Устройство для определения упреждающего сигнала

 

УСТРСЙ СТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШРЕЩДАЮЩЕГО СИГНАЛА, содержащее элемент запаздывания, сумматор, первый вход которого является входом устройства, а выход - выходом устройства , масштабирующий элемент, выход которого соединен с вторым входом сумматора, и элемент сравнения , отличающееся тем, что, с целые упрощения и повышения точности, выход сумматора соединен с неинвертирунцим входом элемента сравнения и через элемент запаздьшания - с инвертирующим входом элемента сравнения, выход которого соединен с входом масштабирующего элемента . .

,СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ССАДИ ЙП

РЕСПУБЛИК. Я0„„088022

ЗаЮ С 06 G 7/30

/,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3550066/18-24 (22) 08.02.83 (46) 23,04.84. Бюл. В 15 (72) В.и. Ключко и С.Г. Рассомахин (53) 68!.3(088.8) (56) 1. Цыпкин Я.З. Теория линейных импульсных систем. И., Физматгиз, 1963, с. 655.

2. Заявка Японии Ф 49-49460, кл. С 06 G 7/63, опублик. 1974 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

УПРЕМЩА1016ЕГО СИГНАЛА, содераащее элемент запаздывания, сумматор, первый вход которого является входом устройства, а выход — выходом устройства, месжтабирующий элемент, выход которого соединен с вторым входом сумматора, и элемент сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целые упрощения и повьпвения точности, выход сумматора соединен с неинвертирукщим входом элемента сравнения и через элемент запаздывания - с инвертируещим входом элемента сравнения, выход которого соединен с входом масютабирующего элемен та.

1088022

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано для прогнози" рования процессов в реальном времени. 5

Известно устройство упреждения, содержащее группу параллельных цеей, состоящих из дискретных фильтров . и формирующих элементов, выходы которых подключены к входам суммато- 1О ра P).

Недостатком устройства является невысокая точность и невозможность непрерывной выработки упрежденных значений процесса. 15

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для определения .упреждающего сигнала, содержащее ряд последовательно соединенных элементов за- }p паздывания, через которые вход устройства соединен после соответствующего масштабирования с входом .. сумматора. Выход сумматора и вход . устройства соединены с блоком опреде-25 ления рассогласования и настройки масштабирующих коэффициентов I21.

Недостатком известного устройства. являются сложность схемного решения и недостаточная точность. 30

Цель изобретения - упрощение и повышение точности.

Цель достигается тем, что в устройстве для определения упреждающего сигнала, содержащем элемент запазды- 35 вания, сумматор, первый вход которого является входом устройства, а выход — выходом устройства, масштабирующий элемент, выход которого соединен с вторым входом сумматора, 40 и элемент сравнения, выход сумматора соединен с неинвертирующим входом элемента сравнения и через элемент запаздывания — с инвертирующнм входом элемента сравнения, выход кото- 45 рого соединен с входом масштабирующего элемента.

На чертеже представлена схема устройства для определения упреждающего сигнала. 50

Устройство содержит сумматор 1, масштабирующий элемент 2, элемент 3 сравнения и элемент 4 запаздывания.

Устройство работает следующим образом. 55

Свойство упреждения входного сигнала достигается размещением элемента запаздывания в цепи обратной

2 связи. С учетом знаков, с которыми суммируются сигналы в цепи обратной связи, передаточная функция уст° ройства имеет вид

-В!.(с1! -a (1-е где а — коэффициент передачи масштабнрующего элемен- . та 2; C(t) - время запаздывания элемента 4 (в общем случае переменное).

При а 1 К (5, t) L — передаточная функция устройства соответствует идеальному упреждению входного сигнала на время Г(С). !

Масштабирующий элемент 2 с коэффициентом усиления а 4 1 введен для повышения устойчивости работы устройства, имекицего положительную обратную связь, прн этом значение подбирают близким к единице в зависимости от вида входного случайного сигнала (ширины его спектра). Чем уже спектр сигнала, тем больше значение а.

До начального момента времени

t 0 величина запаздывания равна нулю, и сигнал на выходе устройства совпадает с сигналом на его входе (происходит взаимная компенсация положительной и отрицательной обратных связей). Затем при С 0 запаздывание элемента 4 начинает линейно возрастать, и осуществлять прогноз входного сигнала x(t) в темпе роста запаздывания С (й) g t. Происходит сжатие масштаба времени выходного сигнала y(t) по отношению ко входному с коэффициентом сжатияМ е - К - t4 (М < 1) .

Если необходимо на выходе устройства получать значения случайного процесса, спрогноэированные на постоянную величину времени Т, то запаздывание элемента 4 по достижении им значения Т должно оставаться постоянным. Тогда, начиная с момента

t - T/К, на выходе устройства будет сигнал у(й) - «(t + Т). Плавное изменение запаздывания от нуля до тре" буемого значения необходимо для автоматической "записи" в памяти элемента 4 запаздывания начальных функций, которые нужны для обеспечения работы систем, содержащих объект с запаздыванием.

1088022 . . 4

1 амплитудно-фазовой характеристики разомкнутой системы с комплексным коэффициентом передачи

-) u)7t t) к (jwf=a(4-е ) Составитель Г. ОСипов

Редактор В. Данко Техред Ж.Кастелевич .

Корректор М. Демчик

Заказ 2675/47

Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

) l3O35, Москва, 5-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В качестве элемента 4 запаздывания в устройстве могут быть использованы любые иэместные, например, блоки с применением магнитной sanacu. В этом случае необходим учет того фактора, что начальное значение запаздывания в таких блоках отлично от нуля. Поэтому для осуществления начала операции упреждения необходимо выполнение условия /р ig(a), где Fg - граничная частота спектра входного сигнала.

Технико-экономический эффект изобретения определяется повышением точности прогнозирования при сравнительно простой технической реали.зации. При этом не требуется априор- ных точных сведений о параметрах корреляционной функции прогноэируемого процесса.

Использование изобретения в системах управления и связи позволит устранить влияние небольюих значе-. ний запаздывания путем "почти беэощибочного" прогноза. При этом максимальное время упреждения определяется условием нахождения годографа, внутри окружности единичного радиуса.

Отсюда следует, что абсолютно, точный прогноз (а I) возможен на время (1 .ni©x

6Р где FI,. - максимальная частота в спектре прогнозируемого сигнала.

Прн а 0,9, когда выигрьпи по точности прогноза составляет lO pas, максимально возможное время прогноза

1 © 5 4Р э ф

Увеличить время прогноза при а, близких к единице, можно последова(тельным включением нескольких устройств.