SU1300503A1 - Усредн ющее устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулировани , например в высокоточных след щих электроприводах . Целью изобретени   вл етс  повышение точности и упрощение устройства . Поставленна  цель достигаетс  за счет вьшОлнени  третьего интегратора 3 с коэффициентом усилени , большим в 2 раза, чем у первого 1 и второго 2 интеграторов, и соединени  его выхода с входом первого сумматора 5 через дополнительньлй инвертор 7. 2 ил. i сл :л: о о :л и

Description

Изобретение относитс  к аналоговой технике и может быть использовано в системах автоматического управлени , например в высокоточных след щих электроприводах.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и упрощение устройства .

На фиг. 1 приведена схема предложенного устройства; на фиг. 2 - диа- граммы, по сн ющие его работу.

Усредн ющее устройство (фиг. 1) содержит первьш 1, второй 2, третий 3 интеграторы, входы которых соединены с входом 4 устройства, сумматор 5, первый и.второй входы которого соединены с выходами первого и второго интеграторов 1 и 2, а выход  вл етс  выходом 6 устройства, инвертор

7,вход которого соединен с выходом интегратора 3, а выход - с третьим входом сумматора 5, разр дные ключи

8,9 и 10, включенные между входами и выходами интеграторов 1, 2 и 3 соответственно, блок 11 синхрониза- ции, вьгходы 12-14 которого соединены

с управл ющими входами ключей 8, 9 и 10 соответственно. Блок 11 синхронизации содержит источник 15 опорного напр жени , частота которого син- хронизована с частотой входного сигнала , сумматор 16, выход которого  вл етс  выходом 14, цепь блока синхронизации из последовательно соединенньк второго инвертора 17, вход ко- 35 гратора 3 вз т в 2 раза большим коэ- торого соединен с выходом источника фициентов усилени  интеграторов 1 и 15 опорного напр жени , формировател  2, Напр жение Ug на выходе сумматора 18 импульсов, дифференцирующего эле- 5 (фиг. 2, крива  U) равно мента 19, однополупериодного выпр мител  20, выход которого соединен с 0 одним из входов, сумматора 16 и вых.ои .. и

+ з - и, ,

(3)

дом 13 блока синхронизации, цепь из последовательно соединенных формировател  21 импульсов, вход которого

соединен с выходом источника 15 опор- 45 ни  4.U g на выходе сумматора 5 в со- ного напр жени , дифференцирующего ответствии с выражени ми (1), (2) и элемента 22, однополупериодного вып- (3) равно нулю. Следовательно, на ин- р мител  23, соединенного с другим тервале времени 0-Т напр жение на входом сумматора 16 и выходом 12 бло- выходе сумматора 5, т.е. на выходе ка синхронизации.50 Устройства 6, не измен етс  и определ етс  начальными значени ми напр На фиг. 1 показаны диаграммы на- жений интеграторов 1, 2 и 3. Началь- пр жёни  в разных точках устройства ные значени  напр жений выходов инте- согласно г. 1: U, на входе 4 уст- граторов 1,3 в момент t О равны ну- ройства; Uj , Uj , U. - на выходах инте-55 лю, так как разр дные ключи 8 и 10 в граторов t, 2 и 3 соответственно; U,- этот момент обнул ют выходы указанных на выходе сумматора 5; U, - на вьссоде интеграторов. Следовательно, выходной источника 15 опорного напр жени ; сигнал сумма1 ора 5 на интервале вреи ,, - на выходе инвертора 17; Uj - на

выходе формировател  18 импульсов; Ug - на выходе дифференцирующего элемента 19; и - на выходе од- | нополупериодного выпр мител  20; и, - на выходе Формировател  21 импульсов; U, - на выходе дифференцирующего элемента 22; U - на выходе однополупе)иодного выпр мител  23; и - на выходе 14 сумматора 16.

Работу устройства рассмотрим на примере, когда на вход 4 устройства подаетс  сигнал (фиг. 2, крива  Ц ), представл ющий демодулированное напр жение с выхода системы переменного тока с амплитудной модул цией. Вначале рассмотрим участок времени 0-Т полупериода несущей. Текущее приращение выходных; напр жений интеграторов 1 и 2 HUj ,j (фиг. 2, кривые U и Uj) дл  произвольного момента времени t равно

ли

2,3

,dt, (1)

где К - коэффициент усилени  интеграторов 1 и 2. Текущее приращение выходного напр жени  интегратора 3 (фиг. 2, крива  и ) определ етс  выражением

и, dt, (2)

гч аи .2к

так как коэффициент усилени  интеа 3 вз т в 2 раза большим коэ тов усилени  интеграторов 1 и р жение Ug на выходе сумматор . 2, крива  U) равно

и.. и

+ з - и, ,

(3)

так как напр жение интегратора 3 подаетс  на вход сумматора 5 через инвертор 7. Тогда приращение напр жемени 0-Т равен начальному значению

напр жени  интегратора 2 (фиг.2, кривые Uj и Uj). В свою очередь, напр жение на выходе интегратора 2 в момент t О равно интегралу от входного сигнала за предыдущий интервал (полупериод несущей).

Рассмотрим интервал времени . В момент Т1 происходит обнуление интеграторов 2 и 3 разр дными ключами

9 и 10. Текущие приращени  напр жений/о нуль входных напр жений, и,соот- интеграторов 1, 2 и 3 определ ютс  ветственно, опорного напр жени . Рас- в соответствии с выражени ми (1) и пределение входных импульсов диф- (2). Так же, как и на интервале вре- ференцируюдих элементов по выходам мени 0-Т,, на интервале времени 12, 13 и 14 блока синхронизации производитс  однополупериодными выпр - - мител ми 20, 23 и сумматором 16.

J5

текущее приращение сигнала на выходе сумматора 5 AU равно нулю. Выходной сигнал сумматора 5 равен начальному значению напр жени  интегратора 1 (фиг. 2, кривые Uj и Uj), так как интегратор 1 в момент Т не обнул етс . 20 отрицательный импульс, а на выхо- Напр жение U на выходе интегратора де элемента 22 - положительный (фиг.2,

кривые Ug и и ). Тогда вьтр митель 20 не-пропускает импульс на выход 13,

Так, в момент t О на выходе диф- ференцирующего элемента 19 по вл ет1 в момент Т

на выходе интегратора равно интегралу от напНа следующем интервале вр1емени

Tj-Tj производитс  обнуление интеграторов 1 и 3 ключами 8 и 10 в момент Tj. По аналогии с интервалами времени 0-Т . и Т -Т напр жение на выходе сумматора 5 равно

Т.

t iT

.-I.

U,dt.

(5)

р жени  и за предыдущий интервал

0-Т..а на выходе вьтр мител  23, выходе

. 25 12 блока 11 синхронизации и .. . выходе Ug/T t Tj - Uj/t - Т. - Kj U dt-44, (сумматора 16) по вл ютс  положительные импульсы (фиг. 2, кривые U и , которые открьшают разр дные ключи 8 и 10. При этом происходит

30 обнуление первого и третьего интеграторов (фиг. 2, кривые и2 и и ). В момент Т Y пол рность импульсов на

, выходах дифференцирующих элементов 19 и 22 мен етс  на противоположную.

,г При этом по вл етс  положительный импульс на выходах выпр мител  20, на выходе 13 блока синхронизации и сумматора 16 (фиг. 2, кривые V к U), которые открывают разр дные ключи

40 9 и 10, обнул ющие второй и третий интеграторы (фиг. 2, кривые U и U). В момент Tj по аналогии произойдет обнуление тех же интеграторов,что и в момент t 0.

45 Следовательно, третий интегратор обнул етс  в каждый тактовый момент перехода опорного напр жени  через нуль, а первый и второй интеграторы - поочередно через такт.

50 Подключение третьего интегратора к входу первого сумматора через до- .полнительный инвертор, выполнение этого же интегратора с коэффициентом усилени  в 2 раза болыиим, чем у перСледовательно , в соответствии с выражени ми (4) и (5) выходной сигнал сумматора 5, т.е. выхода 6 устройства на любом рассматриваемом интервале времени равен интегралу от входного напр жени  за предьщущий интервал

Us/T. к I U,dt. .(6)

т

Paccмoтpи работу блока 11 синхронизации , формирук цего тактовые последовательности импульсов дл  управлени  ключами 8, 9 и 10. Источник 15 опорного напр жени  выдает напр жение синусоидальной формы (фиг.2, крива  и). На выходе инвертора 17

S

напр жение также  вл етс  синусоидаль- ным (фиг. 2, крива  Ц) и находитс  в противофазе с напр жением опорного 55вого и второго интеграторов, при час- источника. На выходах формирователейтоте замыкани  третьего разр дного 18 и 21 импульсов, вл ющихс  усилител -ключа в 2 раза большей, чем у перво- ми-ограничител ми,из полуволн входногого и второго разр дного ключей, поз- синусоидального напр жени  формируютс вол ет отказатьс  от входных и выход503

импульсы пр моугольной формы (фиг.2, кривые и,, и и, ), наход щиес  в проо 11

тивофазе по отношению друг к другу. На выходах дифференцирующих элементов 19 и 22 из входных напр жений формируютс  последовательности коротких знакопеременных противофазных импульсов (фиг. 2, кривые 1) и U ), по вл ющихс  в моменты перехода че-

/о

J5

20

отрицательный импульс, а на выхо- де элемента 22 - положительный (фиг.2,

Так, в момент t О на выходе диф- ференцирующего элемента 19 по вл ет (5)

ных ключей в цеп х интеграторов, что повьшает точность устройства по сравнению с известным интегрирующим преобразователем . При использовании . предлагаемого усредн юшего устройства в качестве входного устройства высокоточного след щего электропривода удаетс  существенно повысить качест- -венные показатели электропривода.

Кроме того, предлагаемый преобразователь содержит меньшее количество элементов из-за меньшего количества ключей (на 6 ключей меньше, чем в известном). Это обуславливает меньшее число каналов в системе управлени . В целом интeгpиpyюш й преобразователь получаетс  значительно проще и, соответственно, надежней.

h/ww

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Усредн ющее устройство, содержащее первый, второй и третий интеграторы , между входом и выходом каждого из которых включен соответствующий разр дный ключ, сумматор, выход которого  вл етс  выходом устройства, и блок синхронизации, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и упрощени  устройства, в него введен инвертор, причем входы интеграторов подключены к входу устройства , выходы первого и второго интеграторов непосредственно, а третьего интегратора через инвертор подключены к входам сумматора, управл ющие входы разр дных ключей соединены с соответствующими выходами блока синхронизации.

   lii

   X1

   i,

   .

   7

   4t

   Ц,

   «

   « /

   о г,

   г 3 Ч Is If Риг.2

   Редактор М. Келемещ

   Составитель С. Белан Техред м.Ходанич

   Заказ 1151/49 Тираж 673Подписное

   ВПИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб.,д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул. Проектна , 4

   Корректор И. Муска