Устройство для определения частотных характеристик систем автоматического регулирования

Устройство для определения частотных характеристик систем автоматического регулирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПИСА НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнх

Социалистических

Республик п11783759

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 09.0179 (21) 2711219 18-24 с присоединением заявки Но (23) Приоритет—

Опубликовано 301180 Бюллетень М 44

{51)М. Кл.з

G 05 В 23/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

{53) УДК б2-50 (088.8) Дата опублмковання описанкя 30.13.80 (72} Авторы изобретения

В. Л. Соседка, М. A. Алексеев, О. В. Вугрим и Л. Ф. Коломойцева

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Артема (71) Заявитель (54 ) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ

АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования и предназначено для экспериментального исследования динамических характеристик линейных систем ав- 5 томатического управления.

Из вест но устройство, содержащее две группы цифровых гармонических анализаторов, многоканальное устройство сравнения с двумя группами вхо- 1О дов. В процессе эксплуатации цифровые гармонические анализаторы выделяют скрытые периодичности, а затем определяют амплитудную фазовую характеристику (11 . 15

К недостаткам этого устройства относятся сложность реализации линейных вибраторов и сложность устройств для обработки выходных сигна- 20 лов линейных внбраторов, повышенная чувствительность линейных вибраторов к действию помех, большое количество преобразователей аналог-код.

Известно устройство для определе- 25 ния частотных характеристик объектов управления, содержащее п линейных вибраторов, входы которых соединены с выходом объектов, а выходы - с .блоком индикации. Оно содержит также ге- 30

2 нератор полигармонических колебаний, подключенный ко входу объекта 2 .

Однако это устройство имеет недостатки: повышенную чувствительность линейных вибраторов к действию помех, сложность в аппаратурной реализации, связанную со сложностью реализации линейных вибраторов к относительно большим количествам преобразователей ан алог-код.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения частотных характеристик автоматических систем, содержащее генератор синусоидальных и косинусоидальных сигналов, выходы которого соединены с блоками управления. Эти блоки перемножают гармонический сигнал с выходным сигналом исследуемой системы, à затем полученное произведение интегрируется, Кроме того, это устройство содержит дифференцирующий блок, соединенный с выходом системы, блок. записи и.миО" гократного считывания .3 .

У этого устройства низкая точность определения амплитудно-фазовых

:,характеристик систем регулирования, так как при дифференцировании переходной функции возрастает спектраль-. ная плотность мощности промышленных

783759 помех, которая будет искажать обработки.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные интегратор и мас штабный блок, выход которого подключен к первым входам вторых групп блоков умножения, ко вторым входам которых подсоединены соответствующие выходы двух групп интеграторов, а их выходы подключены ко входам регистрирующих блоков, вход интегратора соединен с выходом исследуемой системы.

На чертеже представлена блок-cxe-: 19 ма устройства с исследуемой системой.

Она содержйт генератор 1 импульсов, подключенный к входу исследуемой системы 2, интегратор 3, масштабный блок 4, генератор " синусоидальных що и косинусоидальных сигналов, первые группы блоков 6 и 7 умножения и две группы интеграторов 8, 9, вторые группы блоков 10, 11 умножения, ре гистрирующие блоки 12, 13.

Ре ализ ация данного устройства основана на том положении, что коэффициент усил ния системы равен площади под кривой выходного сигнала, когда на вход системы подается Р -функция.Это можно показать, если проинтегрировать выражение Й 4 (Ф . (-) при Ф= О. Имея коэффициент передачи системы на постоянном токе и определяя площадь над кривой переходного процесса, можно осуществить масштабирование, что позволит по выражению (1) определить частотные характеристики системы при кратковременных воздействиях.

Устройство работает следующим образом.

На вход исследуемой системы 2 подают постоянный сигнал и определяют коэффициент передачи исследуемой системы. Затем от генератора 1 импульсов поступает серия импульсов.

Частота импульсов выбирается такой, чтобы к моменту поступления следующего импульса переходной процесс в исследуемой системе закончился, т.е. реакции исследуемой системы от действия импульсов не накладывались. Это позволит статистически обработать выходной сигнал и определить частотную характеристику от действия серии импульсов.

Далее выходной сигнал исследуемой системы 2 перемножается с выходными сигналами генератора 5 в блоках 6 и 7 60 умножения. С выходов блоков умножения сигналы поступают на интеграторы 8, 9. На выходе интеграторов 8 сигналы

1 пропорциональны коэффициентам разложения выходного сигнала по синусоидаль- 65 ным функциям, а на выходе интегратора 9 — по косинусоидальным функциям.

Однако следует учитывать, что произошел гармонический анализ некоторой реакции системы автоматического регулирования, которая не равна истинной реакции (за истинную принимается реакция на (Р -функцию), а только ей подобна. Для того, чтобы из подобной реакции получить истинную последнюю следует умножить на коэффициент, который определен в масштабном блоке 4 и выставляется сомножителем в блоках

10, 11 умножения, а на.их выходах сигналы равны собственно коэффициентам разложения реакции исследуемой системы по синусоидальным и косинусоидальным функциям. Далее этот сигнал подается н а ре гулирующие блоки 12, 13.

Применение указанного устройства поз воляет ускорит ь процесс из мерения частотных характеристик сист ем автомат и че с кого ре гули рования и определять частотные характеристики систем при кратковременных воздействиях (приложение кратковременной нагрузки, изменение управ ляющего воздействия и т.д. ) непосредственно в промышленных условиях, так как всегда можно выбрать воздействия, которые не будут влиять на ход технологического процесса.

Формула изобретения

Устройство для определения частотных характеристик систем автоматического регулирования, содержащее генератор импульсов, подключенный ко вход исследуемой системы, генератор синусоидальных и косинусоидальных си гн алоэ, вЫходы которо го подсоединены к первым входам первых двух групп блоков умножения, выходы которых подсоединены к выходам двух групп интеграторов, две группы регистрирующих блоков, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены последовательно соединенные интегратор и масштабный блок, выход которого подключен к первым входам вторых групп блоков умножения, ко вторым входам которых подключены ""ooòâåòñòâóþöèå выходы двух групп интеграторов, выходы которых подключены ко входам регистрирующих блоков, а вход интегратора подключен к выходу исследуемой системы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9199229, кл. Я 05 В 23/02, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

1307390, кл. Ц 05 В 23/02, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

9375626, кл. g 05 B 23/02, 1973 (прототип) .

783759

Составитель Г. НеФедова

Техред А,Щепанская Корректор И выдкаЯ

Редактор И. Грузова

Заказ 854 1/50 Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4