Устройство для определения параметров линейных динамических объектов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ

CoIo3 Советскиа

Социвлистическик

Республик

<»>866542 (61) Дополнительйое к авт. сеид-ву (511 М„КЛ.З (22) Заявлено 0202,79 (21) 2721508/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

ГосударствекныЯ аомятет

СССР оо делам язобретениЯ я открытяЯ

G 05 В 23/02 (53) УДК е2-50 (088.8) Опубликоваио 230981. Ьк»ллетень М 35

Дата опубликования описания 230981

»»,.

1 (72) Автор"-. иэобретеиия

l0.В. Яценко

Киевский ордена Ленина политехническийиыауйтут им.50-летия Великой Октябрьской социалистической револрции (7 t) Заявитель

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ЛИНЕЙНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЬЕКТОВ

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть применено в автоматизированных системах обработки результатов эксперимента для идентификации параметров динамически» объектов. . Известны устройства для определения параметров объектов, содержащее генератор тестовых сигналов, суммирующие элементы, блоки сравнения

И и Г23 .

Недостатком этих устройств для оп.ределения параметров объектов является их низкая помехоустойчивость и точность»

Наибол з близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее усилители с подстраиваемыми коэффициентами по числу определяемых параметров,подключенные своими параметрическими входами к выходу блока настройки параметров, а выходами - ко входам суммирующего блока, выход которого подключен ко входу первого блока сравнения,который своим выходом подключен ко вхо" ду блока настройки параметров l3), Недостатком известного устройства является наличие дифференциальных . устройств, что приводит к снижению точности получаемых оценок параметров объекта при измерении выходных сигналов объекта с помехами, а также к снижению помехозащищенности устройства.

Цель изобретения - повышение точности оценок определяемых параметров объекта и повышение помехозащищенности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены генератор синусоидальных и генератор косинусоидальных колебаний переменной частоты, синхронизатор, два коммутатора, 15 блоки умножения, интеграторы,множительно-интегрирующий блок, вход и выходы объекта соединены со входами усилителей с подстраиваемыми коэффициентами через последовательно соеди20 ненные,блоки умножения и интеграторы, вход синхронизатора подключен ко входу объекта, а выход подключен к генераторам синусоидальных и косинусоидальных колебаний, причем вхо25 ды генераторов подключены ко входам блоков умножения, входы перво,го коммутатора соединены ео входамй интеграторов, а его выход подключен ко входу второго блока сравнения,вхо30 ды второго коммутатора подключены к

866542 выходам объекта, а его выход подклю- чен через соответствующий блок умножения и последовательно соединенные множительно-интегрирующий блок ко входу второго блока сравнения, выход которого подключен ко входу первого блока сравнения.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит синхронизатор

1, блоки умножения 2.1-2, й+1, интеграторы 3.1-.3, й+1, усилители с подстраиваемыми коэффициентами 4.1-4.

N+1 суммирующий блок 5, первый блок

6 сравнения, блок 7 настройки парамет

:ров,генератор 8 синусоидальных колебаний, первый коммутатор 9, блок 10 уменьшения, множительно-интегрирующий блок 11, второй блок 12 сравнения, генератор 13 косинусоидальных колебаний, второй коммутатор 14 и объект

15.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 осуществляет запуск генераторов синхронно с подачей на вход объекта тестового сигнала. В блоке 2.1 умножения происходит умножение входного сигнала на сигнал с выхода генератора 8 синусоидальных колебаний. Полученный сигнал интегрируется интегратором 3.1 в пределах от 0 до i(где ь — момент окончания переходных процессов) и поступает на вход усилителя 4 ° 1 ° Аналогично через другие каналы проходят сигналы с выходов объекта. Сигналы с выходов усилителей 4.1--4. N+1 суммируются в суммирующем устройстве 5 и поступают на вход первого блока 6 сравнения.Сиг нал с одного иэ выходов объекта через первый коммутатор 9 поступает на вход блока 10 умножения, где умножается на сигнал с выхода генератора косинусоидальных колебаний. Полученный сигнал умножается на текущее значение частоты колебаний генераторов в множительно-интегрирующем блоке 11 и во втором блоке 12 сравнения вычитается иэ сигнала с выхода блока умножения. Причем второй коммутатор 14 подключает в момент времени с, соответствующий моменту окончания переходных процессов в объекте, ко второму блоку 12 сравнения выход блока умножения, который своим вход м через первый KoMMJJTBTop 9 подключен к блоку 10 умножения.

Выходной сигнал схемы вычитания сравнивается в первом блок 6 сравнения с выходным сигналом суммирукщего устройства 5. В первом блоке 6 сравнения формируется сигнал рассогласования поступающих íà его входы сигналов, на основании которого в блоке настройки параметров вырабатываются сигналы настройки коэффициентов усиления усилителей 4.1-4.Ч+1.Изменяя частоту колебаний генераторов в пределах той частоты полосы пропускания объекта, где спектр помехи не перекрывается спектрами -полезных сигналов, устройство обеспечивает помехоустойчивую работу устройства. В отличие от известного предлагаемое устройство использует для настройки параметров преобразованные в частотную область входной и выходные сигналы. После окончания процесса настройки й+1 параметров первый коммута" тор 9 подключает свой выход к друго10 му выходу объекта и, соответственно, переключает свой выход второй коммутатор 14, и осуществляется процесс настройки очередных й+1 параметров и т.д. Таким образом, последователь15 но по й+1 определяются все N x(N+1) параметров.

В качестве примера рассмотрим процесс определения параметров линейного объекта, описываемого системой, 2О состоящей из двух линейных дифференциальных уравнений первого порядка у„ а „з Ь„х, 1, =а,, Ч +а1,.зб+а Х, 2S где у и у — выходные сйгналы

4 объекта, у = f> (t);

x - входной сигнал объекта, х = (1); а,а „,а,а — определяемые параметры.

:Умножим одно из уравнений (1),например, первое на f (и „е) sin шФ, проинтегрируем почленно в пределах

З от 0 до Т, где 0 — момент подачи входного тестового сигнала, Ф - мо- мент окончания переходных процессов в движении объекта под действием входного сигнала и получим

3,(Г)зй1иуь-ц 3„cos Ntdt=q„g ынммю г» б, б

+с1 4 3>a nwtdt+b„XS

Т и g)sin NC-m М. e0setdt=&a, (3 61щифДь+ (j „1, о о

b; «Мюи) Ж < (э) . где 1 ч 1-N, Ч вЂ” число измеряемых выходов . объекта.

Изменяя ю в уравнении (3) в пределах полосы пропускания объекта, где отношение помеха/полезный сигнал равф0 но нулю, получим помехозащищенное устройство, применяя которое удается избежать дифференцирования в явном виде измеренных выходных сигналов объекта, что в свою очередь также по45 вышает помехозащищенность устройства.

866542

Формула изобретения ю

ВНИИПИ Заказ 8077/70 Тираж 943 Подписнсж

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, Ул.Проектная,4

Кроме того, предлагаемое устройство можно реализовать в виде набора блоков, выполненных на современных унифицированных аналоговых или цифровых элементах, например, на операционных усилителях и множительных звеньях.

Устройство, реализованное на автоматизированной системе обработки результатов эксперимента, применяется для оценки аэродинамических коэффициентов летательных аппаратов по результатам натурных испытаний. Разность в оценках, полученных независимо для нескольких подобных режимов полета не превышала 10%, тогда как при оценивании с помощью известного устройства разность в оценках составляла 30-40%.

Устройство для определения параметров линейных динамических объектов, содержащее усилители с подстра.иваемыми коэффициентамй по числу определяемых параметров, подключенные своими параметрическими входами к выходу блока настройки параметров, а выходами — ко входам суммирующего блока, выход которого подключен ко входу первого блока сравнения, который своим выходом подключен ко входу блока насгройки параметров, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьааения точности и помехоустойчивости устройства, оно содержит гене1 ратор синусоидальных и генератор косинусоидальных колебаний перЕмеиной частоты, синхронизатор, два коммутатора, блок умножения, интеграторы, множительно-интегрирующий блок, причем вход и выходы объекта соединены со входами усилителей с подстраивас-мыми коэффициентами через последовательно соединенные блок умножения и интеграторы, вход синхронизатора подключен ко входу объекта, а выход подключен к генераторам синусоидальных и косинусоидальных колебаний, причем входы этих генераторов подключены ко входам блоков умножения, входы первого коммутатора соединены со вхо15 дами интеграторов, а его выход подключен ко входу второго блока сравнения, входы второго коммутатора подключены к выходам объекта, à его выход подключен через соответствующий

„Ц) блок умножения и последовательно соединенные множительно-интегрирующий блок .ко входу второго блока сравне-, ния, выход которого подключен ко входу первого блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидЕтельство СССР

9 293232, кл. G 05 В 23/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

39 В 337739, кл. G 05 В 23/02, 1974.

3. Снешко Ю.И. Исследования в полете устойчивости и управляемости самолета. Определение аэродинамических моментов и сил методом подбора. М., 35 "Машиностроение", 1971 (прототип).