Устройство для определения ампли-тудно-частотных характеристик линей-ных систем регулирования

Устройство для определения ампли-тудно-частотных характеристик линей-ных систем регулирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Севетосик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЗЬСТВУ

Опубликовано 150581, Бюллетень Но 18

Дата опубликования описания 150581

G 05 В 23/02

Государственный коинтет

СССР во дааев нзобретеннй н открмтнй (53) УДК 82-50 (088.8) (12) Лвторы изобретения

A.Ô.3óáêoâ, В.В.Дрожжин и Р.М.Юсупов (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ЛИНЕЙНЫХ CHCTEN РЕГУЛИРОВАНИЯ

5 Цель изобретения — упрощение устройства при одновременном расширении

его функциональных возможностей, заключающееся в том, что одновременно при определении АЧХ определяется

® .логарифмическая частотная характеристика.

Недостатком этого устройства является сложность технической реализа:ции и невозможность нейосредственно получать логарифмическую частотную 20 характеристику.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения частотных характеристик линейных систем регули- 25 рования, которое содержит последовательно соединенные блок сравнения, первый усилитель, первый блок регистрации, а также второй усилитель, подключенный к выходу блока сравнения 2). () Изобретение относится к теории автоматического регулирования и может применяться для определения амп- литудно-частотных характеристик (АЧХ) систем автоматического управления.

Известно устройство для измерения амплитудных и фазовых частотных характеристик, содержащее последовательно соединенные генератор синусюидальных сигналов, фазорегулятор, канал измерения амплитуды, сумматор и канал измерения фазы 1), Недостатком данного устройства является сложность изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные генератор колебаний со случайно меняющейся амплитудой, первый датчик параметра, а также последовательно соединенные второй датчик параметра, инвертор и, кроме того, последовательно соединенные блок возведения в степень и второй блок регистрации, причем выход первого датчика подключен к первому входу блока сравнения, выход инвертора подключен ко второму входу блока сравнения, а выход второго усилителя подкюпочеи ко входу блока возведения в степень.

Для этого используют закон изменения энтропии сигнала при прохожде830318 нии последнего через линейное звено, в соответствии с которым

"Вых="вх () )1 или

У

ЬИ=Ннх Ннь х ХЕс А(-Щ .где Л(а) = IW (jar)l A IX линейной системы, Ннх и Ннцх — энтропия сигнала на входе и выхоце системы соответственно, И()и. ) - передаточная функция системы, ce„(1=1,,,n) - спектр частот сигнала.

Из (1), при условии, что сигнал имеет только одну составляющую спектра, получаем

219А (<) Д з

Д(Я) = 10 где д и изменение энтропии сигнала с одной составляющей Я. 20

Таким образом, подавая на вход линейной системы гармонический сигнал с амплитудой, изменяющейся по слуслучайному закону, и изменяя разность энтропии этого сигнала на входе и выходе системы, мы определяем тем самым логарифмическую частотную характеристику L(2), так как

Ь (я-) =2 0 - 1 9 А ®) (3 )

hh = 2 1gA(Я), ЗО отсюда ®) = 10 gh

Находя величину, обратную логарифму, получаем сигнал, пропорциональный АЧХ системы

- p(g) =

Таким образом, измеряя нсего один параметр, энтропию сигнала можно определить как A(<) так и 4 (9.).

На чертеже представлена блок-схе- 4О ма предлагаемого устройства.

Устройство содержит контролируемую линейную систему 1, генератор 2 колебаний со случайно изменяющейся амплитудой, первый датчик 3 параметра энтропии, второй датчик 4 параметра энтропии, инвертор 5, блок б суммирования, первый блок 7 регистрации, второй блок 8 усиления, блок 9 возведения н степень, второй блок 10 регистрации, первый блок 11 усиления °

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от генератора 2 колебаний со случайно изменяющейся амплитудой поступает на входы контролируемой линейной системы 1 и первого датчика

3. Сигнал о выходе системы поступает на вход второго датчика 4. Сигнал, пропорциональный значению энтропии, поступает с выхода первого 3 и второ- 60 го 4 датчиков (через инвертор 5) на вход блока 6 суммирования.,С выхода блока б суммирования поступает сигнал, пропорциональный величине b h изменению энтропии сигнала, проходя- 65 щего через линейную систему и равной величине 21gA(R). Этот сигнал поступает на входы первого 11 и второго 8 усилителей, где получаются сигналы.

l соответственно .пропорциональные

10 аh = L(Q.) и — = 19А(Я.), где

ДЬ

). (Й) и А(Я.) — логарифмическая и АЧХ системы. Сигнал, пропорциональный

L (9.), с выхода второго усилителя поступает на первый блок 7 регистрации

Ч а сигнал, пропорциональный А(Я)=1о с выхода второго усилителя 8, поступает на вход блока 9 возведения в степень, с выхода которого поступает сигнал, пропорциональный АЧХ системы.

Этот сигнал поступает на второй блок 10 регистрации. Изменяя значение частоты (Я,.) сигнала со случайно изменяющейся амплитудой с выхода генератора колебаний 2, мы на блоках регистрации 7 и 10 получаем необходимые амплитудно-частотную и логарифмическую характеристики системы.

Изобретение позволяет существенно упрсстить устройство для определения

АЧХ линейных систем регулирования и одновременно получить логарифмическую частотную характеристику. Кроме того, устройство может быть использовано и для контроля исправнос-, ти линейных систем, так как при заданной частоте 9. величина дЬ зависит только от параметров системы АЧХ.

Если параметры изменяются (система выходит из строя), то изменяется соответственно и величина д6, а следовательно и АЧХ системы. Если же система исправна, то величина изменения энтропии и ЛЧХ остается постоянной. Изобретение позволяет упростить устройство, так как отпадает необходимость в сложных преобразованиях сигнала в контролирующей аппаратуре.

Формула изобретения

Устройство для определения амплитудно-частотных характеристик линейных систем регулирования, содержащее последовательно соединенные блок сравнения, первый усилитель, первый блок регистрации, а также второй усилитель, подключенный к выходу блока сравнения, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены последовательно соединенные генератор колебаний сс случайно меняющейся амплитудой, первый датчик параметра, последовательно соединенные второй датчик параметра, инвертор и последовательно соединенные блок возведения в степень и второй блок регистрации, причем выход первого датчика параметра подключен к первому входу блока сравнения, ко

830318

Составитель Г.Нефедова

Техред Н. Граб . Корректор А.Гриценко:

Редактор Н.ПогориляК

Заказ 3789/86 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 второму входу которого подключен выход инвертора, а выход второго усилителя подключен ко входу блока возведения в степень.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

946035, кл. G 05 В 23/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9648951, кл. G 05 В 23/02, 1976 (прототип).