Устройство для определения параметров переходного процесса

 

1 РСЕСОЮ „„„ от,рщ;

- .й бивл оген, ц

А Н

Сюез Сюетсвп

Сецналистммесюа рвслублми

Оп ИС 4.

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДНЮЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.06.76(2!) 2З71006/18-24

2 (53) И. Кл.

Q 05 В 2Э/02 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

ГкуФрствеавФ конатет

Фаввта Веквтреа СССР

as лехам кзвбрктеикк в еткрмткй (Я) ДгД)(621.3 M.7 (ОЗ&.9) (43) Опубликовано 15Л5.7 .Бюллетень Ж j.H (45) Дата опубликования описанияЯЩ. N. (72) Авторы изобретеиии

В. Г. Воробьев, Р. И. Вчерашний, В. П, Зыль и И. К. Кадышев (71) Заявитель

Московский институт инженеров гражданской авиации (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ПЕРЕХОДНОГО HPOUECCA

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано как в автоматизированных средствах контроля, так и s самонастраивающихся системах управления.

Известно устройство для определения параметров переходного процесса, например декремента затухания, содержащее два канала, каждый иа которых сосзФит из амплитудного дискриминатора, выход которого через усилитель н формирователь импульсов подключен к о входу пересчетиой схемы, где осуществляется определение декремента затухания, затем по известной зависимости определяют относительный коэффициент затухания (4) j1).

Недостатками данного устройства являются низкая точность и громоздкость аппаратурной 15 реализации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения параметров переходного процесса в системах автоматического регулирования, со- о держащее блок деления, блок умножения, счетчики времени 12).

Однако использование в анализаторе аналогового измерителя экстремума вносит существеину о погрешность, в результате чего анализатор позволяет определять параметры нереход-х5

2 ного процесса колебательных звеньев 2-re порядка с частотами затухающих колебаний от

0,1 до 10 Гц с точностью не выше 5%, что существенно ограничивает область применения анализатора.

Целью изобретения является повышение точности определения параметров переходного процесса

Это достигается тем, что в устройство для определения параметров переходного процесса, содержащее блок деления, блок умножения, счетчики времени, введены два нуль-органа, входы которых объединены, два триггера и инвертор. Причем выход первого нуль-органа через последовательно соединенные первый триггер, первый счетчик времени и блок умножения соединен с иньертором, выход второго нульоргана через последовательно соединенные вто- рой триггер и второй счетчик времени соединен с блоком деления, а выход первого триггера соединен с одним из входов второго триггера.

На фнг. изображен график переходного процесса; на фиг. 2 показана блок-схема устройства.

Большой класс систем автоматического регу607191 дуемого объекта. Характер изменения сигнала на выходе объекта в этом случае описывается уравнением

° g(!) Лх Ае Йв(ам+у),, (2)

} . 4 где .А; а —; v адресов (Г=Р т и имеет вид, изображенный на фиг. l.

Значение ., связано с величиной фазового сдвига rp выражением «,,= eos cp (3). В соответствии с уравнением (2) в точке 1. (см. фиг. 1) „первого достижения переходным процессом нулевого значения, имеет место соотношение

25 t + cp= я

А связь между частотой затухающих коМбаний со и величиной полупернода колебаний (t > t ) определяется выражением

CQ эй

{5) -т

: учетом соотношения (4) и выражения (5) выражение (3) имеет вид

35 =-соя (б) а -с, Таким образом, при определении коэффициента затухания <. Определяется частота за гухающих .колебаний ы, причем определение .этих двух параметров осуществляется по од- 40 нородной информации, что упрошает аппаратурную реализацию и снижает погрешность, неизбежную при получении разнородной информации. Кроме того, из теории автоматического управления известно, что 4 и r> однозначно определяют динамические свойства колебательных систем 2-ro порядка.. Устройство содержит триггеры и 2, электронные ключи 3 и 4, высокочастотный генератор 5, счетчики 6 н 7, нуль-органы 8 и 9, операционные усилитеЛи 10 и 11; инвертор 12, 5 цифровые управляемые .резисторы !3 и 14, диодный управляемый резистор 15.

Счетчик 6, электронный ключ 3 и генератор 5 образуют блок !6 — счетчик времени (определения времени t>), электронный ключ 4 55 и счетчик 7 образуют блок 17 — второй счет.чик времени (определения полупериода 1 - t,).

Операционный усилитель 10.и цифровой управляемый резистор 13 образуют блок 18 деления (блок определения частоты затухающих колебаний аа), операциднный усилитель ll, цифро- М лировання достаточно точно описывается дифференциальным уравнением у + Цгу+ е Йх (I )

Движение динамической системы, описываемой уравнением (1), а переходном режиме носит колебательный характер.

Относительный коэффициент затухания "., и частота колебаний ю полностью характеризуют динамические свойства системы, описываемой уравнением (1). Таким образом, прн динамическом контроле необходимо определить

1О параметры и со. Предлагаемое устройство позволяет определить параметры переходного процесса, например Г, и со, получаемого при ступенчатом снятии сигнала на входе исслевой управляемый резистор 14 и днолный управляемый резистор 15 объединены н блок 19 умножения (блок определения,коэффициента затухания Г, ), на выходе которого включен инвертор 12.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении триггеры l и 2 находятся в состоянии «0», электронные ключи

3 н 4 разомкнуты.

Прн подаче на триггер 1 команды «Старт», синхронизированной с временем начала переходного процесса to (см. фнг. !), триггер 1 устанавливается s состояние «1» и посылает импульс на ключ 3 блока 16 определения времени t, первого достижения переходным процессом нулевого значения. Ключ 3 открывается и импульсы с генератора стабильной частоты 5 поступают на вход двоичного счетчика 6.

При переходе y(t) через нуль в точке t> срабатывает нуль-орган 8. Импульс с выхода нульоргана 8 устанавливает триггер 1 в состояние

«0», при этом ключ 3 размыкается, а в счетчике 6 фиксируется код интервала времени (to, t>) °

В момент времени t импульс с выхода триггера l устанавливает триггер 2 в состояние

«1», при этом ключ 4 блока 17 определения полупериода (t2-ti) замыкается и импульсы с генератора 5 поступают на вход счетчика 7.

При переходе кривой y(t) через «0» в точке

t срабатывает нуль-орган 9 и импульс с его выхода устанавливает триггер 2 в «0», ключ 4 размыкается и в счетчике 7 фиксируется код интервала времени (полупериода t - t > ) .

Функциональная зависимость co = -Т- 1 — 2 4 решается блоком 18 с помощью операционного усилителя 10 и включенного на его вход управляемого резистора 13, значение которого определяется величиной кода (t2- t>). Ф нкциональная зависимость 4 = — cow « l решается блоком 19 с помощью операционного усилителя 11 с цифровым управляемым резистором 14 в цепи обратной связи и инвертором

12 с днодным управляемым резистором 15 на входе, причем последний реализует тригонометрическую функцию типа косинус. Таким образом, на выходе блоков 19 н 18 получают напряжения постоянного тока, пропорциональные параметрам С и а.

Использование изобретения обеспечивает определенне параметров с, и е с погрешностью не выше 1,5%, что позволяет существенно рас- ширить область его применения.

Формула изобретения

Устройство для определения параметров переходного процесса в системах автоматического регулирования, содержащее блок деления, блок умножения, счетчики времени, отличаюи4ееся тем, что, с целью повышения точности определения параметров переходного процесса, в него введены два нуль-органа, входы которых объединены, два триггера и инвертор, причем выход первого нуль-органа через последовательно соединенные первый триггер, перб071Я

«ф Составитель А. Лашев

Техред О. Луговая Корректор Н. Тупица

Тираж 033 Подпнсное Редактор Т. К)рчякова

Заказ 2582 35

QHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР яо делам нзобретеннй н открытий

I I 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фнлнал ППП <Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная. 4 вый счетчик времени и блок умножения соединен с инвертором, выход второго нуль-органа через последовательно соединенные второй триггер и второй счетчик соединен с блоком деления, а выход первого триггера соединен с одним из входов второго триггера.

Источники информации, принятие Во вним». ние при экспертизе:

I. Авторское свидетельство № IG7(i44, кл.

42.D, 10, 1965.

2. Авторское свидетельство № 392464, кл. б 05 В 2302, l973.