Самонастраивающаяся следящая система

ОП ИСАНИЕ изоьгятиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства X

Заявлено 29.VI1.1968 (№ 1261264/18-24) Кл. 21с, 46/50 с присоединением заявки ¹

Комитет по делам

МПК 6 Огт1

Приоритет

Опубликовано 07.Х.1969. Бюллетень М 31

Дата опубликования опиcàíèÿ З.III.1970 изобретений и открытии прн Совете Министров

СССР

QtIj 621.396.42-523 (088.8) Авторы изобретения

Е. А. Санковский и В. В. Кругликов

Заявитель

САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к области техники автоматического управления, к классу самонастраиваюгцихся по входному сигналу следящих систем.

Известны следящие системы с самонастройкой по входному сигналу, включающие объект управления, управляющее устройство с переменным параметром, низкочастотньш и высокочастотный фильтры, блок настройки и датчик пробных и синхронизирующих сигналов.

Однако в известных самонастраивающихся следящих системах для выделения динамической и флюктуационной ошибки используются, как правило, низкочастотные и высокочастотные фильтры с постоянными параметрами. В силу этого оптимальное выделение динамической и флюктуационной ошибки в системе, а следовательно, и оптимальная настройка параметров самой системы возможны лишь в узком диапазоне изменения характеристик полезного сигнала и помехи, действующих на систему.

Предлагаемая следящая система отличается от известных тем, что в ней дополнительно установлены два оптимальных по структуре вспомогательных, самонастраивающи: ся фильтра, входы которых соединены со входом следящей системы, причем выход одного вспомогательного фильтра соединен с одним из входов низкочастотного фильтра, а выход другого .вспомогательного фильтра — с одним из входов высокочастотного фильтра.

Это позволяет изменять оптимальным образом параметры системы при широком диапазоне изменения характеристик полезного сигнала и помехи на ее входе, Блок-схема предлагаемой следящей системы приведена на чертеже.

Следящая система включает управляющее

1о устройство 1 следящей системы, объект управления 2, низкочастотный фильтр 3 для выделения динамической ошибки следящей системы, высокочастотный фильтр 4 для выделения флюктуационной ошибки следящей системы, 15 цепь настройки а, датчик 6 пробных и синхронизирующих сигналов, дополнительный самонастраивающийся филыр 7, имеющий структуру, одинаковую со структурой фильтра

;3 и служащий для оптимальной настройки по

20 разомкнутому циклу параметров филыра т, дополнительный самонастраивающийся фильтр

8 имеющий структуру, одинакову|о со структурой фильтра 4, и служащий для оптимальной настройки по разомкнутому циклу пара25 метров фильтра 4.

Рассматриваемая система в своем простейшем варианте, т. е. без учета дополнительных фильтров 7 и 8, представляет собой самонастраивающуюся следящую систему с поЗО иском минимума суммарной (династической, 253895 выделяемой фильтром 8, и флюктуационной, выделяемой фильтром 4) ошибки.

Поиск м инимума осуществляется по циклам, включающим пробное и рабочее движение следящей системы. В начале каждого цикла датчик 6 выдает команду в цепь настройки на запоминание величины суммарной ошибки и на осуществление пробного движения в системе, заключающегося в небольшом одностороннем изменении настраиваемого параметра.

Затем сравниваются запомненное и полученное в результате пробного движения значения суммарной ошибки.

Полученное в результате сравнения разностное значение ошибки используется для настройки параметра (рабочее движение). При этом знак и величина разностного значения ошибки определяют соответственно направление и скорость изменения параметра.

Для оптимального выделения динамической ошибки следящей системы частотная хара!;теристика фильтра 8 должна иметь вид: (фз («)— (1) фз а для оптимального выделения флюктуационной ошибки частотная характеристика фильтра 4 должна иметь вид:

f(g (,,) ()

s,(-) + s«(<>) (2) где S„(HI) — спектральная плотность полезного сигнала;

S„(0>) — спектральная плотность помехи.

Таким образом, для оптимальной настройки параметров следящей системы при изменении характеристик полезного сигнала H помехи 5, (к) и 5„(г>) в широком диапазо Ie необходимо в зависимости от изменения этих хВрактеристик изменять оптимальным образом также и параметры фильтров, выделя!Ощи; динамическую и флюктуационнуlo ошибки cllcтемы.

Учитывая, ITQ в большинстве случаеB о!пимальная настройка параметров следящей с1!стемы осуществляется для заданной структуры, предлагается реализовывать оптимальные характеристики самонастраива!ощихся филырОВ для выделения динамической и флюктуационной ошибок в виде маломощных (электронных моделей) следящих систем в соответствии с выражен<иями (1) и (2). Самонастройку параметров рассматриваемых фильтров с целью упрощения предлагается производить на основе идеи Е. Г. К. Берта.

Однако, учитывая невозможность использования принципа Берта непосредственно в рассматриваемых фильтрах по тем причинам, что на входы ф ильтров, предназначенных для выделения динамической и флюктуационной

0L Háîê, поступает помеха уже не типа «бе5 лого шума», которая поступает на вход основной следящей системы, предлагается ввести дополнительно два фильтра 7 и 8, идентичные фильтрам 3 и 4 соответственно с условием, что полезный медленно меняющийся сигнал x(t) и !

О помеха n(t) типа «белого шума», поступающие на вход ocHoHHQII следящей системы, поступают и на входы самонастраивающи.,ся фильтров 7 и 8.

В этом случае параметры фильтров 7 и 8

15 автоматически подстраиваются под оптимальи ы е п р и и 3 м с и с и и<и:>; а р а к т е p u c 1 и 1 . полезного сигнала и помехи, При !ем структура цепи самонастройки благодаря испо.1ьзовани!о Hð!øципа Берта оказывается достаточно простой.

2О Сигналы цепи настройки фильтра 7 используются для установки оптимальных параметрОв фильтра 3 в силу идентичности фильтров

7 и 3, по этой жс пр;!чине сигналы цепи настройки ф;!льтра 8 использу!0!ся для настрой25 ки параметров ф1!льтра 4.

11ри этом настройка оптимальных парамстрОв фильтров > и 4 проводится пo разомкн

1 011 > ЦГ! К.<1><

В частном случае можно ограничиться одЗО ню1 дополнительным фильтром и использовать сигналы его цепи настройки для установки оптпмал>я!ых параметров, находящихся в различных цепях следящи: систем, слу>кащи: для измерения д!шамичсской и флюктуацион35:ой ошибок.

Прсдмег изобретения

Ca IoHacTpaHaa.oHI!I5Ec5I слсдяшая система.

4О содержащая управл;!1Ощее устройство с переме;шым параметром, низкочастотный и высо1:,0<1 асто Ны!! ф илы 1>ы> О <1 он пястройки и дят-! к пробных l! !шхронизирующих сигна10в, отлll<1а!О!11плся тем, !Т11, с целью расширения

45 !ясгОTH010 диапазон>! Из !енепи5! ИолезпОГО сп!. яс!", и помехи па входе следящей системь. у!Ec;IH! ИЗ ВХОДОВ НИЗКОЧЯСТОТНО! О

55 фильтра, а выход другого вспомогательного фильтра — с одним из входов высокочасто ного фильтра.

253895

Составитель А. Я. Лащев

Iослактор Л. А. Утехина Тсхрсд Т. Il. Курнлко Коррекгор Г. И. Тарасова

Зака: 391 15 I иii:!i !80 Гlодписиос

ЦНИИПИ Комитета ио делам изобретении и открытий ири Совете Мииисгрои (CCI й1оскиа К-35. Распекая иаб.,,j. 4 5

Типография, ир Сануllol!;i, о