Способ определения коэффициентов передаточных функций систем регулирования

Способ определения коэффициентов передаточных функций систем регулирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 696416 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 31.01.75 (21) 2101478/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 05.11.79. Бюллетень 3%41

Дата опубликования описания 06.11.79 (51)M. Кл.

G 05 В 23/00

Гасударственный квинтет

СССР на делам нэобретеннй

N OTNPblTNN (53) Уд К 62. .50(088.8) (72) Авторы изобретения

B. Л. Соседка, Q. Я. Липеп и Л. Ф. Коломойпева

Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Артема (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ HEPEQATO×ÍÛÕ

ФУНКЦИЙ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к области автоматики, а именно, к измерительной технике и автоматическому регулированию и может быть использовано при наладке различных промышленных систем автоматического регулирования.

Известен способ определения коэффи- циентов передаточных функций, основанный на том, что на вход исследуемого звена подают короткий пульс, а затем определяют площадь (интеграл), ограниченную выходным сигналом. Постоянная времени определяется по величине этой площади (11 .

Недостатком известного способа яв ляется низкая точность в определении коэффициентов передаточных функций при второй и более высоких производных.

При появлении случайных ошибок в начале вычисления (например, ошибка в вычислении первого интеграла) последняя будет накапливаться при вычислении последующих интегралов.

Известен также способ определения коэффициентов. передаточных функций, . который заключается в том, что тестовой сигнал пропускают последовательно через синтезатор и исследуемую систему

5 (первый канал) и через синтезатор (второй канал) (2).

Недостатком известного способа являет ся большая длительность процесса поиска коэффициентов передаточной функпии

1О исследуемой системы.

Известен также способ определения коэффициентов передаточных функций систем регулирования, при котором тестовый сигнал одновременно подают на вход исследуемой системы и модели (3).

Недостатком известного способа является то, что коэффипиенты передаточных функций при высоких степенях производных будут определяться со значительными ошибками.

Наиболее близким по технической ушности K предложенному изобретению является способ определения коэффициен69641 тов передаточных функций систем регулирования путем подачи на вход системы регулирования и ее модели время-степенных пробных сигналов и подстройки модели до момента компенсации выходного сигнала системы регулирования сигналом модели, (4j.

Однако этот способ имеет следующие недос татки: невозможность определить передаточную|0 функцию быстродействующих систем; большие ошибки в определении коэффициентов передаточных функций; значительный объем вычислений при определении коэффициентов передаточных функций; невозможность, оп ределения коэффициентов при действии промышленных помех.

Обобщая эти недостатки можно сказать, что известный способ определения коэффициентов передаточных функций имеет низкую точность.

Бель изобретения - увеличение точности способа.

Поставленная цель достигается тем, 25 что время-степенные пробные сигналы формируют из последовательности одиночных сигналов.

На чертеже изображена функциональная схема устройства, реализующего предложенный способ.

Схема содержит исследуемую систему 1, модель 2, генератор время-степенных пробных сигналов 3, блок сравнения 4, измеритель разности 5. В качестве моде35 ли 2 могут быть использованы элементы аналоговой вычислительной машины. В качестве генератора время-степенных пробных сигналов 3 можно использовать последовательно соединенные интеграторы.

Со входа первого интегратора нй вход системы 1 и модели 2 подается ступенчатое воздействие (канал 1), с выхода первого интегратора на вход системы 1 и модели 2 подается линейно-растущий сигнал Хз„= с

Хвх= с к 6. Генератор время-степенных к рядов 3 сконструирован таким образом, что на вход системы 1 и модели 2 мо-, жет подаваться любой иэ полученных в этом генераторе сигналов. Выходные

4 сигналы исследуемой системы 1 и модели

2 подают на блок сравнения 4. В качеств ве блока сравнения 4 может быть использован операционный усилитель, работающий в режиме масштабного преобразователя. Выходной сигнал блока сравнения равен разности выходных сигналов Хс и модели Х „,т.е.b Х ; Хс. Сигнал разности а, подают на блок измерителя разности 5.

Измерителем разности 5 может служить операционый усилитель, работающий в режиме интегрирования. Для определения величины Ь необходимо интегратор блока ,5 включить после прекращения в системе свободных колебаний; а затем результат интегрирования разделить на время интегрирования.

Предположим, что передаточная функция исследуемой системы имеет вид: д,рК с a р +u рк- i- . a pea кс (к-<)c qc oc

Для определения неизвестных коэффициентов передаточной функции исследуемой системы 1 поступают следующим образом.

Подают на вход системы 1 и модели 2 ступенчатый сигнал. После прекращений свободных колебаний в исследуемой системе изменяют коэффициент при свободном слене модели 2 до тех пор, пока интег ра гор блока 5 не остановится. Это значит, что коэффипиент при свободном члене системыо равен коэффициенту при ос свободном члене модели ol „

Затем. йодают на вход системы и модели линейно растущий сигнал Х х= <4, Коэффициенты О при первой производной определяют по формуле

„а. ос асс с „ где Ь вЂ” разность выходного сигнала системы и модели при подаче Х в, = сС<4 с;(, - коэффициент при линейно растущем сигнале. Если этот коэффициент будет велик, то выходная величина системы раньше достигнет своего предельного значении, чем затухающие в системе сво бодные колебания. Тогда эксперимент надо повгорить, предварительно уменьшив величину d.<. Когда в системе затухнут свободные колебания все производные выше первой обратятся в нуль и расчетная формула для вычисления Ок примет простой вид.

После определения значения коэффициента с1„с приступают к определению коэффициента Qgc .. На вход системы и модели подают Х = d. 4 . После прекра|пения

696416 свободных колебаний формула для вычисления ol имеет вид:

h c яс 2! с4.

2 где Ь - разность выходного сигнала системы и модели при подаче на их вход воздействий Х „= dя Ь .

Подавая на вход системы все более сложный сигнал из последовательности время-степенного ряда можно определить все неизвестные коэффициенты исследуемой системы ос +< г

К . ck к

rge Ьk — разность выходного сигнала системы и модели при подаче к на их вход воздействий Х х =дф; д. - коэффициент при соответствующем

К сигнале из время-степенного ряда.

Описание предложенного способа показывает, что его реализация не требует сложной аппаратуры, а коэффициенты передаточной функции определяются приблизительно с одинаковой ошибкой. Поэтому способ может найти широкое применение при наладке промышленных систем регулирования. С помощью устройств, реализующих этот способ, удается быстро определить передаточные функции промышленных систем, а затем за короткий срок наладки добиться в этих системах оптимален ного режима функционирования.

Формула изобретения

Способ определения коэффициентов передаточных функпий систем управления, путем подачи на вход системы регулирования и ее модели время-степенных проб о ных сигналов и подстройки модели до момента компенсации выходного сигнала системы регулирования сигналом модели, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью увеличения точности способа, в нем время степенные пробные сигналы формируют из последовательности одиночных сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20 l. Пегтяренко П. М., Коваленко B. П..

Определение характеристик звеньев систем автоматического регулирования, Энергия, М., 1973, с. 76-81.

2. Оршлнцев В. М. Автоматизапия ма 5 тематического описания объектов управления, «Машинострение», М., 1969, с. 911 05.

3. Власов-Власюк О. Б. Экспериментальные методы в автоматике, Машизо построение", М., 1969, с. 178-184.

4. Авторское свидетельство СССР № 208792, кл. G 05 B 23/02, 1966, (прототиц) .