SU858010A1

SU858010A1 - Controllable harmonic signal generator

Info

Publication number: SU858010A1
Application number: SU802872138A
Authority: SU
Inventors: Василий Васильевич Алексеев; Витольд Александрович Дартау; Юрий Павлович Павлов; Виктор Васильевич Рудаков
Priority date: 1980-01-24
Filing date: 1980-01-24
Publication date: 1981-08-23

Description

(.54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ(.54) CONTROLLED HARMONIC SIGNALS GENERATOR

1one

Изобретение относитс к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах векторного управлени в качестве датчика функций, а также в измерительной технике в составе згщающих генераторов.The invention relates to analog computing and can be used in vector control systems as a function sensor, as well as in measurement technology as part of a generator.

Известен генератор, содержащий колебательный контур с интегрирующими усилител ми и блоками умножени и стабилизатор амплитуды.Стабилизаци амплитуды осуществл етс с помощью вычислители квадрата модул интегрального регул тора и блока умножени l j.A known generator comprising an oscillating circuit with integrating amplifiers and multipliers and an amplitude stabilizer. The amplitude is stabilized using the calculators of the square of the integral controller module and the multiplication unit l j.

Недостаток генератора - узкий частотный диапазон.The lack of a generator is a narrow frequency range.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс генератор, в котором стабилизатор амплитуды содержит вычислитель модул , пропорционально-интегральный регул тор (пи-регул тор), блок делени и два умножающих блока 2.The closest to the proposed technical entity is a generator in which the amplitude stabilizer contains a calculator module, a proportional-integral controller (pi controller), a division unit and two multiplying blocks 2.

Однако указанный генератор на низких частотах дает искажение выходных сигналов, привод щее к сужению рабочего диапазона частот. Это обусловлено отклонением коэффициента стабилизирующих обратных св зей от оптимального значени на границах частотного диапазона, ,However, this generator at low frequencies distorts the output signals, resulting in a narrowing of the operating frequency range. This is due to the deviation of the coefficient of stabilizing feedback from the optimal value at the boundaries of the frequency range,,

Цель изобретени - расширение рабочего диапазона частот.The purpose of the invention is to expand the operating frequency range.

Цель достигаетс тем, что в управл емом генераторе гармонических сигналов, содержащем первый и второй блоки умножени , первые входы которых соединены с ,входом регулировани частоты генератора; а выходы - с первыми входс1ми соответственно пер10 вого и второго интегрирующих усилителей , выходы которых вл ютс выходами генератора и соединены с вторыми входами второго и первого блоков умножени соответственно, блок зада15 ни начальных условий, соответствующие выходы которого подключены к вторым входам интегрирующих усилителей , и стабилизатор амплитуды, содержащий вычислитель модул , ПИ-ре20 гул тор, блок делени , третий и четвертый блоки умножени , выходы первого и второго интегрирующих усилителей соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого The goal is achieved by the fact that in a controlled harmonic generator, containing the first and second multiplication blocks, the first inputs of which are connected to, the oscillator frequency control input; and the outputs are with the first inputs of the first and second integrating amplifiers, respectively, whose outputs are the generator outputs and connected to the second inputs of the second and first multiplication units, respectively, the initial conditions setpoint, the corresponding outputs of which are connected to the second inputs of the integrating amplifiers, and the stabilizer the amplitudes containing the calculator of the module, PI-pe20 humulator, division unit, third and fourth multiplication units, outputs of the first and second integrating amplifiers are connected to the first inputs and third and fourth respectively

25 блоков умножени и с соответствующими входами вычислител модул , выход которого соединен с первыми входами блока делени и ПИ-регул тора,второй вход которого соединен с входом 30 регулировани амплитуды генератора,25 multipliers and with the corresponding inputs of the calculator module, the output of which is connected to the first inputs of the division unit and the PI controller, the second input of which is connected to the input 30 of the generator amplitude control,

а выход - с втррым входом блока делени , выходы третьего и четвертого блоков умножени соединены с третьими входами первого и второго интегрирующих усилителей соответственно, в стабилизатор амплитуды введены п тый блок умножени и суммирующий апериодический усилитель, соответствующие входы которого соединены с шиной смещающего напр жени и с входом регулировани частоты генератора, а выход соединен с первым входом п того блока умножени , второй вход которого соединен с выходом блока делени , а выход подключен к вторым входам третьего и четвертого блоков умножени ,and the output is with the second input of the division unit, the outputs of the third and fourth multiplication units are connected to the third inputs of the first and second integrating amplifiers, respectively, the fifth multiplication unit and the summing aperiodic amplifier, the corresponding inputs of which are connected to the bias voltage bus and the frequency control input of the generator, and the output is connected to the first input of the fifth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the division unit, and the output is connected to the second inputs of the third and a fourth multipliers,

На чертеже представлена блок-схема генератора. Генератор содержит блоки 1 и 2 умножени , вход 3 регу- . лировани частоты, интегрирующие усилители 4 и 5, блок 6 задани начальных условий, стабилизатор амплитуды 7, вычислитель 8 модул , блоки 9 и 10 умножени пропорционально-ПИ-регул трр 11, блок 12 делени , вход 13 регулировани амплитуды, блок 14 умножени , суммирующий апериодический усилитель 15, шину 16 смещающего напр жени , выходы 17 и 18,The drawing shows the block diagram of the generator. The generator contains blocks 1 and 2 multiplication, input 3 is adjustable. frequency amplifier, integrating amplifiers 4 and 5, initial conditions setting unit 6, amplitude stabilizer 7, calculator 8 module, multiplication units 9 and 10 proportional-PI controller TRR 11, division unit 12, amplitude control input 13, multiplication unit 14, summing aperiodic amplifier 15, bias voltage bus 16, outputs 17 and 18,

Генератор работает следующим образом .The generator works as follows.

Управл ющий сигнал, подаваемый на вход 3 генератора, определ ет коэффициент усилени в контуре, образованном блоком 1 умножени , интегрирующим усилителем 4, блоком 2 умножени и интегрирую1цим усилителем 5, частоту генерируемых колебаний. Сигналы , поступающие на первые входы усилителей 4 и 5 с выходов блока б задани начальных условий, определ ют начальные значени амплитуд и фаз сигналов на выходе усили елей 4 и 5 Сигналы с усилителей 4 и 5 поступают на входы вычислител 8 модул , выдел ющего текущее значение амплитуды колебаний поступающее на первый вход пи-регул тора 11, на второй вхо которого подаетс сигнал установки амплитуды с входа 13. Сигнал, пропорциональный ошибке по амплитуде, с выхода ПИ-регул тора 11 поступает на первый вход блока 12 делени и нормируетс делением его на величину амплитуды. Сигнал относительной ошибки по амплитуде с выхода блока 12 делени поступает на первый вход блока 14, коэффициент передачи которого пропорционален сигналу с выхода апериодического усилител 15, . На один вход усилител 15 подаетс . напр жение с шины 16, а на другой сигнал , пропорциональный значению заданной частоты колебаний. Напр жение с выхода блока 14 поступает на вторые входы блоков 9 и 10, которые реализуют при подаче на их первые входы напр жений с выходов усилителей 4 и 5 коэффициенты обратных св зей . При этом знак обратных св зей определ етс знаку ошибки амплитуды: если заданна амплитуда больше действительной - обратные св зи положительны ,в противном случае - отрицательны, а при их равенстве коэффициенты обратных св зей равны нулю. Коэффициент обратной св зи определ етс не только относительнойThe control signal applied to the input 3 of the generator determines the gain in the circuit formed by multiplication unit 1, integrating amplifier 4, multiplication unit 2 and integrating amplifier 5, the frequency of the generated oscillations. The signals arriving at the first inputs of amplifiers 4 and 5 from the outputs of the initial setting block b, determine the initial values of the amplitudes and phases of the signals at the output of the amplifiers 4 and 5 the amplitudes of oscillations received at the first input of the pi controller 11, the second input of which receives the amplitude setting signal from the input 13. A signal proportional to the error in amplitude from the output of the PI controller 11 is fed to the first input of the dividing unit 12 and is normalized by dividing th to the amplitude value. The relative amplitude error signal from the output of dividing unit 12 is fed to the first input of unit 14, the transmission coefficient of which is proportional to the signal from the output of the aperiodic amplifier 15,. At one input, amplifier 15 is supplied. voltage from bus 16, and to another signal proportional to the value of a given oscillation frequency. The voltage from the output of block 14 is fed to the second inputs of blocks 9 and 10, which, when the voltages from the outputs of amplifiers 4 and 5 are fed to their first inputs, are feedback coefficients. In this case, the sign of the feedback is determined by the sign of the amplitude error: if the specified amplitude is greater than the real one, the feedback is positive, otherwise it is negative, and if they are equal, the feedback coefficients are zero. The feedback ratio is determined not only by the relative

ошибкой, в результате чего качествоerror, resulting in quality

переходных процессов стабилизации не зависит от амплитуды и частоты колебаний . Сигнал смещени на шине 16 обеспечивает необходиглый коэффициент стабилизирукндих обратных св зей при частотах ,близких к нулю.Апериодический усилитель 15 обеспечивает работу генератора в замкнутых системах при управлении частотой по сигналу ошибки. Использование такого генератора вtransient stabilization does not depend on the amplitude and frequency of oscillation. The bias signal on bus 16 provides the necessary coefficient of stabilized feedbacks at frequencies close to zero. Aperiodic amplifier 15 provides generator operation in closed systems with frequency control by an error signal. The use of such a generator in

качестве датчика функции sin Фquality sensor function sin f

cos Ф, например, в системах векторного управлени частотным вентильным приводом позвол ет повысить надежность и качество функционировани cos f, for example, in vector control systems of the frequency valve drive allows to increase the reliability and quality of operation

двигател при пуске, останове, работе с заданным моментом в области низких частот и при неподвижном роторе.the engine when starting, stopping, working with a given time in the low-frequency region and with a stationary rotor.

Работа в области низких частот позвол ет обеспечить более высокуюWork in the low-frequency region allows for higher

производительность механизмов, например подъемных установок,за счет сок .ращени времени дот гивани .the productivity of mechanisms, for example, hoisting installations, due to the reduction in the time of dotting out.

Claims

1. Design and use of operational amplifiers. Ed. D. Graham. Mi, World, 1974, p. 433.

2, USSR author's certificate

I 642724. CL, G 06 G 7/26, 1976 (prototype).

P

-about

J n ° o

H

eight

II

-about