SU941922A1 - Система автоматического регулировани с компенсацией помех - Google Patents
Система автоматического регулировани с компенсацией помех Download PDFInfo
- Publication number
- SU941922A1 SU941922A1 SU803003726A SU3003726A SU941922A1 SU 941922 A1 SU941922 A1 SU 941922A1 SU 803003726 A SU803003726 A SU 803003726A SU 3003726 A SU3003726 A SU 3003726A SU 941922 A1 SU941922 A1 SU 941922A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- signal
- filter
- adder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Description
1
Изобретение относитс к классу высокоточных быстродействующих след щих систем и может быть применено дл управлени объектами., дл которых требуетс максимально уменьшить вли ние периодических помех переменной частоты и амплитуды на регулируемую величину.
. Известна система автоматического регулировани , содержаща измеритель ,о рассогласовани , корректирующий элемент , исполнительный механизм, датчик обратной св зи, четыре линейных фильтра, сумматор, четыре блока умножени и источник гармонических сиг- 15 налов П 1.
Однако эта система не обеспечивает подавлени периодической помехи на выходе системы в случае перемен- Q ности частоты помехи преп тствует прохождению полезного сигнала на частоте помехи и формирует дополнительную помеху на той же, частоте,
мощность которой пропорциональна мощности полезного сигнала в полосе частот пропускани компенсирующего фильтра, что снижает эффективность подавлени периодических помех посто нной частоты на выходе системы .
Наиболее близкой к предложенной по технической сущности вл етс система автоматического регулировани , содержаща последовательно соединенные измеритель рассогласовани , корректирующий блок, исполнительный механизм и датчик обратной св зи, вход которого соединен со входом измерител рассогласовани , а также источник гармонических сигналов, первый линейный фильтр, выход которого св зан с выходом датчика обрат ной св зи, и последовательно соединенные первый блок умножени , второй линейный фильтр и второй блок умножени , выход которого присоединен ко входу первого сумматора, а синусный выход источника гармоничес ких сигналов св зан со вторыми входами блоков умножени , кроме того, третий линейный фильтр, вход которо го соединен с выходом-первого сумматора , а выход - со входом исполнительного элемента, и последовател но соединенные третий блок умножени четвертый линейный фильтр и метвертый блок умножени , выход которого присоединен ко второму входу первого сумматора, а косинусный выход источника гармонических сигналов соединен со вторыми входами третьего и четвертого блоков умножени , а также второй источник гармонического сигнала и последовательно соединенные второй сумматор, фазовый детектор, третий сумматор, п тый ли нейный фильтр и интегратор, выход которого соединен с входом первого источника гармонических сигналов, а косинусный выход соединен со втор входом фазового детектора и первым входом второго источника гармонических сигналов, а синусный выход с вторым входом второго источника гармонических сигналов, выход которого соединен со вторым входом третьего сумматора, выход первого линейного фильтра соединен с первыми входами первого и третьего блоков умножени через второй сумматор , второй вход которого подключен к выходу измерител рассогла совани 2 . Однако в известной системе невозможность точной реализации передаточной функции первого линейного фильтра, содержащего в качестве сомножителей передаточные функции , обратные передаточным функци м корректирующего и исполнительного элементов, дл корректирующих и исполнительных элементов высокого пор дка приводит к тому, что не обеспечиваетс полна компенсаци полезной низкочастотной составл юще на выходе второго сумматора во врем переходного процесса в системе, а это, в свою очередь, приводит к тому, что на вход компенсирующего фильтра поступает дополнительное во мущение, которое, проход через компенсирующий фильтр, формирует до полнительную помеху, мощность которой пропорциональна мощности полезного сигнала в полосе частот пропускани компенсирующего фильтра. Это снижает эффективность подавлени периодических помех на выходе системы. Далее, фиксированна настройка второго источника гармонических сигналов на определенную амплитуду помехи не обеспечивает достаточной компенсации второй гармонической составл ющей на выходе третьего сумматора при изменении амплитуды периодической помехи и приводит к по влению расстройки по частоте в контуре фазовой автоподстройки по частоте. Целью изобретени вл етс повышение помехозащищенности системы. Поставленна цель достигаетс тем, что в систему, содержащую/последовательно соединенные измеритель рассогласовани , корректирующий блок, исполнитэльный элемент и датчик обратной св зи, выход которого подключен ко входу измерител рассогласовани , первый фильтр, последовательно соединенные первый блок умножени , второй лыр, второй блок умножени , выход которого соединен со входом первого сумматора, последовательно соединенные третий блок умножени ,третий фильтр и четвертый блок умножени , выход которого соединен со вторым первого сумматора , а таюке источник гармонических сигналов, синусный выход которого соединен со вторыми входами первого и второго блоков умножени , а косинусный выход - со вторыми входами третьего и четвертого блока умножени , второй сумматор, вход которого подключен к выходу измерител рассогласовани , фазовый детектор, третий сумматор, последовательно соединенные четвертый фильтр и интеграторi, виход которого соединен со входом источника гармонических сигналов, введены два модул тора, выходы которых подключены к первому и второму входам третьего сумматора, выход которого через фазовый детектор соединен со входом четвертого фильтра, первые входы модул торов подключены к выходам соответственно второго и третьего фильтров, а вторые входы - к синусному и косинусному выходам источника гармонических сигналов, выход датчика обратной св зи соединен со вторым входом второго сумматора , выход которого через первый I фильтр соединен со вторым входом фазового детектора и с входами первого и третьего блоков умножени , а выход лервого сумматора подключен к второму входу измерител рассогла совани . При этом изменение св зей и поло жени в структуре первого линейного фильтра обеспечивает полную компенсацию полезной низкочастотной составл ющей на входе компенсирующего фильтра как в переходном режиме, так и в статике. Отсутствие этой составл ющей на входе фильтра обеспе чивает точную настройку компенсирую щего фильтра по параметрам периодически помехи (амплитуде, частоте и фйзе), что, в свою очередь, позвол ет повысить эффективность подав лени периодических помех на выходе системы. Введение в систему двух модул торов позвол ет, во-первых, эффективно подавл ть вторую гармони образующуюс при фазовом детектиров нии периодических помех при любых изменени х амплитуды, и, во-вторых, обеспечивает посто нный фазовый сдвиг между сигналом периодической помехи и опорным сигналом, поступающим на второй вход фазового детектора , близкий к 90°. Наличие так го фазового сдвига позвол ет обеспечить надежную синхронизацию контура фазовой автоподстройки с частотой периодической помехи. На чертеже показана блок-схема системы. Система содержит последовательно соединенные измеритель рассогласовани 1, корректирующий блок 2, исполнительный элемент 3, датчик k обратной св зи, выход которого соединен со входом измерител рассогла совани 1, а также источник 5 гармонических сигналов, и последовательно соединенные первый фильтр 6, первый блок умножени 7, второй фильтр 8 и второй блок умножени 9, выход которого присоединен ко входу первого сумматора 10, а синусный выход А источника 5 гармонических сигналов св зан со вторыми входами блоков умножени 7 и 9, и последовательно соединенные третий блок ум ножени 11, третий фильтр 12 и четвертый блок умножени 13, выход которого присоединен ко второму ВХОДУ первого сумматора 10, а выход последнего соединен со вторым входом измерител рассогласовани 1, при этом косинусный выход В источника гермонических .сигналов 5 соединен со вторыми входами блоков умножени 11 и 13, кроме того, выход измерител рассогласовани 1 присоединен к первому входу второго сумматора , второй вход которого св зан с выходом датчика обратной св зи k, а выход - со входом первого фильтра 6, а выход первого фильтра 6 через последовательно соединенные фазовый детектор 15, четвертый фильтр 16 и интегратор 17 присоединен к управл ющему входу источника гармонических сигналов 5. Кроме того, система содержит два модул тора 18 и 19, первые входы которых присоединены к выходам второго 8 и третьего 12 фильтров , вторые входы - к синусному А и косинусному В выходам истоМника 5 гармонических сигналов, а выходы модул торов св заны с первым и вторым входами третьего сумматора 20, выход которого присоединен ко второму входу фазового детектора 15Система работает следующим образом . При действии на систему периодической помехи переменной амплитуды и частоты на первый вход второго сумматора поступает сигнал с выхода измерител рассогласовани : (t)X4Ct)-Z(t), гдеХрх - входной полезный сигнал; КА - коэффициент передачи датчика обратной св зи; Xgj,,(t)- выходной сигнал системы; ХцШ сигнал помехи, действующий на систему; ZW - выходной сигнал компенсирующего фильтра. Этот сигнал в сумматоре 1 суммируетс с сигналом датчика обратной св зи, в итоге на вход компенсирующего фильтра поступает сумма входного полезного сигнала и сигнала ошибки компенсации периодической помехи X,.W-x,,t))-z(t). Передаточна функци линейного фильтра 6 выбираетс таким образом, чтобы отфильтровать сигнал ошибки компенсации периодической помехи от входного полезного сигнал X(j(-fc)yv,(t)-Z(t) Например, если В)(оцной полезный сигнал может быть представлен в рид степенного р да XBx(t) Co-C,t4-..., то передаточна функци линейного фильтра 6 выбираетс в виде произведени реальных дифференцирующих звеньев p, f ,. 6 P 4p /VT; J-Vp T,,, Таким образом, дл того, чтобы отфильтровать посто нный входной по лезный сигнал, линейный фильтр 6 до жен состо ть из одного звена реального дифференцировани , дл фильтра ции линейно нарастающего входного полезного сигнала - из двух последо вательно соединенных звеньев и т.д. При действии на систему периодической помехи на первые входы блоков умножени 7 и 11 поступает сигнал ошибки компенсации периодической по хи, на вторые входы этих блоков умножени подаютс сигналы соответственно с синусного А и косинусного В выходов источника гармонических сигналов 5. Выделенные в результате синхронного детектировани производимого блоками умножени 7 и 11, и последующего сглаживани линейными фильтрами 8 и 12 огибающие квадратурных составл ющих помехи С и Д подвергаютс модул ции в блоках умножени 9 и 13. После этог на выходе сумматора 10 имеем отфиль трованный сигнал периодической поме хи Z (t)C -T5 C05u;ot, где Uo - частота сигналов на выходе генератора синусоидаль ных колебаний 5, который, поступа на вход измерител рассогласовани 1, компенсирует действующую на систему помеху. Если периодическа помеха имеет переменную частоту или частота поме не совпадает с частотой генератора синусоидальных колебаний 5, то контур фазовый автоподстройки по частоте настраивает генератор на частоту помехи. Дл описани работы этого контура сигнал периодической помехи представлен в виде разложени в р д Фурье J v,(t) csiHlwt+l coBUJt+G-(U;), где С, Д - амплитуда квадратурных составл ющих основной гармоники помехи, (j((SJ/ - остаточный член разложени в р д Фурье, учитывающий высшие гармоники периодической помехи. Итак, на первый вход фазового детектора 15 поступает сигнал ошибки компенсации периодической помехи : X (,it) - Cc,iv, (Dt -DCOS out OCtu)- ubt --E sin (u)t -Ч) )i()CM. Ha второй вход фазового детектора поступает сигнал с выхода сумматоfpa 20 X 2o(.-t) - С cos UUot tDot -E COSdUbt -M )), представл ющий собой разность выходных сигналов модул торов 18 и 19, в которых огибающие квадратурных составл ющих помех и Д модулируютс .опорными сигналами, сдвинутыми на 90. В результате синхронного детектировани в фазовом детекторе 15 на.вход линейного фильтра 1б поступает сигнал (Ш-ШoUv - - -iE l .in() (T(jtiot 14), который, проход через линейный фильтр 16, сглаживаетс и поступает на вход интегратора 17. В результате на управл ющий вход источника 5 гармонических сигналов поступает сигнал, пропорциональный мгновенной разности фаз между сигналом периодической помехи и опорным сигналом источника 5 гармонических сигналов. По этому сигналу источник гармонических сигналов перестраиваетс на частоту помехи.
При действии сигнала периодичёской помехи переменной амплитуды на предлагаемое устройство на вход компенсирующего фильтра поступает только ошибка компенсации сигнала периодической помехи. В первый момент времени, пока фильтр не настроен по параметрам помехи, на вход компенсирующего фильтра фактически поступает сигнал периодической помехи. По мере настройки фильтра увеличиваетс коэффициент подавлени сигнала периодической помехи на выходе системы , уменьшаетс сигнал ошибки компенсации на входе компенсирующего фильтра и при точной настройке фильтра по параметрам (частоте и амплитуде ) периодической помехи он стремитс к нулю. При по влении расстройки между параметрами помехи и фильтра по вл етс сигнал на выходе компенсирующего фильтра, по которому фильтр перестраиваетс на изменившиес параметры помехи. Таким образом, компенсаци сигнала периодической помехи в предлагаемом устройстве осуществл етс по принципу обратной св зи, что позвол ет подн ть коэффициент подавлени сигнала периодической помехи переменной частоты и амплитуды на выходе системы до 100 во всем диапазоне рабочих частот системы автоматического регулировани при любых изменени х частоты, амплитуды и фазы сигнала периодической помехи. У известной системы этот коэффициент равен 50. Кроме того, при действии периодической помехи переменной частоты и амплитуды в известной системе из-за неточной реализации передаточной функции линейного фильтра 6 на входе компенсирующего фильтра полезна составл юща компенсируетс не полностью. Примерно 20-30 по мощности от этой составл ющей поступает в компенсирующий фильтр, проходит через него и поступает на вход испол .нительного элемента 3. Таким образом , в основной контур системы поступает дополнительное возмущение, мощность которого пропорциональна мощности полезного сигнала в полосе частот пропускани компенсирующего фильтра. Это приводит к тому, что в 1,2 - 1,3 раза снижаетс общий коэффициент усилени и увеличиваютс посто нные времени системы. Это приводи
к пропорциональному уменьшению частоты среза и точности системы. В результате в системе прототипа в 3-5 раза зат гиваетс длительность переходного процесса и увеличиваетс ошибка системы.. Кроме того, фиксированна настройка второго источника 20 гармонических сигналов по амплитуде помехи приводит к тому, что при изменении этой амплитуды не обеспечиваетс полное подавление второй гармоники помехи, образующейс при фазовом детектировании Таким образом, в контуре фазовой автопоДстройки по частоте образуетс дополнительное возмущение, которое приводит к по влению расстройки по частоте между сигналом периодической помехи и опорным гармоническим сигналом. Наличие расстройки по частоте между сигналом периодическо помехи и выходным сигналом источника гармонических сигналов всего в 5 Гц приводит к тому, что коэффициент подавлени сигнала периодической помехи на выходе системы падает в 10 раз. Предлагаемое устройство лишено этих недостатков.
Дл внедрени предлагаемого устройства проведено математическое описание и математическое моделирование устройства дл конкретной исходной системы автоматического регулировани (блоки 1-4), подтвержденной вли нию периодических помех переменной частоты и амплитуды , разработана принципиальна схема и изготовлен квадратурный фильтр (блоки ), дл которого имеетс техническое описание.
Преимущество предлагаемого изобретени заключаетс в том, что оно позвол ет повысить помехозащищеннос системы, приблизить характеристики (динамические характеристики, точность ) системы автоматического регулировани с компенсирующим фильтром к характеристикам исходной, системы, и упростить выбор параметров компенсирующего фильтра - осуществл ть его независимо от характеристик исходной системы.
Claims (1)
- Формула изобретениСистема автоматического регулировани с компенсацией помех содержаща последовательно соединенные
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU803003726A SU941922A1 (ru) | 1980-11-11 | 1980-11-11 | Система автоматического регулировани с компенсацией помех |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU803003726A SU941922A1 (ru) | 1980-11-11 | 1980-11-11 | Система автоматического регулировани с компенсацией помех |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU941922A1 true SU941922A1 (ru) | 1982-07-07 |
Family
ID=20925875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU803003726A SU941922A1 (ru) | 1980-11-11 | 1980-11-11 | Система автоматического регулировани с компенсацией помех |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU941922A1 (ru) |
-
1980
- 1980-11-11 SU SU803003726A patent/SU941922A1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2250104A (en) | Frequency regulation | |
US2464818A (en) | Frequency control system | |
EP0526073A2 (en) | Atomic clock system with improved servo system | |
US3944938A (en) | Phase correlator | |
SU941922A1 (ru) | Система автоматического регулировани с компенсацией помех | |
US2240500A (en) | Selective wave reception | |
US4663541A (en) | Phase-shift stabilized frequency multiplier | |
US4628257A (en) | Wattmeter | |
SU1137408A1 (ru) | Фазометр с частотным выходом | |
US3032724A (en) | Device for adjusting the gain or attenuation of an electric wave | |
SU607326A1 (ru) | Синтезатор частот | |
SU860207A1 (ru) | Устройство дл стабилизации резонансного состо ни контура нулевой последовательности в сети с компенсированной нетралью | |
SU758527A1 (ru) | Способ автоматической подстройки частоты генератора опорного сигнала | |
SU604162A2 (ru) | Устройство дл автоматической коррекции каналов св зи | |
SU1019461A1 (ru) | Множительно-делительное устройство | |
SU742874A1 (ru) | Нелинейное корректирующее устройство дл систем автоматического управлени с переменной структурой | |
SU467322A1 (ru) | Система автоматического регулировани | |
GB863585A (en) | Improvements in or relating to tunable discriminator circuits | |
SU1580522A1 (ru) | Формирователь частотно-модулированных сигналов | |
CN1328380A (zh) | 零相移零温漂自适应有源模拟带通滤波器 | |
SU932628A1 (ru) | Устройство когерентного сложени фазоманипулированных сигналов | |
SU991365A1 (ru) | Устройство коррекции дл компенсации упругого резонанса в электромеханических системах | |
SU668064A1 (ru) | След щий фильтр | |
SU767976A1 (ru) | Синтезатор частот | |
SU656179A1 (ru) | Умножитель частоты |