Устройство для определения статической характеристики нелинейности типа"насыщение"

Устройство для определения статической характеристики нелинейности типа"насыщение"

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 1п1 470 794

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслуолии (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 23.01.73 (21) 1879941/18-24 (51) M. Кл. G 05Ь 23/02 с присоединением заявки №

Совета Министров СССР

fl0 делам нзооретений н открытий (53) УДК 621.3(088.8) Опубликовано 15.05.75. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 14.08.75 (72) Авторы изобретения

В. И. Костюк, А. С. Тасев и А. Н. Сильвестров

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕЛИНЕЙНОСТИ ТИПА

«НАСЫЩЕНИЕ»

1осударственмый комитет

23 Приоритет

Изобретение относится к классу приборов и систем автоматического регулирования и может быть использовано в контурах самонастройки систем беспоисковой параметрической оптимизации и идентификации стационарных и нестационарных нелинейностей и в системах параметрического контроля.

Известны устройства для определения статической характеристики нелинейности типа

«насыщение», содержащие блок настройки параметров и схему вычитания, вход которой подключен к выходу нелинейности, а выход— к входу блока настройки параметров.

Основной недостаток известных устройств состоит в том, что нелинейность реальной системы воспроизводится на основании априорной информации о параметрах кусочно-линейной аппроксимации нелинейного элемента.

Во всех случаях кусочно-линейная аппроксимация реального нелинейного элемента производится вручную на диаграмме статической характеристики, снятой при помощи осциллографа. Такой подход к моделированшо является приближенным, требует больших затрат времени и неприменим для исследований систем в режиме нормальной эксплуатации, если параметры нелинейного элемента пзмсня|огся во времени.

Целью изобретения является увеличение точности и повышение быстродействия устройства.

Эта цель достигается тем, что устройство

5 содержит усилитель с управляемым коэффициентом усиления и поляризованное реле с управляемым уровнем выхода, входы которых связаны со входом нелинейности, нуль-орган и переключатель, первые входы которых свя10 заны с выходом усилителя с управляемым коэффициентом усиления, вторые входы соединены с выходом поляризованного реле с управляемым уровнем выхода, выход переключателя связан с другим входом схемы Hbl15 читания. Предлагаемое устройство содержит также поляризованное реле с единичным выходом и два ключа, причем входы первого ключа и поляризованного реле с единичным выходом подключены ко входу нелинейности, 20 выход поляризованного реле с единичным выходом соединен со входом второго ключа, выходы ключей соединены с соответствующими входами блока настройки параметров, выходы которого подключены к управляющим входам

25 усилителя с управляемым коэффициентом усиления и поляризованного реле с управляемым уровнем выхода. Управляющий вход первого ключа связан с прямым выходом нуль-органа и управляющим входом переклю30 чатсля, а управляющий вход второго ключа

470794

3 подсоединен к инверсному выходу нуль-органа.

Такое устройство позволяет автоматически и с высокой точностью определить параметры кусочно-линейной аппроксимации реального нелинейного элемента типа «насыщение» в режиме его нормальной эксплуатации, решать задачу параметрической идентификации линейной и нелинейной части системы и задачу параметрического контроля при нестационарности параметров всей системы.

Ьлок-схема устройства приведена на чертеже, Она содержит модель нелинейности 1, модель чувствительности 2, усилитель 3 с управляемым коэффициентом усиления, поляризованное реле 4 с управляемым уровнем выхода сигнала, нуль-орган 5, переключатель b, ключи 7 и Ь, олок настройки параметров 9, поляризованное реле 10 с единичным выходом, нелинейность типа «насыщение» 11 и схему вычитания 12.

Устройство работает следующим образом.

Перед включением устройства на усилителе

3 с управляемым коэффициентом усиления 3 и поляризованном реле 4 с управляемым уровнем выхода устанавливаются произвольные значения коэффициента усиления и уровня выходного сигнала, что соответствует кусочно-линейному моделированию исследуемой нелинейности с произвольными параметрами (коэффициент усиления линейной части, уровень насыщения). При запуске устройства начинают изменяться параметры произвольно заданной начальной характеристики модели нелинейности до тех пор, пока модель не будет соответствовать реальной нелинейности с гочки зрения минимума среднего квадрата ошибки аппроксимации.

Существуют два характерных режима работы устройства: режим в линейной зоне аппроксимирующей модели и режим в зоне насыщения нелинейности.

При режиме в линейной зоне аппроксимирующей модели значение выходного сигнала усилителя с управляемым коэффициентом усиления 3 меньше значения выходного сигнала поляризованного реле 4. На инверсном выходе нуль-органа 5 в этом случае существует потенциал, приводящий к срабатыванию ключа

8, что приводит к размыкашпо выходной цепи поляризованного реле 10 с единичным выходом, а отсутствие сигнала на основном выходе нуль-органа приводит к срабатыванию переключателя б и ключа 7. Переключатель б в этом режиме подключает выход усилителя 3 ко входу схемы вычитания 12, а ключ 7— вход нелинейности ко входу блока настройки параметров 9, который изменяет коэффициент усиления усилителя 3 до перехода системы во второй режим.

Г1ри втором режиме значение модуля выходного сигнала усилителя 3 меньше значения модуля выходного сигнала поляризованного реле 4, что приводит к срабатыванию нуль-органа 5. В этом случае переключатель 6 и ключи 7 и 8 срабатывают в обратном порядке; переключатель б подключает выход поляризованного реле ко входу схемы вычитания 12, ключ 7 размыкает прямую цепь модели чувстHHl0ëüíoñòè, ключ 8 подключает выход поляризованного реле 10 ко входу блока настройки параметров 9, который изменяет уровень выхода поляризованного реле 4 до тех пор, пока в схеме не наступит очередной переход в линейный режим. В режиме настройки управляемых параметров модели нелинейности 1 на вход блока настройки параметров 9 поступают сигналы разностного двпв ения модели и объекта и сигнал функции чувстшггсльности по коэффициенту усиления с выхода модели чувствительности, а также сигнал разностного движения модели и объекта и сигнал функции чувствительности по уровню насыщения.

В блоке настройки параметров 9 сигналы перемножаются попарно по каждому каналу и интегрируются.

Циклический процесс настройки параметров модели нелинейности 1 считается законченным, когда разность выходных сигналов реальной нелинейности типа «насыщение» 11 и модели нелинейности 1 минимальна. После окончания процесса настройки (длительностью всего несколько секунд) значение коэффициента усиления усилителя 3 с управляемым коэффициентом соответствует коэффициенту усиления линейной части оптимальной аппроксимирующей статической характеристики, а уровень выхода поляризованного реле 4 —— уровню насыщения статической характеристики.

Предмет изобретения

Устройство для определения статической характеристики нелинейности типа «насыщение», содержащее блок настройки параметров и схему вычитания, один вход которой подключен к выходу нелинейности, а выход — ко входу блока настройки параметров, о тл и ч аЮ щЕЕС я тЕМ, ЧтО, С цеЛЬ1О уВЕЛИЧЕНИя 1ОЧВОсти и повышения быстродействия устройства, оно содержит усилитель с управляемым коэффициентом усиления и поляризованное реле с управляемым роняем вь!хода, входы которых связаны со входом нелинейности, нуль-орган и переключатель, первые входы которых связаны с выходом усилителя с управляемым коэффициентом усиления, вторые входы соединены с выходом поляризованного реле с управляемым уровнем выхода, выход переключателя связан с другим входом схемы вычитания, поляризованное реле с единичным выходом и два ключа, входы первого ключа и поляризованного реле с единичным выходом подключены к входу нелинейности, выход по ляризованного реле с единичным выходом сое IHHpH со входом второго ключа, выходы ключсй соединены с соответствующими входами блока настройки параметров, выходы которо470794

Составитель В. Васильев

Техред Е. Подуру шина

Корректор О. Тюрина

Редактор Е. Семанова

Заказ )968;11 Изд. Л 1448 Тирани 869 Поди I., îñ

ЦНИ14П11 Государственного комитета Совета Министров ССС!з по делам t.çîáðñçñíèé и открытий

Москва, Ж-35, 1 аушская наб., д. 4 5

Типография, ир. Сапунова. 2 го подключены к управляющим входам усилителя с управляемым коэффициентом усиления и поляризованного реле с управляемым уровнем выхода, причем управляющий вход первого ключа связан с прямым выходом нуль-органа и управляющим входом переключателя, а управляющий вход второго ключа подсоединен к инверсному выходу пуль-органа.