Анализатор переходных процессов

 

779976

ОП И

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) )loèoëíèòåëbíîå к авт. свид-ву— (22)Заявлено 27.11.78(2l) 2688041/18-24

3 (5 I ) M. Кл.

С 05 В 23/02 с присоединением заявки J%—

Государственный комитет (23) П риоритет по делам изобоетеиий и открытий

Опубликовано15.11.80. Бюллетень ¹ 42 (53) УДК 62.50 (О88.8) Дата опубликования описаиия 17,11.80

1 (72) Автор изобретения

Ю. С. Спиридонов (71) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР ПЕРЕХОДНЫХ HPOUECCOB г I

Изобретение относится к области ав-1 томатического регулирования и.может быть применено для определения ïàðàìåòров переходных процессов при построении следящих систем.

Известнн анализаторы переходных процессов (1), содержащие блок управления, нормирующий блок и входные и выходные клеммы анализатора.

Такие анализаторы не позволяют автоматически определять все параметры пе- 0 реходных процессов.

Наиболее близким к изобретению явля-. ется анализатор переходнык процессов (2), содержащий блок определения час-тоты, блок управления, первый выход ко15 торого соединен с первым иИ;тходом анализатора, вход которого связан со входом нормирующего блока, выход которого соединен со входом блока определения экст20 ремума, первый выход которого соединен с первым входом блока определения времени затухания, а второй выход — со входом блока управления, второй выход кото2 рого подключен ко входу блока определения времени достижения экстремума, вы,ход которого связан со вторым входом

-блока определения затухания, причем выходы блока определения частоты, блока опрецеления времени затухания и первый выход блока определения экстремума соединены с соответствующими выходамй анализатора. . Это устройство определяет параметры переходного процесса на основании обработки по определенным алгоритмам значения первого экстремума и времени его достижения, Однако обычно порядок исследуемого объекта неизвестен. В связи с этим при расчете параметров переходнсъго процесса возникает погрешность, вызванная неправильным заданием порядка исследуемого обьекта.

Целью изобретения является повышение точности анализатора.

Поставленная цель достигается тем, что второй выход блока управления соединен со входом блока определения час3 77 тоты и третьим входом блока определения времени затухания, к четвертому входу которого подключен выход нормирующего блока

Кроме того, анализатор отпичается тем, что блок определения частоты содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, счетчик, первый

:ключ и элемент определения обратной величины, выход которого связан с выходом блока, вход которого соединен со вторым входом первого ключа и сбрасыва ющим входом счетчика.

Кроме того, анализатор отличается тем что блок определения затухания содержит последовательно соединенные второй ключ, элемент памяти и третий ключ, задатчик установок, нуль-optan, три перекпючателя, второй счетчик и элемент сраййения, первый вход которого соединен с первым входом блока, второй вход — с выходом первого переключателя и первым входом нуль-органа, второй вход . которого соединен с четвертым входом блока, выходс управляющим входом второго ключа, сигнапьный вход которого подключен ко второму входу блока, третий вход которого соединен с управпяющими входами переключателей, выход — с выходом третьего ключа, управляющий вход которого соединен с выходом счетчика, олин вход которого подключен к выходу второго перекпючателя, а другой вход . — к выходу.третьего переключателя, причем выходы элемента сравнения связаны с соответствующими сигнальными входами второго и третьего переключателей, а сигнапьные входы первого переключателя соединены с соответствующими выходами задатчика уставок. .

На фигуре 1 представпена структурная схема анализатора переходных процессов. на фиг.2 — структурная схема блока определения частоты на фиг.3 — структурная схема блока определения времени затухания, Структурная схема анализатора переходных процессов (фиг.1) содержит блок управления 1, выход анализатора 2, нормирующий блок 3, вход анализатора 4, блок определения экстремума 5, блок опредепения времени затухания 6, блок опредепения времени достижения экстремума 7 и блок определения частоты 8, выходы анализатора 9,10 и 11.

Блок определения частоты 8 (фиг.2) содержит генератор тактовых импульсов

12, первый счетчик 13, первый ключ 14

99766 ф и элемент опрелепения обратной величины 15.

Блок определения времени затухания

6 содержит элемент сравнения 16, нульорган 17, переключатель 18, задатчик (уровня) установок 19 (окончания переходного процесса), второй ключ 2С, переключатели 21 и 22 второго счетчика

23, ключ 24, элемент памяти 25. Вход ,1 4 и выход 2 анализатора подключены соответственно к выходу и входу объекта

26.

Анализатор работает спедующим образом, На вход обьекта 26 подается ступенчатый входной сигнап„Выходной сигнал обьекта при достижении установившегося. уровня нормируется до заранее заданного уровня, При этом с блока управления

1 подается сигнал, разрешающий работу блока определения времени достижения экстремума 7. Одновременно снимается сигнал со входа обьекта 26. При этом возникает переходной процесс, сигнал которого поступает на входы блока опредепения экстремума 5 и блока опредепения времени затухания 6. В последнем сигнал сравнивается в нуль-органе 17 с одним из пороговых напряжений, поступивших на другой вход нупь-органа 17 через переключатель 18 с задатчика уставок 19. В момент равенства сигналов на входах нуль-органа 17.на его выходе возникает сигнал, свидетельствующий о том, что сигнал (переходной проИ цесс) находится в диапазоне значений, определяющих окончание переходного периода, По этому сигналу значение кода времени из блока определения времени достижения экстремума 7 через первый кпюч 24 записывается в элемент памяти 25. Если два ближайших за этим моментом времени экстремума переходного процесса находятся внутри пороговых напряжений, то значение кода времени из

45 эпемента памяти 25 через третий ключ

24 поступит на выход. Для определения того, где находятся эти два экстремума, служит элемент сравнения 16, перекпю-. чатепи 21 и 22 и второй счетчик 23.

Значение очередного экстремума переходного процесса поступает с блока опредепения экстремума 5 в блок определения времени затухания 6 на элемент сравнения 16, tne сравнивается с одним из пороговых значений, поступивших через переключатель 18. Элемент сравнения

16 имеет два выхода, на одном из которых появпяется сигнал, в случае, если

779976

5 экстремум больше порогового уровня, а на другом, — если меньше. Пройдя через переключатели 21 и 22, эти сигналы поступают на счетный вход и вход установки нуля второго счетчика 23. 5

Переключатели устанавливают таким образом, чтобы при сравнении максимального значения переходного процесса с максимальным пороговым значением выход " больше " элемента сравнения 16 !б подключался ко входу установки нуля второго счетчика 23, а выход меньше" к счетному входу. В этом случае, если максимум больше порогового значения, то он находится вне пороговых значений и счетчик очищается. В противном случае в счетчике добавляется единица. При достижении следующего экстремума (в данном случае минимума) переключатели установятся в противоположное положение сигналом, поступившим с блока определения экстремума 5 через блок управления

1. В этом случае в элементе сравнения 16 с переходным процессом будет сравниваться минимальный пороговый уровень, выход "больше", будет подсоединен к счетному входу счетчика 23, а выход "меньше" к выходу установки нуля. Таким образом, если минимум будет меньше порога, то счетчик очистится, в противном случае в него будет добавлена единица. Соедовательно, условие того, что два подряд экстремума находятся внутри порогов, эквивалентно тому, что значение хода счетчика 23 не меньше 2-х. В момент достижения значения 2 счетчик 23 раз И решит прохождение через ключ 24 кода, записанного в элементе памяти 25 и равного времени вхождения переходного процесса в заданный коридор значений. 40

Определение частоты затухающих колебаний производится в блоке определения частоты 8 по двум соседним экстремумам. Это происходит следующим образвм ц по сигналу с блока управления 1, определяющему момент достижения экстремума. В этот момент числовой код с первого счетчика 13 через первый ключ 14 поступает на элемент определения обрат- р ной величины 15, После этого первый .счетчик 13 очищается и начинается новое измерение времени путем подсчета им, пульсов генератора тактовых импульсов

12. Таким образом, определяется время между двумя экстремумами переходного процесса, т.е. полпериода. В элементе определения обратной величины 15 определяется частота затухающих колебаний.

Следует отметить, что, если при исследовании следящих систем на вход блока определения экстремума 5 подать разность между входным и отрабатываемым воздействием, то измерение параметров переходного процесса можно производить при любом входном воздействии (не обязательно ступенчатом).

Таким образом, и время затухания переходного процесса и частота затухающих колебаний вычисляются по виду переходного процесса, в то время как в известном устройстве параметры переходного процесса определялись по значению и времени достижения первого экстремума. Это при неправильной оценке порядка исследуемого объекта обуславливало методическую погрешность, которая устраняется в описанном. анализаторе, Так может оказаться, что входное воздействие, которому подвержена следящая система и рабочем режиме содержит частоты, равные частоте затухающих колеба-. ний. Если последняя определена неверно, то при работе система может выйти из строя, что приведет к большим материальным затратам.

Такой анализатор устраняет недостатки и увеличивает точность определения параметров переходного процесса.

Формула изобретения

1. Анализатор переходных процессов, содержащий блок определения частоты, блок управления, первый выход которого соединен с первым выходом анализатора, вход которогб связан со входом нормирующего блока; выход которого соединен . со входом блока определения экстремума, первый выход которого соединен с первым входом блока определения времени затухания а второй выход — со входом з блока управления, второй выход которого подключен ко входу блока определения времени достижения экстремума, выход которого связан со вторым BxolloM блока определения времени затухания, причем выходы блока определения частоты, блока определения времени затухания и первый выход блока определения экстремума соединены с соответствующими выходами анализатора, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения точности анализатора, второй выход блока управления соединен со входом блока определения частоты и третьим входом блока определения времени затухания, к четвертому входу которого подключен выход нормирующего блока.

7 7799

2. Анализатор ио и.1., n т л и ч аю щ и и с H тем, что блок определения . частоты содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, счетчик, первый ключ и элемент опреде-. ления обратной величины, выход которого связан с выходом блока, вход которого соединен со вторым входом первого ключа и сбрасывающим входом первого счетчика. (О

3, Анализатор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что блок определения времени затухания содержит последовательно соединенные второй ключ, элемент памяти и третий ключ, задатчик устано15 вок, нуль-орган, три переключателя, второй счетчик и элемент сравнения, первый вход которого соединен с первым входом блока, второй вход - с выходом первого переключателя и первым входом нуль20 органа, второй вход которого соединен с четвертым ВхоаоМ блока, выход — с управляющим входом второго ключа, сигналь7( ный вход которого llnëêëê>÷åè кo второму входу блока, третий ихол которого соединен с управляющими вхолами переключателей, BbEKoll — с выходом третьего ключа, управляющий вход которого соединен с выходом второго счетчика олин вход которого подключен к вь ходу второго переключателя, а другой вход — к выходу третьего переключателя, причем выходы элемента сравнения связаны с соответствующими сигнальными входами второго и третьего переключателей, а сигнальные входы первого переключателя соединены с соответствующими выходами задатчика

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Блейз Е, С. и др. Динамика электромашинных следящих систем. M., "Знерги я", 1967, с. 69.

2. Авторское свидетельство СССР

Nî 339922446644, кл. G05 В 23/02, 1973 (прототип) .

779976 и.

Составитель В. Васильев

Редактор Г. Улыбина Техред Н.Бабурка Корректор М, Шароши

Заказ 9323/13 Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.„а. 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Анализатор переходных процессов Анализатор переходных процессов Анализатор переходных процессов Анализатор переходных процессов Анализатор переходных процессов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам контроля устройств автоматики и телемеханики и может быть использовано, в частности, для контроля исправности их выходных каскадов (силовых управляемых ключей)

Изобретение относится к области полетного контроля датчиков угловых скоростей, входящих в состав систем автоматического управления летательных аппаратов

Изобретение относится к комплексному контролю исправности датчиков системы автоматического управления самолета

Изобретение относится к автоматизированным системам контроля, в частности к системам контроля цифроаналоговых, аналого - цифровых, цифровых и аналоговых узлов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА)

Изобретение относится к области управления и регулирования и, в частности к области контроля и управления автоматизированными комплексами с использованием электрических сигналов в роботизированных производствах

Изобретение относится к сложным изделиям автоматики, вычислительной техники и может быть использовано в управляющих вычислительных комплексах, информационно-управляющих комплексах и автоматизированных системах управления технологическими процессами

Изобретение относится к контролю и диагностированию систем автоматического управления и их элементов и может быть использовано для диагностирования линейных динамических объектов, состоящих из апериодических звеньев первого порядка

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике

Изобретение относится к области техники измерений, конкретно к способам определения остаточной емкости свинцового аккумулятора (СА)

Анализатор переходных процессов

Наверх