Устройство для измерения частотныххарактеристик

Устройство для измерения частотныххарактеристик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е 809070

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.05.78 (21) 2612408/18-24 с присоединением заявки № (51) М. Кл з

G 05 В 23/02

Гееудлрстаеиимй кюмитет

СССР ао делам изейретеиий и аткрмтий (23) Приоритет— (53) УДК 62-50 (088.8) Опубликовано 28.02.81. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 10.03.81 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и предназначено для экспериментального исследования динамических характеристик систем автоматического управления (САУ) .

Известен анализатор спектра, основанный на вычислейии ряда Фурье и содержащита генератор гармонических колебаний ортогональных функций (синусоидальных и косинусоидальных колебаний), блоки умножения, интеграторы и регистраторы. При определении амплитудно-фаЗовых характеристик этим анализатором система выводится на режим вынужденных колебаний,выходной сигнал системы умножается на синусоидальные и косинусоидальные колебания, а затем полученное произведение интегрируется на периоде. На выходах интеграторов получаются значения вещественной и мнимой составляющих амплитудно-фазовой характеристики (1) .

Недостатками этого устройства являются длительность определения амплитуднофазовых характеристик, так как их точки определяются путем последовательной подачи на вход системы ряда частот, и сложность в реализации блоков умножения.

Известно устройство для определения частотных характеристик функционирующих объектов автоматизации, содержащее две группы цифровых гармонических анализаторов, многокальный блок сравнения с дву5 мя группами входов. В процессе эксплуатации цифровые гармонические анализаторы выделяют скрытые периодичности, а затем определяют амплидутно-фазовую характеристику (2) .

Недостатки устройства заключаются в

10 сложности реализации линейных вибраторов и сложности устройств для обработки выходных сигналов линейных вибраторов,повышенной чувствительности линейных вибраторов к действию помех и большом количестве преобразователей аналог-код.

Известно также устройство для определения частотных характеристик объектов управления, содержащее линейные вибраторы, входы которых соединены с выходом о объекта, а выходы — с блоками индикации; генератор полигармонических колебаний, подключенный ко входу объекта (3).

Недостатками такого устройства являются повышенная чувствительность линей809070 з ных вибраторов к действию помех и сложность в аппаратурной реализации, связанная со сложностью реализации линейных вибраторов и относительно большим количеством преобразователей аналог-код.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения частотных характеристик, содержащее формирователи программных импульсов, блок логического сложения и последовательно соединенные генератор частоты, генератор полигармонического сигнала, один выход которого 10 соединен с управляющим входом ключа, другой выход — со входом исследуемого объекта, выход которого соединен со входами блока выделения знака и преобразователя аналог-код, выход которого соединен с сигнальным входом ключа, выход которого связан

15 со счетными входами реверсивных счетчиков, выходы которых связаны со входами соответствующих блоков регистрации, а управляющие входы подключены к выходам соот20

25 между собой в соотношении 1,2,4,8..., т.е. гармоники с частотами 2 (где и =О, 1, 2, 3,...), что сужает возможности прибора при точных измерениях частотных характеристик объектов САУ.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что выход генератора частоты подключен ко входам формирователей программных импульсов, выходы которых подключены к соответст- З5 вующим входам блока логического сложения и вторым входам соответствующих логических блоков, а выход блока логического сложения подключен к управляющему входу преобразователя аналог-код.

40 ветствующих логических блоков, первые входы которых соединены с выходом -блока выделения знака (4).

Однако в полигармоническом сигнале, подаваемом на вход исследуемой системы, могут содержаться гармоники, находящиеся

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор частоты

l, генератор полигармонического сигнала 2, исследуемый объект 3, блок выделения знака 4, преобразователь аналог-код 5, ключ 6, формирователи программных импульсов 7 и

8, состоящие из делителей частоты 9 и регистров сдвига 10, блок логического сложения 11, логические блоки 12 и 13, реверсивные счетчики 14 и 15 и блоки регистраторов

16. и 17.

Генератор полигармонического сигнала 2 можно выполнить, используя метод разложения Фурье по системе ортонормированных функций, например функций Уолша. В качестве блока выделения Знака 4 можно использовать нуль-орган. Все остальные элементы относятся к стандартным элементам измерительной техники.

4

Устройство работает следующим образом, С генерат ора частоты 1 импульсы поступают на генератор полигармонического сигнала 2 и входы формирователей программных импульсов 7 и 8. В генераторе 2 формируется полигармонический сигнал, который затем подается на вход исследуемого объекта 3 и выводит последний в режим вынужденных колебаний, где определяется знак выходного сигнала исследуемой системы блоком выделения знака 4. Сигнал с него поступает на один из входов логических блоков 12 и 13. На выходах формирователей программных импульсов 7 и 8 в моменты времени, определяемые выражениями

Х 1 Т О,)=- (- „(б Е (-0 Хьых(., I), (2) где Х,„— выходные сигналы на выходах формирователей;

Т вЂ” период низшей частоты;

1) — натуральный ряд чисел, суммиро-, вание по которым охватывает интервал реализации, появляются импульсы, которые поступают на входы блока логического сложения 11 и на соответствующие входы логических блоков

12 и 73. Сигнал с выхода блока логического сложения ll управляет преобразователем аналог-код 5, выход которого через ключ 6 подключен ко входам блоков реверсивных счетчиков 14 и 15. Ключом 6 по сигналу из генератора полигармонического сигнала 2 задается время измерения, равное периоду низшей гармоники (или кратное ей в случае статической отработки сигнала), в течение которого сигнал с выхода преобразователя аналог-код 5 поступает через открытый ключ

6 на блоки реверсивных счетчиков 14 и 15, Направление счета каждым из реверсивных счетчиков определяется соответствующим логическим блоком 12 и 13. В зависимости от знака сигнала на выходе логических блоков 12 и 13 выходной сигнал преобразователя аналог-код 5 вводится в счетчики со знаком плюс или минус, причем знак плюс соответствует одинаковым знакам сигналов, подаваемым на входы логических блоков 12 и 13, а знак минус — сигналам с разными знаками, подаваемым на входы тех же счетчиков.

После окончания процесса измерения блока регистраторов 16 и 17, которые подключены к выходам счетчиков 14 и 15, будут известны значения мнимой и действительной составляюших амплитудно-фазовой характеристики исследуемой системы.

Предлагаемое устройство имеет широкие функциональные возможности при определении амплитудно-фазовых характеристик, так как позволяет одновременно, на том же частотном диапазоне, определить большее количество точек.

809070

Формула изобретения

Составитель В. Васильев

Техред А. Бойкас Корректор Г. Решетник

Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета АЗССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Безродная

Заказ 10878/53

Устройство для измерения частотных характеристик, содержащее формирователи программных импульсов, блок логического сложения и последовательно соединенные генератор частоты, генератор полигармонического сигнала, один выход которого соединен с управляющим входом ключа, другой выход,-со входом исследуемого объекта, выход которого соединен со входом блока выделения знака и со входом преобразователя аналог-код, выход которого соединен с сигнальным входом ключа, выход которого связан со счетными входами реверсивных счетчиков, выходы которых связаны со входами соответствующих блоков регистрации, а управляющие входы — с выходами соответствующих логических блоков, первые входы которых соединены с выходом блока выделения знака, отличающееся тем, что с це6 лью повышения точности и быстродействия устройства, выход генератора частоты подключен ко входам формирователей программных импульсов, выходы которых подключены к соответствующим входам блока логи-, ческого сложения и вторым входам соответст— вующих:логических блоков, а выход блока логического сложения подключен к управляющему входу преобразователя аналог-код

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !

О 1. Ордынцев В. М. Автоматизация математического описания объектов управления. М., «Машиностроение», 1969, с. 141—

143.

2. Авторское свидетельство СССР

15 № 199229, кл. G 05 В 23/02, 1966.

3. Авторское свидетельство СССР № 307390, кл. G 05 В 23/02, 1971.

4. Авторское свидетельство по заявке № 2454270/18 — 24, кл. G 05 В 23/02; 1976.