Устройство для контроля сигналов

 

Изобретение может использоваться в системах автоматического управления технологических процессов для контроля параметров. Повышается точность контроля. Устройство содержит два моделирующих блока (МБ) 1 и 2, два элемента сравнения (ЭС) 3 и 4, два элемента масштабирования (ЭМ) 5 и 6, два элемента задержки 7 и 8, элемент памяти 9, три ФНЧ 10, 11, 12, элемент перемещения измерителя I3, два ключа 14, 5, индикатор 16, два измерителя 17, 18, пороговый элемент 19, компаратор 20 и умножитель 21.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (д1).4 Н 04 В 3/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2I) 3820906/24-09 (22) 06.12.84 (46) 15.04.86. Бюл. Ф 14 (71) Кузнецкий металлургический комбинат им. В.И.Ленина (72) И.П.Строков, Л.П.Мышляев, Л.Н.Клюева и Т.И.Постникова (53) 621.395.664 (088.8) (56) Петров В.В. и Усков А.С. Информационная теория синтеза оптимальных систем контроля и управления. М.:

Энергия, 1975, с. 192, рис. 6.9.

Авторское свидетельство СССР

Ф 879793, кл. Н 04 В 3/46, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СИГНАЛОВ (57) Изобретение может использоваться в системах автоматического управления технологических процессов для контроля параметров. Повышается точность контроля. Устройство содержит два моделирующих блока (МБ) 1 и 2, два элемента сравнения (ЭС) 3 и 4, два элемента масштабирования (ЭМ) . 5 и 6, два элемента задержки 7 и 8, элемент памяти 9, три ФНЧ 10, 11, 12, элемент перемещения измерителя 13, два ключа 14, 15, индикатор 16, два измерителя 17, 18, пороговый элемент

19, компаратор 20 и умножитель 21. Е

1225024

Сигнал о динамически искаженном и закрытом ВЧ помехой действительном сигнале с выхода измерителя 17 сравнивается в ЭСЗ с оценкой сигнала на выходе МБ 1. .Полученная разность поступает одновременно на пороговый элемент 19, для выявления этого отклонения, и на ФНЧ 10, где подавляется его ВЧ составляющая. Затем сигнал, умноженный на коэф. К в ЭМ 5, поступает на МБ 1 и ключ 15, который по

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах автоматического управления технологических. процессов для контроля параметров, которые могут быть измерены с помощью двух измерителей. Один измеритель не обладает высокой точностью, но и не требует больших затрат иа измерение, другой, более точный, требует. больших 1О затрат на измерение. Примером такого рода параметров являются мехаиическйе свойства металла, измеряемые с помощью магнитных датчиков, показания которых сильно зашумлены, а также 15 с помощью разрушающего контроля, точного, но дорогостоящего.

Цель изобретения " повышение точности контроля.

На чертеже представлена структуР- 20 ная электрическая схема устройства для контроля сигналов.

Устройство содержит первый и второй моделирующие блоки 1 и 2, первый и второй элементы сравнения 3 и 4, 25 первый и второй элементы масштабирования 5 и 6, первый и второй элементы задержки 7 и 8, элемент памяти 9, первый, второй и третий фильтры низкой частоты 10, 11 и 12, элемент перемещения измерителя 13, первый и второй ключи 14 и 15, индикатор 16, первый и второй измерители 17 и 18, пороговый элемент 19, компаратор 20 и умножитель 21.

Устройство работает следующим об35 разом.

Сигнал с первого измерителя 17 о динамически искаженном и закрытом высокочастотной помехой действительсигналу с компаратора 20 коммутирует индикатор 16 на выход ЭМ 5, для считывания информации измерителя 17, н на выход ЭМ 6, для считывания информации измерителя 18. Т.к. сигнал измерителя 18 менее защемлен, инерционность ФНЧ 11 меньше, чем у ФНЧ 10, и выходной сигнал 3М 6 более точно отслеживает быстрые изменения измеряемого параметра ..1 ил. ном сигнале поступает с целью восстановления его оценки на замкнутый контур неявного обращения первого моделирующего блока 1. Этот контур содержит первый элемент сравнения 3, первый фильтр низкой частоты 10, первый элемент масштабирования 5 и первый моделирующий блок 1. При этом первый и второй моделирующие блоки 1 и 2 устройства представляют из себя инерционные звенья второго порядка. В первом элементе сравнения 3 иэ выходного сигнала первого измерителя 17 вычитается оценка сигнала, полученная на выходе первого моделирующего блока 1. Сигнал полученной разности поступает на первый фильтр низкой частоты 10, где его высокочастотная составляющая подавляется и умножается в первом элементе масштабирования

5 на коэффициент К. Выходной сигнал первого элемента масштабирования 5 об оценке измеряемого сигнала поступает на вход первого моделирующего блока 1 и на вход второго ключа 15.

Для подавления значительной по величине высокочастотной помехи выходного сигнала первого измерителя 17 необходима большая инерционность первого фильтра низкой частоты 10. В этом случае подавляются, конечно, и быстрые изменения (например, близкие к ступенчатым) полезной составляющей измеренного сигнала, и появляется устойчивое отклонение между сигналом первого измерителя 17 и сигналом первого моделирующего блока 1. С целью выявления этого отклонения выходной сигнал первого элемента сравнения 3 поступает на пороговый элемент 19.

3 1

Затем сигнап задерживается в первом элементе задержки 7 на время Г, и умножается в умножителе 21 на выходной сигнал порогового элемента 19.

На выходе умножителя 21 при этом формируется сигнал, который имеет следующие свойства: если выходной сигнал первого элемента сравнения 3 в моменты времени t и (t -2) имеет одинаковый знак, то он равен плюс единице, если же разные знаки, то он соответствует минус единице.

Этот сигнал затем сглаживается в третьем фильтре низкой частоты 12.

Сглаженный сигнал стремится к величине плюс единица, если имеет устойчивое отклонение между сигналом первого измерителя 17 и его оценкой, и уменьшается до минус единицы, если устойчивое отклонение отсутствует.

Затем выходной сигнал третьего фильтра низкой частоты 12 сравнивается компаратором 20 с сигналом из элемента памяти 9. Если выходной сигнал третьего фильтра низкой частоты 12 меньше «заложенного в элементе памяти 9, то на управляющий вход пергого ключа 14 поступает сигнал, по которому выход первого ключа 14 коммутиру- . ется таким образом, что выходной сигнал компаратора 20 непосредственно поступает на управляющий вход второго ключа 15. При этом второй ключ 15 коммутирует индикатор 16 на выход первого элемента масштабирования 5 и, таким образом, считывается информация первого измерителя 17, I

Если выходной сигнал третьего фильтра низкой частоты 12 превьппает по величине сигнал с элемента памяти 9, то первый ключ 14 коммутирует цепь через второй элемент задержки 8.

Одновременно по сигналу с компаратара 20 срабатывает элемент перемещения измерителя 13. Последний перемещает второй измеритель 18 до его рабочего положения, т.е. его включения. ,При этом на индикатор 16 сигнал с первого элемента масштабирования 5 поступает до тех пор, пока не законится переходной процесс второго изерителя 18, т.е. он приходит в рабочее положение.

Время переходного процесса устанавливается на втором элементе задержки 8. Поэтому на управляющий вход второго ключа 15 сигнал с компаратора 20 приходит с задержкой на заданное время, и только тогда вто225024 4 рой ключ 15 соединяет выход второго элемента масштабирования 6 с индикатором 16. При этом выходной сигнал второго измерителя 16 преобразуется с помощью второго элемента сравнения

4, второго фильтра низкой частоты II, второго элемента масштабирования 6 и второго моделирующего блока 2 также, как и сигнал первого измерителя

17. Однако иэ-за того, что сигнал второго измерителя 18 менее защемлен, инерционность второго фильтра низкой частоты 11 меньше, чем у первого. фильтра низкой частоты 10, и выходной сигнал второго элемента масштабирования 6 более точно отслеживает быстрые изменения измеряемого параметра.

1О

1

Формула изобретения довательно соединенные второй элемент сравнения, второй фильтр низкой частоты, второй элемент масштабирования

1 и второй моделирующий блок подключен

55 к другому входу второго элемента сравнения, выход второго элемента масштабирования подключен к другому входу второго ключа, дополнительный вход

20 Устройство для контроля сигналов, содержащее первый моделирующий блок, первый элемент задержки, первый фильтр низкой частоты, первый элемент масштабирования и последовательно соедн25 ненные первый измеритель, первый элемент сравнения и пороговый элемент, при этом выход первого фильтра низ-. кой частоты подключен к входу первого элемента масштабирования, а выход первого моделирующего блока подключен к другому входу первого элемента сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, введены второй измеритель, эле35 мент памяти, второй фильтр низкой частоты, второй элемент масштабирования, элемент перемещения измерителя и последовательно соединенные умножитель, третий фильтр низкой частоты, 40 компаратор, второй элемент задержки, первый ключ, второй ключ и индикатор, первый вход умножителя соединен с выходом порогового элемента и через первый элемент задержки с вторым" с входом умножителя, выход элемента па45 мяти подключен к другому входу компаратора, выход которого подключен к управляющему и дополнительному входам первого ключа и через элемент перемещения измерителя к входу второго измерителя, выход которого через после50

1225024

Сос тавитель В. Камалягин

Техред В.Кадар

Корректор М.Самборская

Редактор Л,Повхан

Подписное

Заказ 1969/59

Тираж 624

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Производственно †полиграфическ предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная,4 которого соединен с выходом первого элемента масшта6ирования и с входом первого моделирующего блока, а выход первого элемента сравнения подключен к входу первого фильтра низкой частоты.