РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, ДАТЧИК УГЛОВОЙ СКОРОСТИ И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ РЕГУЛИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА С ГАРМОНИЧЕСКИМ СИГНАЛОМ НОМИНАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ

1. Регулирующее устройство, включающее в себя:
модуль (170) чувствительных элементов, который пригоден для выдачи сигнала измерения, отображающего отклонение осциллятора (190) вдоль направления возбуждения,
воздействующий на осциллятор (190) модуль (180) исполнительных органов, который выполнен с возможностью управления посредством управляющих сигналов,
отличающееся наличием:
главного модуля (200) регулятора, который выполнен с возможностью выводить из сигнала измерения и гармонического сигнала номинального значения управляющий сигнал для модуля (180) исполнительных органов, таким образом, что модуль (180) исполнительных органов противодействует отклонению осциллятора (190) от номинальной амплитуды гармонического резонансного колебания осциллятора (190), и
модуля (600) расширения регулятора, который выполнен с возможностью при деактивированном модуле (180) исполнительных органов определять из сигнала измерения фактическую фазу и фактическую амплитуду остаточного колебания осциллятора (190) и выдавать в главный модуль (200) регулятора согласованный с фактической фазой и фактической амплитудой гармонический сигнал номинального значения, так что после активирования модуля (180) исполнительных органов амплитуда остаточного колебания осциллятора (190) синхронно по фазе усиливается до номинальной амплитуды, и при этом используется энергия, содержащаяся в остаточном колебании.
2. Регулирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что:
главным модулем (200) регулятора является регулирующее устройство (225, 325) для гармонических сигналов номинального значения,
при этом регулирующее устройство (225, 325) включает в себя по меньшей мере одно пропорциональное передаточное звено (224, 324) и расположенное параллельно нему интегрирующее передаточное звено (222, 322), и вход главного модуля (200) регулятора соединен с обоими передаточными звеньями (222, 224, 322, 324), и тем, что
r
r
±jω,T
передаточная функция регулирующего устройства (225, 325) имеет комплексно сопряженный полюс при круговой частоте ω регулятора в s-плоскости или полюс при е в z-плоскости, при этом T является периодом дискретизации дискретного входного сигнала регулирующего устройства (225, 325), а ω>0.
r
r
3. Регулирующее устройство по п. 2, отличающееся тем, что коэффициент интегрирования интегрирующего передаточного звена (222, 322) и коэффициент усиления пропорционального передаточного звена (224, 324) выбраны таким образом, что регулирующее устройство (225, 325) при подаче на вход регулятора модулированного скачкообразной функцией гармонического входного сигнала с круговой частотой ω регулятора пригодно для выработки гармонического колебания с круговой частотой ω регулятора и с возрастающей амплитудой на выходе регулятора.
4. Регулирующее устройство по п. 3, отличающееся тем, что коэффициент интегрирования и коэффициент усиления выбраны таким образом, что нулевые точки передаточной функции регулирующего устройства (225, 325) компенсируют полюса передаточной функции осциллятора (190).
5. Регулирующее устройство по одному из пп. 1-4, отличающееся тем, что модуль (600) расширения регулятора содержит:
модуль (610) регистрации, который выполнен с возможностью из сигнала измерения определять фактическую фазу и фактическую амплитуду остаточного колебания осциллятора (190) и из фактической фазы и фактической амплитуды определять синхронизирующую информацию для гармонического сигнала номинального значения, таким образом, что посредством модуля (180) исполнительных органов амплитуда остаточного колебания осциллятора (190) усиливается синхронно по фазе, и может использоваться энергия, содержащаяся в остаточном колебании, и
модуль (620) синхронизации, который выполнен с возможностью получать синхронизирующую информацию и на основании синхронизирующей информации устанавливать фазу и начальное значение амплитуды гармонического сигнала номинального значения.
6. Регулирующее устройство по п. 5, отличающееся тем, что модуль (610) регистрации содержит:
фильтрующий модуль (612), который выполнен с возможностью из сигнала измерения определять оценочное значение для мгновенной частоты колебания, оценочное значение для дисперсии измерительных шумов, содержащихся в сигнале измерения, оценочное значение для постоянного смещения амплитуды сигнала измерения и оценочные значения для временной характеристики остаточного колебания, и
управляющий модуль (616), который выполнен с возможностью из оценочных значений для временной характеристики остаточного колебания определять и выдавать синхронизирующую информацию, описывающую фактическую фазу и фактическую амплитуду.
7. Регулирующее устройство по п. 6, отличающееся тем, что управляющий модуль (616) выполнен с возможностью после выдачи синхронизирующей информации деактивировать фильтрующий модуль (612).
8. Регулирующее устройство по одному из пп. 6 или 7, отличающееся тем, что управляющий модуль (616) выполнен с возможностью после выдачи синхронизирующей информации активировать модуль (180) исполнительных органов.
9. Регулирующее устройство по одному из пп. 6 и 7, отличающееся тем, что модуль (600) расширения регулятора выполнен с возможностью увеличивать амплитуду сигнала номинального значения в пределах заданного промежутка времени от начального значения амплитуды до номинального значения амплитуды.
10. Регулирующее устройство по одному из пп. 1-4, 6-7, отличающееся тем, что фильтрующим модулем (612) является фильтр Кальмана.
11. Регулирующее устройство по одному из пп. 1-4, 6-7, отличающееся тем, что:
модуль (600) расширения регулятора включает в себя запоминающий модуль (630) частоты, который выполнен с возможностью сохранять с интервалами времени частотную информацию, описывающую текущую частоту колебаний осциллятора (190), и
дополнительно модуль (600) расширения регулятора выполнен с возможностью применять сохраненную частотную информацию для оценки фактической фазы и фактической амплитуды остаточного колебания осциллятора (190) и/или для генерирования гармонического сигнала номинального значения.
12. Регулирующее устройство по одному из пп. 1-4, 6-7, отличающееся тем, что:
регулирующее устройство является частью датчика (500, 505) угловой скорости, осциллятор выполнен в виде модуля (590) возбуждения, кориолисова модуля (585) или модуля (580) детектирования, а модулем исполнительных органов является силовой датчик (561),
кориолисов модуль (585) закреплен на модуле (590) возбуждения таким образом, что кориолисов модуль (585) следует за перемещением модуля (590) возбуждения вдоль направления возбуждения и дополнительно является подвижным вдоль направления детектирования, перпендикулярного направлению возбуждения, и
модуль (580) детектирования закреплен на модуле (590) возбуждения или на кориолисовом модуле (585) таким образом, что модуль (580) детектирования
либо следует за перемещением модуля (590) возбуждения вдоль направления возбуждения и дополнительно является подвижным вдоль направления детектирования, перпендикулярного направлению возбуждения,
либо следует за перемещением кориолисова модуля (585) вдоль направления детектирования, перпендикулярного направлению возбуждения, и является зафиксированным вдоль направления возбуждения.
13. Датчик угловой скорости, включающий в себя:
подвижно установленный осциллятор (190), выполненный с возможностью возбуждения в нем гармонического резонансного колебания в направлении возбуждения,
модуль (170) чувствительных элементов, который пригоден для выдачи сигнала измерения, отображающего отклонение осциллятора (190) вдоль направления возбуждения,
воздействующий на осциллятор (190) модуль (180) исполнительных органов, который выполнен с возможностью управления посредством управляющих сигналом,
отличающийся наличием:
главного модуля (200) регулятора, который выполнен с возможностью из сигнала измерения и гармонического сигнала номинального значения выводить управляющий сигнал для модуля (180) исполнительных органов, таким образом, что модуль (180) исполнительных органов противодействует отклонению осциллятора (190) от номинальной амплитуды резонансного колебания, и
модуля (600) расширения регулятора, который выполнен с возможностью при деактивированном модуле (180) исполнительных органов определять из сигнала измерения фактическую фазу и фактическую амплитуду остаточного колебания осциллятора (190) и выдавать в главный модуль (200) регулятора согласованный с фактической фазой и фактической амплитудой гармонический сигнал номинального значения, так что после активирования модуля (180) исполнительных органов амплитуда остаточного колебания осциллятора (190) синхронно по фазе усиливается до номинальной амплитуды, и при этом используется энергия, содержащаяся в остаточном колебании.
0
14. Датчик угловой скорости по п. 13, в котором осциллятором является модуль (590) возбуждения, выполненный с возможностью отклонения вдоль направления возбуждения посредством силового датчика (561) и пригодный для колебания с резонансной круговой частотой ω.
15. Способ эксплуатации регулирующего устройства с гармонической задающей величиной, включающий в себя:
выработку при помощи модуля (170) чувствительных элементов сигнала измерения, отображающего отклонение осциллятора (190) вдоль направления возбуждения,
выработку синхронного по фазе и амплитуде гармонического сигнала номинального значения на основании оценки фактической фазы и фактической амплитуды остаточного колебания осциллятора (190) при деактивированном модуле (180) исполнительных органов,
выработку синхронизированного управляющего сигнала для модуля (180) исполнительных органов из сигнала измерения и синхронного по фазе и амплитуде гармонического сигнала номинального значения, так что модуль (180) исполнительных органов противодействует отклонению осциллятора (190) от гармонического колебания, и
активирование модуля (180) исполнительных органов одновременно с выработкой синхронизированного управляющего сигнала или после нее.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что
главным модулем (200) регулятора является регулирующее устройство (225, 325) для гармонических сигналов номинального значения, при этом регулирующее устройство (225, 325) включает в себя по меньшей мере одно пропорциональное передаточное звено (224, 324) и расположенное параллельно нему интегрирующее передаточное звено (222, 322), и вход главного модуля (200) регулятора соединен с обоими передаточными звеньями (222, 224, 322, 324), и
r
r
±jω,T
передаточная функция регулирующего устройства (225, 325) имеет комплексно сопряженный полюс при круговой частоте ω регулятора в s-плоскости или полюс при е в z-плоскости, при этом T является периодом дискретизации дискретного входного сигнала регулирующего устройства (225, 325), а ω>0.