Устройство для контроля и настройки текущих характеристик объекта управления
ОП ИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 27.IX.1965 (№ 1030979/26-24) Кл. 21с, 46 50 с присоединением заявки № 1039274/26-24
Приоритет
Опубликовано 01.XI.1966. Бюллетень № 22
МПК G 051
УДК 621.317.799-501.22
Комитет по делам изобретений и открытий
Заявитель Рижское высшее командно-инженерное Краснознаменное училище имени маршала Советского Союза С. С. Бирюзова
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И НАСТРОЙКИ ТЕКУЩИХ
ХАРАКТЕР ИСТИ К ОБЪЕКТА УП РАВЛ ЕН ИЯ
Известны устройства для контроля и подстройки текущих параметров объектов управления с определением частотных характеристик, содержащие объект регулирования, параметры которого могут изменяться, устройство контроля характеристик объекта и задания детерминированных или шумовых колебаний наст-. ройки.
Предлагаемое устройство для контроля и настройки текущих характеристик объекта, работающего в нормально-импульсном режиме, отличается от известных тем, что оно не содер кит источников посторонних колебаний, нарушающих обычное функционирование объекта, а его реальные входной и выходной сигналы поступают на устройство контроля текущих частотных характеристик, содержащее две группы индикаторов скрытых периодичностей, входы которых попарно подключены к элементу сравнения, выделяющему на своем выходе амплитудно-фазо-частотную характеристику, которая затем поступает в устройство формирования сигнала подстройки, где она сравнивается со своим требуемым зна чением.
Сигнал подстройки, соответствующий разности требуемых и текущих характеристик, поступает в блок подстройки параметров объекта, изменяющий его настройки в соответствии с требуемыми.
Предлагаемое устройство обеспечивает выполнение каждого такта текущей корректировки параметров существенно нестационарного объекта по полной мгновенной однопараметрической характеристике с учетом всех эксплуатационных факторов за время между импульсами, не превышающее периода (или даже полупериода) скрытой во входном импульсе периодичности минимальной частоты, 10 для которой производится настройка.
Блок-схема всей системы представлена на чертеже.
Система состоит из объекта управления 1, устройства 2 контроля и настройки текущих
15 характеристик объекта управления, блока у подстройки параметров и развязывающего усилителя 4. Вход объекта управления с помощью ключа 5 периодически подключается к источнику входного сигнала x(t).
Устройство 2 содержит две группы индикаторов 6 ..., 6» и 7, ..., 7 сигналов скрытой периодичности, предназначенных для определения частотных характеристик соответствен25 но входного и выходного сигналов, т. е. x(t) и
g(t). Число индикаторов k зависит от числа точек определяемой частотной характеристики.
Кроме индикаторов, в состав блока 2 входят схема сравнения 8 и устройство 9 формирова30 ния сигнала подстройки параметров объекта.
188544
Каждый индикатор скрытой периодичности настроен на заданную частоту и представляет собой операционный фильтр, образованный двумя интеграторами 10 и 11 и инвертором 12.
Для определения текущих значений амплитуды и фазы сигнала заданной частоты в интеграторе установлены сумматор И и перемножитель 14, который подключен к источнику анализируемого сигнала.
Передаточные функции операционных фильтров имеют для каждой К-ой гармоники вид: х, (s)
@ ú. (S) = . (,, ——, ", (>) к где Ф @,. (S) — передаточная функция К-го оп рационного фильтра, (t)» — фиксированная частота, на которую настроен К-й фильтр, x(s), хф (s) — изображения по Фурье входного и выходного сигналов К-ro фильтра, j(0— мнимый аргумент.
Пусть на входы фильтров поступают импульсные сигналы произвольной формы и длительности, определенные на интервале времени (0, Т):
Хд = СОП$1 /((х
x(t) = x2 = х® 0<1-4 Т
x2 - — — const t > Т, где хд, x> — постоянные, в частном случае равные нулю, а х® — конечно, и его производные существуют. Тогда для каждого К-ro фильтра
Х@к(1а) =1 аХ(1а) . (2)
<» щ2 к
В соответствии с правилами преобразования
Фурье
- .— sin а,1
<> О>2
2 (3) ! "х(1") - — — (х(т))+СО = х (/).
Тогда во временной области выходной сигнал каждого К-го фильтра выражается интегралом свертки: хх. (0 = (sin s„(t — Ох (() ((4)
О
Так как по условию изменение сигнала х® ограничивается временем Т, то для всех t Т справедливо соотношение т
xs (0), >х —— I sino> (t — Цх (t)d!, (5) которое после ряда преобразований, с учетом интегрирования по 1 = Т дает: х,(,к(г) - у — Ск sin((+- о,. ), где С, и.q) -, — постоянные, а х (i) удовлетворяет условию: х (/) o (l Т< 1<0. Таким образом, на выходах всех К фильтров со стороны выходного сигнала имеют месго гармонические сигналы, соответствующис выделенным периодичностям «К вЂ” х» частот: тк хф(О|f тк< т„„„— — ) З) .(l — =)х (;)d; = = С,, sin (а,t+ ). Аналогичные соотношения справедливы и для выходных сигналов: К У((г) > т, < т,„,„. = )(" : (г — х) у (-) 1 = 0 — Cg з)п (0t) .() ttк) 20 Операционные фильтры включены по схеме решения дифференциального уравнения: dx>(f) 2 2 dx(f) 40 + акХф () — ак х соответствующего передаточной функции (д) и интегралу свертки (5). Частотная характеристика, вычисленная в 45 схеме сравнения 8, поступает в собственно устройство формирования сигнала подстройки 9, где она сравнивается со своими требуемыми характеристиками. Результаты сравнения подаются на блок подстройки параметров 3, 50 производящий необходимые подстройки. Предмет изобр етения 1. Устройство для контроля и настройки текущих характеристик объекта управления. работающего в нормально-импульсном режиме, содержащее блок подстройки параметров объекта и устройство формирования сигнала подстройки с элементом сравнения, состоящим из измерителя отношения амплитуд и вычислителя разности фаз, колебательных звеньев, образованных замкнутой цепью двух последовательно соединенных интеграторов, отличаюи(ееся тем, что, с целью индикации в электри65 ческом сигнале текущих значений амплитуды Из.этих выражений видно, что время выделения скрытой периодичности на выходе фильТРОВ НЕ ПРЕВЫШаЕт ПЕРИОДа (ИЛИ ДажЕ nns)IÓпериода) гармонической составляющей входного сигнала минимальной частоты, что и определяет быстродействие устройства. Все точки однопараметрической частотной характеристики вычисляютс>(одновременно для всех фиксированных час1от (о, с помощью схемы сравнения 8, работающеи как определитель отношений амплитуд и разностей фаз Hd каждой фиксированной частоте, в соответствии с выражениями: З5 С.(к) 188544 1 1 Составитель И. H. Шувалова Техред Л. Бриккер Корректор С. M. Белугина Редактор И. Г. Карпас Заказ 3851, 3 Тпрагк !550 Формат бум. 00 (90 /„Объем 0.27 пзд. л. Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4 Типография, пр. Сапунова, 2 и фазы скрытой периодичности некоторой ча стоты, ко входу одного из интеграторов колебательного звена подключен сумматор, и и двум его входам подключен второй интегратор с инвертором и перемножкиеел, подключенный своим входом к цепи сигнала, а выход второго интегратора подсоединен к схеме сравнения. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения ускоренного снятия частотных характеристик функционирующего нестационарного объекта без нарушения условий его работы при общем упрощении схемы, в ус1ройстве установлены две группы индикатороь скрыты:, периодичностей, построенных на колебательных звеньях, число которых определяется интервалом исследуемых частот, и первая группа индикаторов подключена свои ми ьходами через развязывающий усилитель 5 ко входу объекта, а.вторая группа подключена к выходу объекта, причем соответствующие выходы индикаторов обеих групп попарно подсоединены к устройству сравнения. 3. Устройсгво по пп. 1 и 2, отличающееся 10 тем, что, с целью приведения текущих характеристик объекта к требуемым, выход элемента сравнения подключен к устройству непосредственного формирования сигнала подстройки, выход которого подключен к блоку подстройки параметров объекта.
