, где умножаетс  на свое же значение, задержанное в первом блоке 21 задержки на интервал времени 2, Показатель, характеризующий свойства полезного сигнала, а именно его гладкость, определ етс , например , в первом блоке 12 анализа по выражению e2(t)(f)-x4i-t -si n xHt ob)c(-2J). Показатель S (t) так же, как и f, (t), стремитс  либо к +1, либо к -1. Однако желаемым значением показател  S (t)  вл етс  +1, т.е. требуетс , чтобы сигнал ) бьш гладким, а значит, и приращени  его на соседних з астках были одного знака. Дн  реализации вьфажейи  (7) сигнал о x(t). с первого входа блока 12 анализа задерживаетс  во втором блоке 24 задержки на интервал времени . Затем выходной сиг-/. нал второго блока 24 задержки вычитаетс  в четвертом блоке 25 сравнени  из сигнала x(t) ./Выходной сигнал четвертого блока 25 сравнени  обрабатываетс  с помощью второго детектора 26 знака,, третьего блока 27 задержки и второго блока 28умножени  так же,.как и сигнал с выхода третьего блока 19 сравнени . . Показатели fi (t) и g, (t) алгебраически с гммируютс .. Предварительно сигнал о ( (t). инвертируетс  инвертором 23. Это обусловлено тем, что показатели f,(t) и f, (t) имеют разные желаемые значени . Выходной сигнал инвертора 23 поступает на вход второго сумматора 29j где сумьотруетс  с выходным сигналом второго блока 28 умножени . Полученный сигнал с выхода второго сумм тора 29 подаетс  на п тьй блок 30 сравнени ,.в котором из него вычитаетс  выходной сигнал интегратор 31, и сигнал о полученной разности $адет на вход интегратора 31, на выходе которого получаетс  сигнал о сглаженном значении (t) суммы показателей f, (t) и {,t} . Этот сигнал поступает на нелинейный блок 32, в котором реализуетс  кусочно-мхинейна  зависимость, аппрокс мирующа  показательную функцию, например , вида А() где А - положительное число. На выходе нелинейного блока 32 получаетс  сигнал, который всегда имеет положительную величину. Весовой коэффициент k (t) рассчи тываетс  по выражению )) где :-(t), ) и ) - выходные сигналы соответственно перв го 12, второго 13 и третьего 14 блоков анализа. Дл  этого выходные сигналы блок анализа суммируютс  в п том сумматоре 15, сигнал с выхода которого по-35эффект пор дка 150 тыс. руб. в годthe low frequency filter and the first input of the second comparison unit, the output of the second low frequency filter is connected to the second input of the first adder via the second compare-1PC unit to the input of the third low-pass filter, the output of the first adder is connected to the first input of the second analysis unit and to the second inputs of the third adder and the fifth unit, the output of the third adder, through the third analysis unit, is connected to the second input of the fifth source, the third input of which is connected to the output of the first analysis unit and the second input of the first unit When the output of the second analysis unit is connected to the first input of the third delegate unit, the output of the fifth adder is connected to the second input of the third division unit and via the second. a dividing dividing unit with a second input of the third multiplication unit, the second and third inputs of the fourth sum of the controller are connected to the outputs of the corresponding fifth and fourth multiplication blocks, the output of the fourth adder is connected to the output of the controlled filter, the second input of the analysis units is connected to the first input of the third comparison unit the second input of which is connected to the first input of the analysis units, and the output to the input of the first sign detector, the output of the first multiplier is connected to the input of the inverter, and the output of the second adder to the second input of the fifth block The output of the second multiplication unit is not connected to the second input of the second sum, the integrator output is connected to a single nonlinear cut to the output of the analysis block. Fig. 1 shows a block diagram of the controlled filter, where x (t) is the input signal of the controlled filter, x (t) is the output (useful, smoothed) signal; Fig.2 is a block diagram of analysis units. The controlled filter contains the first low-frequency filter 1, which includes a series-connected comparison unit, a limiter in the form of an amplifier with saturation, and an integrator whose code is connected to the input of the comparison unit, the first comparison unit 2, the second low-frequency filter 3, having the same structure, as the first low-frequency filter 1, the second block 4 of the comparison, the third low-frequency filter 5 having the same structure. 46 as the previous two filters, the first 6 and third 7 adders, the third 8, the fifth 9 and the fourth 10 multiplication blocks, the fourth adder 11, the first 12, the second 13 and the third 14 blocks analyzed the fifth adder 15, the second 16, the third 17 and the first 18 division units, the third comparison unit 19, the first 20-character detector, the first delay unit 21, the first multiplication unit 22, the inverter 23, the second delay unit 24, the fourth comparison unit 25, the second sign detector 26, the third delay unit 27 , the second multiplying unit 28, the second adder 29, the fifth comparing unit 30, the integrator 31 and the nonlinear block 32, real izuyuschy piecewise linear relationship. The control filter operates as follows. The filter input signal x (t) is fed to a first low frequency filter T, in which the low frequency component of the signal (t) is extracted. The signal x (t) is subtracted in the first comparison unit 2 from the signal x (t) coming from the input of the controllable filter. The signal of the received difference (t) x (t) - x4t) is fed to the second low-pass filter 3. The settings of the second low-pass filter 3 are chosen in such a way - so that its inertia is 1.5–2 times less than that of the first low pass filter 1. The output of the second low-pass filter 3 Dx (t) is algebraically summed in the first adder 6 with the output of the first low-pass filter 1. The output of the first adder 6 receives a signal + ux (t) x (t) of the input signal smoothed at the second level). The signal x (t) contains higher frequency components than the signal x (t) from the first level. Similarly, a smooth XCI signal X is obtained (t; at the third level. For this, the output signal of the second low-pass filter 3 is subtracted in the second comparison block 4 from the output signal of the first comparative block 2. The received different signal (t) is smoothed in the third low filter 5 frequencies, the inertia of which is 1.5–2 times less than the inertia of the second low frequency filter 3, and is algebraically in the third adder 7 with the output signal of the first adder 6. The output signal x (t) of the third adder 7 lW / .X (t) X (t) + u to (t) where ux (t) is the output the signal of the third low-frequency filter 5 contains more high-frequency components than the signal x (t). The smoothed signals x (t), x (t) and) are multiplied from three levels, respectively, in the fourth 10, the fifth 9 and the third 8 blocks multiplying the signals of adaptable weights k4t), k (t) and and algebraically summed in the fourth matrix 3, the output of which is the if signal (ti-kHii Htbk (iix (. The weights k are adapted depending on the properties of the input deviations) signal x (t) from its smoothed values at each level and from properties Amichai smoothed signal; To this end, the input signal x (t) and the signals x4t), x (t),) go to the first 12, second 13 and third 14 blocks of analysis, which have the same structure (Fig 2). The indicator characterizing the deviation properties x {t) from x (t) where M I, II, III is determined, for example, in the first analysis block 12 by the expression (ibx4ti -6i n x a-S) -xHt-t; where o is the delay time interval chosen in each specific case during the practical adjustment of the filter. The index f has the following properties: if there is a systematic deviation of x (t) from x (t) of a positive or negative value, then f (tj tends to +1, if there is no systematic deviation, then f "(t) tends to -1 The desired value of the indicator f, (t) is -1. For realizing and expressing (5) in the third comparing unit 19, the signal x (t) subtracted from the signal x (t) from the second input of the first analysis block 12 is subtracted from the first input of the analysis block 12. The signal of the difference obtained is processed in the first detector of the 20 sign with the law ohm operation. e „,. (. i., p.„ „{: g, /:;: / where 6out (t) and EBh (t) respectively the output and input signals of the sign detector. C c) 1 input of the first detector A 20 digit signal is fed to the first multiplication unit 22, where it is multiplied by its own value, which is delayed in the first delay unit 21 by the time interval 2. The indicator characterizing the properties of the useful signal, namely, its smoothness, is determined, for example, in the first analysis unit 12 in the expression e2 (t) (f) -x4i-t -si n xHt ob) c (-2J). Indicator S (t), like f, (t), tends to either +1 or -1. However, the desired value of S (t) is +1, i.e. it is required that the signal be smooth, and hence its increments on neighboring stations are of the same sign. The day of implementation of the php (7) signal is about x (t). from the first input of the analysis unit 12 is delayed in the second block 24 of the delay for the time interval. Then the output sig. The second delay unit 24 is subtracted in the fourth comparison unit 25 from the signal x (t). The output signal of the fourth comparison unit 25 is processed using a second detector 26 of the sign, the third delay unit 27, and the second multiplication unit as well as the output of the third block 19 comparison. . The indicators fi (t) and g, (t) are algebraically coded with. Preliminary, the signal about ((t) is inverted by the inverter 23. This is because the indicators f, (t) and f, (t) have different desired values. The output of the inverter 23 is fed to the input of the second adder 29j where it is combined with the output of the second multiplication unit 28. The received signal from the output of the second sum of the torus 29 is fed to the five comparison unit 30, in which the output signal of the integrator 31 is subtracted, and the resulting difference $ adet to the input of the integrator 31, the output of which receives with the signal about the smoothed value (t) of the sum of the exponents f, (t) and {, t}. This signal arrives at the nonlinear block 32, in which the piecewise-mechanic dependence is realized, approximating a exponential function, for example, of the form A () where A - a positive number. At the output of the nonlinear block 32 a signal is obtained, which always has a positive value. The weight coefficient k (t) is calculated by the expression)) where :- (t),) and) are the output signals of the first 12, second 13 and the third 14 analysis units. For this, the output signals of the analysis block are summed in the fifth adder 15, the signal from the output of which has an effect of about 150 thousand rubles. in year

даетс  на вход первого блока 18 де-за счет уменьшени  удельного раслени , в котором производитс  опера-хода кокса на 0,3-0,5% и увеличецй  делени  выходного сигнала E(t)ни  производительности печи наis given to the input of the first block 18 due to a decrease in the specific stratification in which the coke operating stage is produced by 0.3-0.5% and an increase in the division of the output signal E (t) or the furnace output by

первого блока 12 анализа на выход-0,6-0,8%. ной сигнал п того сумматора 15. Вькодной сигнал первого блока 18 делени  о величине k(t) подаетс  на второй вход четвертого блока 10 умножени . Таким же образом определ ютс  весовые коэффициенты k(t) и )j дл  чего используютс  третий 17 и второй 16 блоки делени , В описанном управл емом фильтре дано три уровн  сглаживани . По аналогии может быть построен управл емьй фильтр и с болышм числом уровней. Введение в управл емый фильтр нескольких уровней сглаживани  с разными динамическими свойствами позвол ет более оперативно отслеживать быстрые изменени  полезного сигнала, например, импульсноподобного типа, что повышает точность его выделени . Из результатов моделировани  следует, что среднеквадратическое отклонение оценки полезного сигнала от его действительного 1 значени  дл  предлагаемого управл емого фильтра на 8-12% меньше, чем дл  известного фильтра. Исполь- . зование управл емого фильтра в системах прогнозирующего управлени  ведет к увеличению точности регулировани  на 0,5-1%. Это в свою очередь дает, например, при регулировании теплового и шлакового режима доменной печи экономическийthe first block 12 analysis on the output of 0.6-0.8%. Signal signal of the fifth adder 15. The decoder signal of the first division unit 18 about the value of k (t) is fed to the second input of the fourth multiplication unit 10. Weighting coefficients k (t) and) j are determined in the same way for which the third 17 and second 16 division blocks are used. In the described controllable filter, three levels of smoothing are given. By analogy, a control filter can be constructed with a large number of levels. The introduction of several smoothing levels with different dynamic properties into a controlled filter makes it possible to more quickly track fast changes in the useful signal, for example, of a pulse-like type, which improves its accuracy. From the simulation results, it follows that the standard deviation of the estimate of the useful signal from its actual 1 value for the proposed controlled filter is 8–12% less than for the known filter. Use- The establishment of a controlled filter in predictive control systems leads to an increase in control accuracy by 0.5-1%. This, in turn, gives, for example, when regulating the heat and slag regime of a blast furnace, economic

$$

5five

/V/ V

/ h

-$ Г- $ G

ЖЖLJ

нn

/ h

5five

/ h

ьs

C4JC4J

нn

гg

1one

1one

мm

S)S)

еe

Claims (1)

УПРАВЛЯЕМЫЙ ФИЛЬТР, содержащий первый фильтр низкой частоты, первый и второй блоки сравнения, первый сумматор, первый блок анализа, включающий третий блок сравнения, последовательно соединенные первый детектор знака, первый блок задержки и первый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первого детектора знака, последовательно включенные второй блок задержки, четвертый блок сравнения, второй детектор знака, третий блок задержки и второй блок умножения, второй вход которого соединен с выходом второго детектора знака, последовательно включенные инвертор и второй сумматор, последовательно включенные пятый блок сравнения и интегратор, выход которого соединен с первым входом пятого блока сравнения, первый вход блока анализа соединен с входом второго блока задержки, вторым входом четвертого блока сравнения и выходом первого фильтра низкой частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности выделения полезного сигнала фильтром, в него введены второй фильтр низкой частоты, нелинейный блок, 3 последовательно включенный третий фильтр низкой частоты, третий сумматор, третий блок умножения и четвертый сумматор, последовательно включенные второй блок анализа,пятый сумматор, первый блок деления и четвертый блок умножения, последовательно включенные третий блок анализа и второй блок деления, последовательно включенные третий блок деления и пятый блок умножения,причем вход первого фильтра низкой частоты соединен с входом управляемого фильтра, первым входом первого блока сравнения и вторыми входами первого,* второго и третьего блоков / анализа, выход первого фильтра низкой частоты соединен с вторым входом четвертого блока умножения, первым входом первого сумматора и через первый блок сравнения с входом второго фильтра низкой частоты и первым входом второго блока сравнения, выход второго фильтра низкойCONTROLLED FILTER containing the first low-pass filter, the first and second comparison units, the first adder, the first analysis unit, including the third comparison unit, connected in series with the first sign detector, the first delay unit and the first multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the first sign detector connected in series to a second delay unit, a fourth comparison unit, a second sign detector, a third delay unit and a second multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the second sign detector, last the inverter and the second adder, the fifth comparison unit and the integrator connected in series, the output of which is connected to the first input of the fifth comparison unit, the first input of the analysis unit is connected to the input of the second delay unit, the second input of the fourth comparison unit and the output of the first low-pass filter, characterized in that, in order to improve the accuracy of the selection of the useful signal by the filter, a second low-pass filter, a non-linear block, 3 series-connected third low-pass filters, are introduced into it, t the first adder, the third multiplication unit and the fourth adder, the second analysis unit, the fifth adder, the first division unit and the fourth multiplication unit, the third analysis unit and the second division unit, the third division unit and the fifth multiplication unit in series, the input of the first a low-pass filter is connected to the input of the managed filter, the first input of the first comparison unit and the second inputs of the first * second and third blocks / analysis, the output of the first low-pass filter is connected to the second input of the fourth multiplication unit, the first input of the first adder and through the first unit of comparison with the input of the second low-pass filter and the first input of the second comparison unit, the output of the second low filter SAL·»1)1149214SAL · "1) 1149214 1 149214 частоты подключен к второму входу первого сумматора и через второй блок сравнения к входу третьего фильтра низкой частоты, выход первого сумматора подключен к первому . входу второго блока анализа и к вторым входам третьего сумматора и пятого блока умножения,/выход третьего сумматора через третий блок анализа соединен с вторым входом пятого сумматора, третий вход которого связан с выходом первого блока анализа и вторым входом первого блока деления, выход второго блока анализа подключен к первому входу третьего блока деления, выход пятого сумматора соединен с вторым входом третьего блока деления и через второй.блок деления с вторым входом третьего блока умножения, второй и третий входы четвертого сумматора соединены с выходами соответственно пятого й четвертого блоков умножения, выход четвертого сумматора подключен к выходу управляемого фильтра, второй вход блоков анализа подключен к первому входу третьего блока сравнения, второй вход’ которого связан с первым входом блоков анализа, а выход - с входом первого детектора знака, выход первого блока умножения соединен с входом инвертора, а выход второго сумматора - с вторым входом пятого блока сравнения, выход второго блока умножения соединен с вторым входом второго сумматора, выход интегратора подключен через- нелинейный блок к выходу блока анализа .1 149214 frequency is connected to the second input of the first adder and through the second block of comparison to the input of the third low-pass filter, the output of the first adder is connected to the first. the input of the second analysis unit and to the second inputs of the third adder and the fifth multiplication unit, / the output of the third adder through the third analysis unit is connected to the second input of the fifth adder, the third input of which is connected to the output of the first analysis unit and the second input of the first division unit, the output of the second analysis unit connected to the first input of the third division block, the output of the fifth adder is connected to the second input of the third division block and through the second. The division block with the second input of the third multiplication block, the second and third inputs of the fourth sum Ora are connected to the outputs of the fifth and fourth multiplication blocks, the output of the fourth adder is connected to the output of the controlled filter, the second input of the analysis blocks is connected to the first input of the third comparison block, the second input of which is connected to the first input of the analysis blocks, and the output to the input of the first detector sign, the output of the first multiplication unit is connected to the input of the inverter, and the output of the second adder is connected to the second input of the fifth comparison unit, the output of the second multiplication unit is connected to the second input of the second adder, the output is integ The radiator is connected via a non-linear block to the output of the analysis block.
SU843705101A 1984-03-11 1984-03-11 Controlled filter SU1149214A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843705101A SU1149214A1 (en) 1984-03-11 1984-03-11 Controlled filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843705101A SU1149214A1 (en) 1984-03-11 1984-03-11 Controlled filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1149214A1 true SU1149214A1 (en) 1985-04-07

Family

ID=21105194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843705101A SU1149214A1 (en) 1984-03-11 1984-03-11 Controlled filter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1149214A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Осмоловский П.Ф. Комбинированные измерительные след щие системы. Теори инвариантности в системах автоматического регулировани . М., Наука, 1964, с. 238-246 . 2. Авторское свидетельство СССР по за вке № 3355655/09, кл. Н 03 Н 21/00, 1981 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1149214A1 (en) Controlled filter
US4009350A (en) Level regulator of the digital type
SU1088099A1 (en) Brute-force filter
US4351032A (en) Frequency sensing circuit
SU932461A1 (en) Adaptive control system
SU1037208A1 (en) Control
SU1003302A1 (en) Ripple filter
SU980068A1 (en) Predicting variable-structure regulator
US3190960A (en) Speech bandwidth compression systems
SU462166A2 (en) Automatic object group optimizer
SU1004962A1 (en) Controlled filter
SU1049866A1 (en) Adaptive predictor
SU1001119A2 (en) Extrapolator
SU1053065A1 (en) Analog device for determining partial derivatives
SU928301A1 (en) Regulating device
SU959268A2 (en) Controllable filter
SU662910A1 (en) Follow-up system
SU980065A1 (en) Pipeline filter
SU1185309A1 (en) Regulator
SU1646049A2 (en) Digital non-linear filter
RU2039371C1 (en) System of automatic control over non-stationary object
RU2003161C1 (en) Adaptive system for control of non-stationary non- liner object
SU943641A2 (en) Non-linear correcting device for automatic control systems with variable structure
SU970644A1 (en) Controllable filter
SU1117563A1 (en) Device for dividing light beam into three canals