SU491959A1 - Дифференцирующее устройство второго пор дка - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области автоматического управлени  и вычислительной техники .

Известны дифференциаторы 2-го пор дка, содержащие элемент сравнени , соединенный первым входом с входом устройства, подключенный к выходу элемента сравнени  первый релейный элемент, два интегратора, выход первого из которых подключен к второму входу элемента сравнени , и первый фильтр, подключенный к выходу устройства.

Однако помехозащищенность известных дифференциаторов невысока.

Целью изобретени   вл етс  повышение помехозащищенности дифференциатора.

Цель достигаетс  тем, что устройство дополнительно содержит соединенные последовательно второй фильтр и второй релейный элемент , вход второго фильтра подключен к выходу первого релейного элемента, а выход второго релейного элемента соединен с входом второго интегратора, выход которого св зан с входом дополнительно введенного сумматора , его выход подключен к входу первого интегратора , а выход первого релейного элемента соединен с другим входом сумматора.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит элемент сравнени  1, релейные элементы 2 и 3, фильтры 4 и 5, интеграторы 6 и 7, сумматор 8.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал устройства, представл ющий собой аддитивную смесь полезного низкочастотного сигнала, вторую производную которого необходимо получить, и щума с неизвестными статическими характеристиками, поступает на вход элемента сравнени  1. С выхода элемента сравнени  сигнал через первый релейный элемент 2 подаетс  на один из двух входов сумматора 8 и на вход фильтра 4 с передаточной функцией

1 W,(p)

ip + l

Фильтр 4 введен дл  выделени  первой производной из широтно-импульсного людулированного выходного сигнала элемента 2. Ввыходном сигнале второго релейного элемента 3 содержитс  информаци  о второй производной полезного сигнала, дл  выделени  которой служит второй фильтр 5 с передаточной

функцией Wj(p) , выход которого

+ 1

 вл етс  выходом устройства. Структура содержит два релейных блока и в ней, в отсутствие шумов и при некоторых ограничени х на входной сигнал, можно обеспечить возникновение и существование скольз щего режима . При малых неидеальност х переключающих релейных блоков посто нную времени Т

первого фильтра 4 можно сделать достаточно малой и обеспечить в структуре близкий к идеальному скольз щий режим. В скольз щем режиме величины сигналов на входах релейных блоков 2 и 3 близки к нулю, эквивалентные коэффициенты передачи релейных блоков стрем тс  к бесконечности, и передаточна  функци  дифференциатора имеет вид

Р

(),

WAp}.

Т,р+1

где R - уровень входного шума; TZ - посто нна  времени энерционного звена (фильтра) 5, величина которой тем меньше, чем меньше неидеальности переключающих элементов. Таким образом, в отсутствие шумов (/.0) описываемое устройство линейно и осуществл ет операцию «чистого (в случае идеальных релейных блоков) одно-и двухкратного дифференцировани .

Под действием помех скольз щий режим прекращаетс , возникает режим переключени  и начинают про вл тьс  нелинейные свойства устройства. Коэффициенты передачи релейных блоков 2 и 3 уменьшаютс , что приводит к увеличению посто нной времени знаменател  в нередаточной функции эквивалентной линейной схемы. Передаточна  функци  может быть представлена в виде

(Р) (),

1

1

-р+ 1

-р +

KiKiKZ

где /Сь K.Z - эквивалентные коэффициенты передачи первого и второго релейных блоков соответственно , причем значение величины K.i, К.2 тем ниже, чем выше дисперси  помехи.

Таким образом, происходит пассивна  адантаци  схемы к внешнему возмущению: с увеличением дисперсии щума помехозащищенность возрастает за счет увеличени  посто нной времени знаменател  эквивалентной нередаточной функции.

Дифференциатор целесообразно использовать дл  получени  оценок второй производной полезного сигнала, наблюдаемого в смеси с щумом, уровень которого априори не известен и может мен тьс  в широких пределах .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Дифференцирующее устройство второго нор дка , содержащее элемент сравнени , соединенный первым входом с входом устройства , подключенный к выходу элемента сравнени  первый релейный элемент, два интегратора , выход первого из которых подключен к второму входу элемента сравнени , и первый фильтр, подключеипый к выходу устройства , отличающеес  тем, что, с целью повышени  помехозащищенности, оно дополнительно содержит соединенные последовательно второй фильтр и второй релейный элемент, вход второго фильтра нодключен к

   выходу нервого релейного элемента, а выход второго релейного элемента соединен с входом второго интегратора, выход которого св зан с входом дополнительно введенного сумматора, его выход подключен к входу

   первого интегратора, а выход первого релейного элемента соединен с другим входом сум .матора.

   1Г

   J -

   7(

   I