Патент ссср 410364
ОП ИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ
4IO364
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
М. Kë. G 051о 11 ОО
Заявлено 07.11.1970 (№ 1402245, 18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 05.1.1974. Бюллетень ¹ 1
Дата опубликования описания 28Х.1974
Государственный комитет
Совета Министраа СССР по делам иэооретений и открытий
УДК 621.316.7(088.8) Авторы изобретения
Б. В, Новоселов, Ю. С. Горохов и Л. Д. Потапова
Заявитель
СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА
КОМБИНИРОВАННОГО PЕГУЛИРОВАНИЯ
Изобретение относится к системам автоматического регулирования и предназначено для высококачественного воспроизведения случайных сигналов типа «нерегулярная качка», поступающих на вход системы.
Известна следящая система комбинированного регулирования, содержащая чувствительный элемент, соединенный со входом первого сумматора и выходом исполнительного блока, тахогенератор, подключенный ко входу чувствительного элемента, соединенный с выходом тахогенератора дифференцирующий блок, вход и выход которого через масштабные элементы связаны с входами первого сумматора, а также соединенный с выходом тахогенератора первый множительный блок и соединенный с выходом дифференцирующего блока второй множительный блок, выходы которых подключены ко входам первого сумматора, а выход сумматора соединен со вхопри детерминированных сигналах типа
Подобные системы хорошо работают лишь при детерминированных сигнала типа
H,(t) = Qt, 8,(t) = —, 8,® = — H,sin t, тогда как на практике входные воздействия представляют собой сумму детерминированного и случайного сигналов или же случайный сигнал типа «нерегулярная качка», например, со спектральной плотностью
6 (а) : р.0 + ,,2 + (3 — оз)2 и + (. з + u>)2
5 где D — дисперсия; и (() — параметр затухания частотной характеристики; (t — резонансная частота входного сигнала, изменяющаяся в широком диапазоне.
10 При таком сигнале ошибка известных систем может стать значительной, так как параметры компенсирующих устройств настроены на компенсацию ошибок следящей системы лишь при регулярных воздействиях опреде15 ленного вида.
Предлагаемая следящая система комбинированного регулированил отличается тем, что она содержит блок определения резонансной частоты входного сигнала и блок определения
20 параметра затухания частотной характеристики входного сигнала, входы которых соединены со входом чувствительного элемента, блок функционального преобразования сигнала резонансной частоты, вход которого свя25 зан с выходом блока определения резонансной частоты входного сигнала, а выход — со входом второго множительного блока, источник сигнала эталонной частоты, второй сумматор, входы которого соединены с выходом
30 блока определения резонансной частоты вход410364
65 ного сигнала и источником сигнала эталонной частоты, блок функционального преобразования разности частот, подключенный ко входу второго сумматора, третий сумматор, источник опорного сигнала и третий множительный блок. Входы последнего подключены к блоку определения параметра затухания частотной характеристики входного сигнала и к блоку функционального преобразования разности частот, а выход связан через третий сумматор с .входом первого множительного блока. Источник опорного сигнала подключен ко входу третьего сумматора.
Эти отличия позволяют добиться минимизации среднего квадрата ошибки следящей системы при нестационарном случайном сигнале типа «нерегулярная качка».
На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой следящей системы; на фиг. 2 показаны зависимости коэффициента усиления компенсирующих сигналов Vi и V от резонансной частоты для различных р.
Система содержит блок 1 основных элементов следящей системы, соединенный со входом чувствительного элемента 2, который через первый сумматор 3 подключен к входу блока 1. Вход чувствительного элемента 2 соединен с входом тахогенератора 4, выход которого связан со входом дифференцирующего блока 5. Выходы тахогенератора 4 и дифференцирующего блока 5 соединены соответственно через масштабные элементы 6 и 7 со входом первого сумматора 3 и, кроме того, подключены к входам соответственно первого и второго множительных блоков 8 и 9, выходы которых соединены со входом первого сумматора 3.
Следящая система содержит также блок 10 определения резонансной частоты входного сигнала и блок 11 определения параметра затухания частотной характеристики входного сигнала, входы которых соединены со входом чувствительного элемента 2. Выход блока 10 определения резонансной частоты соединен с входом блока 12 функционального преобразования сигнала резонансной частоты, выход которого подключен к входу множительного блока 9.
Кроме того, следящая система содержит источник сигнала эталонной частоты 13, выход которого соединен с входом второго сумматора 14, другой вход которого подключен к выходу блока 10 определения резонансной частоты. Выход сумматора 14 соединен с входом блока 15 функционального преобразования сигнала разности частот, выход блока
15 — с одним из входов множительного блока 16, другой вход которого связан с выходом блока 11 определения параметра затухания частотной характеристики входного сигнала.
Выход множительного блока 16 соединен со входом третьего сумматора 17, другой вход которого соединен с источником опорного сигнала 18, а выход — с входом множительного блока 8.
Зо
50!
Входное воздействие 0 (() типа «нерегулярная качка» поступает одновременно на входы чувствительного элемента 2, тахогенератора 4, блока 10 определения резонансной частоты входного сигнала и блока 11 определения параметра затухания частотной характеристики входного сигнала. Сигнал с выхода блока 10, пропорциональный резонансной частоте Р «нерегулярной качки», поступает на второй сумматор 14, куда подается сигнал с источника сигнала эталонной частоты 13. На выходе сумматора 14 формируется сигнал разности частот, который поступает на вход блока функционального преобразования 15, реализующего функцию f (P — go) (см. фиг. 2). Множительный блок 16 перемножает сигнал с выхода блока 15 и сигнал с выхода блока 11, пропорциональный параметру затухания 1л, частотной характеристики «нерегулярной качки».
С выхода множительного блока 16 сигнал подается на третий сумматор 17, куда поступает, кроме того, сигнал с источника опорного сигнала 18.
На множительном блоке 8 перемножаются сигналы с сумматора 17 и тахогенератора 4, и с выхода множительного блока 8 сигнал поступает на сумматор 3 в основной контур системы. Таким образом реализуется самонастройка уровня компенсирующего сигнала, пропорционального первой производной, в функции изменяющихся в широких пределах резонансной частоты и параметра затухания частотной характеристики входного сигнала.
Сигнал с блока !О определения резонансной частоты поступает также на вход блока функционального преобразования 12, реализующего функцию,/ () (см. фиг. 2). Сигнал с выхода этого блока перемножается на множительном блоке 9 с сигналом от дифференцирующего блока 5 и поступает на сумматор
3 в основной контур системы. Таким образом реализуется самонастройка уровня компенсирующего сигнала, пропорционального второй производной входного сигнала в зависимости от его резонансной частоты.
В результате если входное воздействие представляет собой нестанционарный случайный сигнал типа «нерегулярная качка», система автоматически настраивается на минимум среднего квадрата ошибки.
Предмет изобретения
Следящая система комбинированного регулирования, содержащая чувствительный элемент, соединенный со входом первого сумматора и выходом исполнительного блока, тахогенератор, подключенный ко входу чувствительного элемента, соединенный с выходом тахогенератора дифференцирующий блок, вход и выход которого через масштабные элементы связаны со входами первого сумматора, а также соединенный с выходом тахоге410364 нератора первый множительный блок и со»диненный с выходом дифференцирующего блока второй множительный блок, выходы которых подключены ко входам первого сумматора, а выход сумматора соединен со входом исполнительного блока, отличающаяся тем, что, с целью минимизации среднего квадрата ошибки следящей системы при нестационарном случайном сигнале типа «нерегулярная качка» следящая система содержит блок определения резонансной частоты входного сигнала и блок определения параметра затухания частотной характеристики входного сигнала, входы которых соединены со входом чувствительного элемента, блок функционального преобразования сигнала резойансной частоты, вход которого связан е выходом блока определения резонансной частоты входного сигнала, а выход — со входом второго множительного блока, источник сигнала эталонной частоты, второй сумматор, входы которого соединены с выходом блока определения резонансной частоты входного сигнала и источником сигнала эталонной частоты, блок функционального преобразования разности частот, подключенный к выходу второго сумматора, третий сумматор, источник
10 опорного сигнала и третий множительный блок, входы которого подключены к блоку определения параМетра затухания частотной характеристики входного сигнала и к блоку функционального преобразования разности
lS частот, а выход связан через третий сумматор с входом первого множительного блока, при этом источник опорного сигнала подключен ко входу третьего сумматора.
410364
077 е в о з
005 оа5
oOr
4 6 8 1О /3
Фив.2
Редактор Т. Орловская
Корректор Т. Гревцова
Заказ 1111/3 Изд. № 336 Тираж 760 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 5К-36, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, д. 2
Жу
Составитель 3. Маркова
Техред 3. Тараненко
