Устройство для измерения параметров инерционных звеньев систем автоматического регулирования

 

О П И С А Н И Е (877478

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистические

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву! (22) 3аявлеио 08.02.80(2I ) 2881844/18-24 (5! ) М. Кл.

3 05 В 23/02 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

6ооуАоротееииый комитет

СССР йо делом иэобретеиий н открытий

Опубликовано 30, 10 81. Бюллетень М 40 (53) УДК 62 - 50 (088.8) Дата опубликования описания 03 11 81

А. Н. Ионов и О. В. Донников

L) + Qi < f., ..ъ,».

".": Г;.";,=. ; д„! т д - »,) Ч

°

Комсомольский-на-Амуре политехнический институт (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

HHEPIIHOHHbIX ЗВЕНЬЕВ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛ ИРОВАНИЯ

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано при исследованиях и наладке систем автоматического регулнрования.

Известно устройство для измерения параметров инерционных звеньев автоматического регулирования, содержащее интегратор, входы которого связаны со входами устройства, а выход - с измерительным прибором (1 .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для изме»оения параметров инерционных звеньев систем регулирования, содержащее первичный интегратор, последовательно соединенные первый блок масштабирования, второй блок масштабирования, второй интегратор и измерительный блок, причем первый вход первого интегратора. подсоединен к первому входу устройства, второй вход первого интегратора - к выходу первого блока масштабирования, а выход - ко второму вхо» ду второго интегратора (23 °

Недостаток известных устройств состоит в том, что при наличии помех на выходе исследуемого звена увеличивает ся погрешность измерений.

Бель изобретения - увеличение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен .фильтр, вход которого подключен ко второму входу устройства, а выход - ко входу первого блока масштабирования, выход первого интегратора подсоединен ко второму входу измерительного блока.

На чертеже изображена блок - схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит инерииойное звено 1, фильтр 2, блоки 3 и 4 масштабирования, интеграторы 5 и 6 и измерительный блок 7.

Устройство работает следующим образом.

8774

3Ь

С х„()=ь„; x ()=

Сигнал, снимаемый со входа инерционного звена 1, подается на первый вход интегратора 5 (вход g ), а на второй вход (Б) с противоположным знаком подается сигнал с выхода блока 3 масштабирования, подключенного на выход исследуемого звена через фильтр низких частот, в качестве которого могут быть использованы инерционные звенья. Выход блока 3 масштабирования через второй 10 блок 4 масштабирования подключен к одному иэ входов интегратора 6 (Ъ). На второй вход интегратора 6 (вход 5) с противоположным знаком подается сигнал с выхода интегратора 5. Измерительный блок 7 регистрирует выходные сигналы интеграторов 5 и 6.

Процесс измерения состоит из двух . операций; установки коэффициентов передачи интеграторов 5 и 6 и усиления блоков 3 и 4 масштабирования, и непосредственного измерения параметров звена.

Установка коэффициентов осуществляется следующим образом.

B установившемся режиме, изменяя коэффициент передачи интегратора 5 по входу с(., добиваются максимального напряжения на его выходе (в режиме установки коэффициентов интеграторы 5 и 6 работают в масштабном режиме).

Затем, изменяя коэффициент усиления блока 3 масштабирования, устанавливают нулевой уровень на выходе интегратора

5. После чего, переведя интегратор 5 в режим интегрирования и возвратив схе35 му в исходное состояние, необходимо подать на вход исследуемого звена 1 скачкообразный сигнал и в установившемся режиме, изменяя коэффициент передачи интегратора 6 по входу ф, устанавливают

40 максимальное напряжение на его выходе.

Затем, меняя коэффициент усиления блока

4 масштабирования, добиваются нулевого уровня сигнала на выходе интегратора 6.

После этих операций устройство откалибровано и, переведя интегратор 6 в режим интегрирования можно приступать к определению параметров исследуемого звена. Для этого необходимо, подавая скачкообразный сигнал на вход звена 1, 50 с помощью измерительного блока 7 производить определение коэффициентов харак..теристического-уравнения на выходе интеграторов 5 и 6.

Предлагаемое устройство дает возможность эа счет введения фильтра повысить точность определения параметров исследуемого звена при наличии помех на его

78 4 выходе. Уровень помехи при использовании в качестве фильтра апериодического звена первого порядка ослабляется на

20 дБ/дек.

Используя правила структурных преобразований и учитывая, что исследуемое звено имеет передаточную функцию а передаточная функция фильтра, например, 4

%ф(Р) = ЗР+ можно показать справедливость изложенного.

Иэображение по Лапласу на выходе фильтра 2 имеет вид х (p) х

Ф 3 P + р р ++ P+q ЬХ()/ где

Ъ =4,+Ц

Ьgаф ФС ° g ()

Ьф С с С( а на выходах интеграторов 5 и 6 соответственно г » «° (,ж-t, p $g pg,t, Рp+q (")

X2(p) = „„ xâõ()

Ь0

Э <" 1Р

Используя теорему операционного исчисления

)(()=Ит р.Х®, P — в (3 где Х (р) - иэображение оригинала y,(ц, получим значения параметров

Учитывая, что постоянная времени фильтра @ известна из выражений (1), легко вычислить параметры исследуемого звена 1.

Использование фильтра, описываемого дифференциальным .уравнением более высокого порядка, влечет за собой изменение выражений (1) и (2) без изменения структуры устройства.

Формула иэобр етения

Устройство для измерения параметров инерционных звеньев систем автоматического регулирования, содержащее первичный интегратор, последовательно соСоставитель Т. Нефедова

Техред А. Савка

Корректор С, Шомак

Редактор Ю. Ковач

Заказ 9611/70 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ?K-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

5 877478 6 единенные первый блок масштабирования, блока масштабирования, выход первого второй блок масштабирования, второй ин- интегратора подсоединен ко второму вхотегратор и измерительный блок, причем .ду измерительного блока. первый вход первого интегратора подсо- Источники информации, единен к первому входу устройства, вто- g принятые во внимание при экспертизе рой вход первого интегратора - к выхо- 1. Борцов Ю. А., Суворов Г. B., ду первого блока масштабирования, а Шестаков Ю. С. Экспериментальное опвыход — ко второму входу второго ин- ределение параметров автоматизированных тегратора, о т л и ч е ю ш е е с я тем, электроприводов. "Энергия, Л., 1969 что, с целью повышения точности изме- 10 с. 13. рения, в устройство введен фильтр, вход 2. Авторское свидетельство СССР которого подключен ко второму входу % 622058, кл. Q 05 В 23/02, 1978 устройства, а выход - ко входу первого (прототип).