Устройство для определения параметров переходного процесса

Устройство для определения параметров переходного процесса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ изов итения

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Ресиубл н (u526289 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 28.08,79 (21) 2814389/18-24

° с присоединением заявки М— (23) Приоритет (54)М. Кл.

G 05 В 23/02

11таудеротаеньй комитат

СССР ао делен изобретений и открытий

Опубликовано 30.04. 81. Бюллетень РЙ 16

f53) УДК 62-50 (088.8) Дата опубликования .описания 30.04. 81

А. А. Бакиров, А. И. Заико и Б. Н. Запасный ндэГ-у- 14 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

УФимский авиационный институт им. Орджоник! (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ПЕРЕХОДНОГО ПРОЩ:ССА

Изобретение относится к автомати. ке и может быть использовано для определения параметров переходных функций элементов систем управления н регулирования.

Известно устройство для опреде5 ления параметров переходного. процесса в системах автоматического регулирования, содержащее блок управления, запоминающий блок, счетчики времени

19 и блок запоминания экстремума 11 .

Однако использование в устройстве измерителя экстремума вносит существенную погрешность, в результате чего устройство позволяет определять параметры переходного процесса колебательных звеньев второго порядка с частотами затухающих колебаний от 0,1 до 10 Гц с точностью не выше

5Х что существенно ограничивает

26 область применения анализатора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической Сущности является устройство для определения параметров переходного процесса в системах управления и регулирования, содерmagee последовательно соединенные сравнивающий блок, первый триггер, первый счетчик, блок. деления и блок умножения, а также последова-. тельно соединенные второй триггер и второй счетчик, причем первый вход второго триггера подключен к выходу сравнивающего блока, выход второго триггера подключен ко второму входу первого триггера, выход второго счетчика подключен ко второму входу блока умножения, а первый вход блока сравнения подключен ко входу устройства (2J.

Однако известное устройство определяет параметры переходных процессов, возникающих только при ступенчатом снятии сигнала на входе исследуемого элемента, т.е. при подаче на вход так называемой "обратной ступеньки". Для некоторых же элементов систем управления и л

2. 1

3 Я регулирования, например для преобра.зователей давления, можно осуществить подачу только образцовой

"прямой ступеньки", т.е. ступенчатого нарастания сигнала. Это объясняется тем, что существующие образцо-. вые генераторы импульсного давления предназначены для воспроизведения ударных нарастающих давлений. Таким образом, область применения его оказывается существенно ограниченной.

Кроме того, данное, устройство обла дает недостаточной точностью, так как не учитывает смещение нулевого уровня на выходе исследуемого элемента. Это объясняется тем, что параметры переходного процесса в этом устройстве определяются по. данным о достижении переходным процессом нулевого уровня. Однако у элементов со смещением нуля выходной сигнал в установившемся режиме отличен от нуля и равен Ь.о, где Ь вЂ” смещение нуля. Относительно значения Ьо и следует, определять параметры переходного процесса. Расчет показывает, что неучет смещения нуля на 1Е может приводить к погрешностям в определении параметров переходного процесса до 107.

Цель изобрететения — расширение функциональных воэможностей и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные программный блок, ключ и запоминающий блок, причем н второй выход программного блока подключен к выходу устройства, третий выход — ко второму входу второго триггера, второй вход ключа подключен ко входу устройства, а выход запоминающего блока подключен ко второму входу сравнивающего блока.

Широкий класс элементов систем управления и регулирования имеет переходную функцию вида

Переходная функция (1) получается при ступенчатой подаче сигнала на

20289

4 вход исследуемого элемента, а переходная функция (2) соответствует ступенчатому снятию сигнала, 5

Для -однозначного описания динамики элемента достаточно определить значения параметров Д и,> в уравнениях (1) и (2) . Последние опре-. деляются по формулам: где t< и и 2 — соответственно первый и второй моменты времени достижения переходным процессом значения

KX о + Ьо при определении параметров по (1) и До при определе25 нии параметров по (2).

Таким образом, определив моменты времени t и t2 и рассчитав параметры (- и (), можно однозначно определить переходную функцию элемента.

5О Предлагаемое устройство позволяет определять параметры переходных процессов и.Я, получаемых при ступенчатом снятии и при ступенча той подаче сигнала на входе исследуе35мого элемент а,а та жеповыстьточ ность определения этих параметров.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит программный

4о блок 1 исследуемый элемент 2, сравнивающий блок 3, ключ 4, запоминающий блок 5, первый и второй триггеры 6 и 7, счетчики 8 и 9 времени, блок 10 умножения, блок- 11 деления.

Устройство при ступенчатой подаче сигнала на вход исследуемого элемента работает следующим образом.

В исходном состоянии ключ 4 открыт, триггеры 6 и 7 находятся в состояиiхet и °

С программного блока 1 на исследуе-. мый элемент 2 подается сигнал постоянного уровня Х ° После затухания переходного процесса сигнал на выходе исследуемого объекта принимает

55 установившееся значение, равное

КХ + Ьо, которое и запоминается в запоминающем блоке 5. После этого программный блок 1 закрывает ключ 4 и

5 82 уменьшает сигнал на входе исследуемо

ro элемента 2 до нулевого уровня, По истечении времени, достаточного для затухания переходных процессов в исследуемом элементе 2 на него с программного блока .1 подается ступенчатый сигнал. Одновременно программный блок 1 подает команду

"Пуск" на триггер 6. Триггер 6 устанавливается в состояние 1 и запускап II ет счетчик 9 времени, определяющий время 1, — первого достижения переходным процессом установившегося значения КХ + Ь . При переходе вью ходным сигналом установившегося значения КХ + Ь в момент времени о о срабатывает сравнивающий блок

3, на входы которого поступают переходный процесс (t)+ Ьо и постоянный уровень КХ + 5 с запоминающего о блока 5. Импульс с выхода сравнивающего блока 3 устанавливает триггер 6 в состояние "0", в счетчике

9 времени фиксируется интервал (о >

В момент времени t импульс с выхода триггера 6 устанавливает триггер 7 в состояние "1", при этом запускается счетчик 8 времени, опреде. ляющий полупериод (t2-1,1).При переходе переходного процесса через уста- новившееся значение КХ о+ До в момент времени t срабатывает сравнивающий блок 3. и импульс с его выхода устанавливает триггер 7 в "0",счетчик

8 времени выключается и в нем фиксируется интервал (t - й,1 ).

Функциональная зависимость

-О . решается блоком 11 деления.

37 а фуЯкцйональная зависимость

jihad

)-р СОБ t -1 — блоком 10 умножения.

Таким образом, на выходе блоков 9 и 10 получают напряжения постоянного тока, пропорциональные параметрам

Ц и 0J не зависящие от

Устройство при ступенчатом снятии сигнала на входе исследуемого эле" мента работает следующим образом.

В исходном состоянии ключ 4 открыт, триггеры 6 и 7 находятся в состоянии "0", Программный блок 1 поддерживает нулевой уровень сигнала на входе исследуемого элемента.

В этом положении на вход запоминающего блока S через ключ 4 поступает сигнал b, . По команде с программного

0 блока 1 ключ 4 закрывается, в запо6289 6 минающем блоке 5 сохраняется значение сигнала Ьо, которое в дальнейшем и поступает на вход сравнивающего блока 3. Программный блок 1 подает

5 на исследуемый элемент2 сигнал постоянного уровня 11 . После затухания переходных процессов блок 1 управления производит ступенчатое снятие сигнала на входе исследуемого элемента

1в 2, Дальнейшая работа происходит аналогично работе устройства при подаче ступенчатого сигнала, с той лишь разницей, что моменты времени t< и соответствуют прохождению переходным процессом установившегося значения b o . Значения определенных параметров - и<,) также не зависят от смещения о .

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет расширить

26 функциональные возможности устройства, так как можно определять параметры переходных процессов, возникающих не только при ступенчатом снятии сигнала на входе исследуемого элемента, но также и при ступенчатой подаче сигнала. Это существенно расширяет класс исследуемых элементов °

Кроме того, повышается точность опре" деления параметров переходных процессов, так как устраняется влияние смещения нулевого уровня исследуемого элемента, Расчет показывает, что для исследуемых элементов систем управления и регулирования со смещением нуля 1Х точность определения параметров переходных функций повыша, ется на 10Х.

Формула изобретения

Устройство для определения параметров переходного процесса, содержащее последовательно соединенные сравнивающий блок, первый триггер, первый счетчик, блок деления и блок умножения, а также последовательно соединенные второй триггер и второй счетчик, причем первый вход второго триггера подкшочен к выходу сравниваницего блока, выход — ко второму входу первого триггера, выход второго счетчика подключен ко второму входу блока умножения, первый вход блока сравнения подсоединен ко входу устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей устройства, в него введе826289

Составитель Г. Нефедова

Редактор Ю.Ковач Техред, N.Ãîëèíêà Корректор В, сутяга

Заказ 2514/68 Тираж, 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 ны последовательно соединенные программный блок, ключ и запоминающий блок, причем второй выход программного блока подключен к выходу устройства, третий выход — ко второму входу второго триггера, второй вход ключа подсоединен ко входу устройства, а выход запоминающего блока .под-. ключен ко второму входу сравнивающего блока.

Источники инфЬрмации, принятые во внимание при экспертизе

1, Автовское свипетельство СССР

N 392464, кл, G . 05 В 23/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

У 607191, кл. G 05 В 23/02, 1978 О (прототип).