Устройство для измерения динамических характеристик объекта регулирования

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ по авт.св. № 1043600, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности измерения , оно содержит последовательно со единенные второй усилитель сперемен™ ным коэффициентом усиления, второй блок умножения, второй сумматор и управляемый аналоговый блок памяти, вход второго усилителя с переменным коэффициентом усиления подключен к выходу управляемого аналогового делителя, второй вход второго блока умножения подключен к выходу электромеханического датчика; второй вход (Л второго сумматора подключен к выходу первого управляемого интегратора, а управляюпщй вход управляемого аналогового блока памяти подключен к выходу формирователя временного интервала . 41 -4J 4J ;о 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 05 B 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1043600 (21) 3714020/24 (22) 27.03.84 (46) 07.09.85. Бюл. ¹ 33 (72) Ю.M.Гусев, Е.P.Äoçoðöåâà, В.Н.Ефанов, В.Г.Крымский и Ш.Х.Маликов (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им.С.Орджоникидзе (53) 62.50(088.8) (56) Теория автоматического управления. ч.П. Под ред.А.В.Нетушила.—

М. Высшая школа, 1983, с.432. . Авторское свидетельство СССР

¹ 1043600,,кл. G O5 В 23/02, 1983.

Справочник по аналоговой вычислительной технике. Под ред.Г.Е.Пухова. — Киев: Техника, 1975. с.219-220..

Смолов В,Б,Аналоговые вычислительные машины-. — M. Высшая школа, 1972, с.182-183.

„„SU„„1177798 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЪЕКТА

РЕГУЛИРОВАНИЯ .по авт.св. ¹ 1043600, о т л и ч а ю щ е е с ч тем, что, с целью повышения точности измерения, оно содержит последовательно со единенные второй усилитель спеременным коэффициентом усиления, второй блок умножения, второй сумматор и управляемый аналоговый блок памяти, вход второго усилителя с переменным коэффициентом усиления подключен к выходу управляемого аналогового делителя, второй вход второго блока умножения подключен к выходу электромеханического датчика, второй вход второго сумматора подключен к выходу первого управляемого интегратора, а управляющий вход управляемого аналогового блока памяти подключен к выходу формирователя временного интервалаа.

1177798

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и к автоматическому управлению и может быть использовано для снятия динамических характеристик нестационарного объема. 5 регулирования, например газотурбин— ного двигателя.

Целью изобретения является повышение точности измерения динамических характеристик исследуемого объекта регулирования,в частности характеристик изображения импульсной переходной функции объекта по Меллину.

На чертеже показана функциональная схема устройства. 15

Устройство содержит генератор 1 эталонного изменения управляющего воздействие, вторую линию 2 задержкии генератор 3 линейно изменяющегося напряжения, входы которых подключены 20 к выходу генератора 1 эталонного изменения управляющего воздействия, управляемый аналоговый делитель .4, к первому сигнальному входу которого подключен генератор 3, а к второму — 25 выход второго управляемого интегратора 5, с выходом управляемого аналогового делителя соединены вход первого усилителя 6 с переменным коэффициентом усиления и первый вход gp инвертирующего сумматора 7, при этом выход первого усилителя 6 с пе- ременным коэффициентом усиления соединен с вторым входом инвертирующего сумматора 7, аналоговый умножитель 8 к первому входу которого подключен выход второго управляемого интегратора 5, а к второму — выход электромеханического датчика 9, управляющие входы управляемого аналогового дели-,О теля 4 и второго управляемого интегратора 5 прдключены к выходу второй линии.2 задержки, первый управляемый ингегратор 10, сигнальный вход которого соединен с выходом аналогового умножителя 8, управляющий — с выходом формирователя 11 временного интервала, первую линию 12 задержки, включенную между второй линией 2 задержки и формирователем 11. р

Исследуемый объект 13 включен между второй линией 2 задержки и электромеханическим датчиком 9, а также последовательно соединенные второй усилитель 14 с переменным 55 коэффициентом усиления, второй блок

15 умножения, второй сумматор 16, управляемыь аналоговый блок 17 памяти, причем вход второго усилителя

14 с переменным коэффициентом усиления подключен к выходу управляемого делителя 4, второй вход второго блока 15 умножения подключен к выходу электромеханического датчика 9, второй вход второго сумматора 16 подключен к выходу первого управляемого интегратора 10, а управляющий вход управляемого аналогового блока 17 памяти подключен к выходу формирователя 11 временного интервала.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 эталонного изменения управляющего воздействия вырабатывает сигнал, который поступает на второй вход линии 2 задержки и через время задержки, определяемое второй линией 2 задержки, на вход исследуемого объекта 13..

Электромеханический датчик 9 измеряет реакцию объекта 13 на этот сигнал. Выходной сигнал генератора 1 эталонного изменения управляющего воздействия также запускает генератор

З,на выходе которого формируется линейно изменяющееся во времени t напряжение, поступающее на первый сигнальный вход управляемого аналогового делителя 4. На второй сигнальный. вход управляемого аналогового делителя поступает сигнал у с выхода второго управляемого интегратора 5.

Процессы деления в управляемом аналоговом делителе 4 и-интегрирования во втором управляющем интеграторе 5 начинаются с момента, сдвинутого относительно момента поступления сигнала с выхода генератора 1 эталонного изменения управляющего воздействия на величину у.

С выхода управляемого аналогового делителя 4 сигнал V = у/t+ упосту— пает на первый вход инвертирующего сумматора 7, на вход первого усилителя 6 с переменным коэффициентом

l усиления К, и на вход второго усилителя 14 с переменным коэффициентом усиления 1/К.

Выходное напряжение первого усилителя 6 с переменным коэффициентом усиления К подается на второй вход инвертирующего сумматора.7. Сигнал

U с выхода инвертирующего сумматора 7 поступает на сигнальный вход второго управляемого интегратора 5.

11777

- (К+1)

w =(t+y) Так как сигнал U на сигнальном входе второго управляемого интегра тора 5 и сигнал у на его выходе связаны между собой зависимостью

dy/dt = U, а сигнал U на сигналь- 5 ном входе второго управляемого интегратора 5 с сигналом Ч на выходе управляемого аналогового делителя 4 зависимостью U = -(К+1)V, то результирующий сигнал на выходе вто- 10 рого управляемого интегратора 5 представляет собой результат, решения дифференциального уравнения с1у

Z (К+1)

Х

d (t+ ) + y которое при нулевых начальных условиях дает

Напряжение у с выхода второго управляемого интегратора 5 используется в качестве вспомогательного напряжения, подаваемого на первый вход ана- 25 логового умножителя 8, в котором происходит умножение напряжения у на реакцию x(t) объекта 13 на эталонное изменение управляющего воздействия.

Результирующее напряжение поступает на сигнальный вход первого управляемого интегратора 10.

Сигнал Z на выходе усилителя 14 с переменным коэффициентом усиления, обратно пропорциональный коэффициенту усиления первого усилителя, подается на первый вход второго аналогового умножителя 15, в котором происходит умножение напряжения Z на реакцию x(t) объекта 13 на эталон-4О ное изменение управляющего воздействия. Результирующее напряжение поступает на первый вход второго аналогового сумматора 16.

На второй вход второго аналогово45 го сумматора lб.поступает напряжение с выхода первого управляемого интегратора 10. Результирующее напряжение поступает на вход аналогового блока 17 памяти.

Интегрирование в первом управляемом интеграторе 10 начинается с момента сдвинутого относительчо моI

9 мента поступления эталонного изменения управляющего воздействия на величину (+ "1 ), Это объясняется 55 тем, что для некоторых функций ин геграл Меллина с нижним пределом, равным нулю, оказывается расходящим.

98 4 ся. Величина задается черной линией

12 задержки.

Процесс интегрирования продолжается до момента Т+2", где Т вЂ” интервал интегрирования, величина котороге- определяется блоком ll и выбирается исходя из требований к точности затухания переходного процесса в исследуемом объекте 13.

При t + fCt CT 1 на выходе формирователя 11 действует разрешающий сигнал "0", который подается на управляющий вход первого управляемого интегратора 10.

При t 7 Т + - на выходе формирователя 11 временного интервала

ll П присутствует запрещающий сигнал 1 и процесс интегрирования прекращается, т.е. на выходе первого управляемого интегратора 10 по истечении времени Т + - действует напряжение, амплитуда которого приблизительно равна значению изображения импульсной переходной функции объекта по

Меллину, при S = -К. и совпадает с ним при достаточно больших величинах интервала Т интегрирования.

На выходе второго аналогового сумматора 16 формируется напряжение, уровень которого определяется зависимостью ф 9у

x«)() .И+- х(с) <

-(К91) 1 -К

Последнее по истечении времени Т приобретает значение которое запоминается в аналоговом блоке 17 памяти.

В последнем записывается и хранится значение изображения импульсной переходной функции объекта по Меллину в момент времени Т, который определяется формирователем 11 временного интервала.

1177798

Составитель В.Кузин

Техред Ж.Кастелевич Корректор Е.Рошко

Редактор Л.Гратилло

Заказ 5551/47

Тираж 863 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

Генератор 1 эталонного воздействия ступенчатого воздействия может быть выполнен на основе ждущего мультивибратора . Формирователь 11 временного интервала может быть выполнен как одновибратор.

Интервал времени Т обычно выбира ют в пределах Т =(3-4) ь „, где

Т „ — максимальное значение постоянной времени, характеризующей динамические свойства исследуемого объекта 13 регулирования.