SU1177798A2

SU1177798A2 - Device for measuring dynamic characteristics of controlled entity

Info

Publication number: SU1177798A2
Application number: SU843714020A
Authority: SU
Inventors: Юрий Матвеевич Гусев; Елена Романовна Дозорцева; Владимир Николаевич Ефанов; Виктор Григорьевич Крымский; Шамиль Халитович Маликов
Original assignee: Уфимский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.Орджоникидзе
Priority date: 1984-03-27
Filing date: 1984-03-27
Publication date: 1985-09-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ по авт.св. № 1043600, отличающеес тем, что, с целью повьш1ени точности измерени , оно содержит последовательно со единенные второй усилитель сперемен™ ным коэффициентом усилени , второй блок умножени , второй сумматор и управл емый аналоговый блок пам ти, вход второго усилител с переменным коэффициентом усилени подключен к выходу управл емого аналогового делител , второй вход второго блока умножени подключен к выходу электромеханического датчика; второй вход (Л второго сумматора подключен к выходу первого управл емого интегратора, а управл юпщй вход управл емого аналогового блока пам ти подключен к выходу формировател временного интервала . 41 -4J 4J ;о 00DEVICE FOR MEASURING THE DYNAMIC CHARACTERISTICS OF THE REGULATORY OBJECT by author No. 1043600, characterized in that, in order to improve measurement accuracy, it contains a serially connected second amplifier with variable gain, a second multiplying unit, a second adder and a controlled analog storage unit, the input of the second amplifier with a variable gain factor is connected to the output of the controlled analog divider, the second input of the second multiplication unit is connected to the output of the electromechanical sensor; the second input (L of the second adder is connected to the output of the first controlled integrator, and the control input of the controlled analog memory unit is connected to the output of the time interval generator. 41-4J 4J; about 00

Description

Изобретение относитс к контрольноизмерительной технике и к автоматическому управлению и может быть использовано дл сн ти динамических характеристик нестационарного объема регулировани , например- газотурбин- - ного двигател .The invention relates to reference measurement technology and automatic control, and can be used to capture the dynamic characteristics of a non - stationary volume of regulation, for example, a gas turbine engine.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени динамических характеристик исследуемого объекта регулировани ,в частности характеристик изображени импульсной переходной функции объекта по Меллину.The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the dynamic characteristics of the controlled object, in particular, the image characteristics of the pulse function of the object according to Mellin.

На чертеже показана функциональна схема устройства.The drawing shows the functional diagram of the device.

Устройство содержит генератор 1 эталонного изменени управл ющего воздействие ,вторзпо линию2 задержкии генератор 3 линейно измен ющегос напр жени , входы которых подключены к выходу генератора 1 эталонного изменени управл ющего воздействи , управл емый аналоговый делитель .4, к первому сигнальному входу которого подключен генератор 3, а к второму выход второго управл емого интегратора 5,.с выходом управл емого аналоговогоделител соединены вход первого усилител 6 с переменным коэффициентом усилени и первый вход инвертирующего сумматора 7, при этом выход первого усилител 6 с переменным коэффициентом усилени соединен с вторым входом инвертирующего сумматора 7, аналоговый умножитель 8 к первому входу которого подключен выход второго управл емого интегратора 5, а к второму - выход электромеханического датчика 9, управл ющие входы управл емого аналогового делител 4 и второго управл емого интегратора 5 подключены к выходу второй линии.2 задержки, первый управл емый интегратор 10, сигнапьньй вход которого соединен с выходом аналогового умножител 8, управл ющий - с выходом формировател 11 временного интервала, первую линию 12 задержки, включенную между второй линией 2 задержки и формирователем 1 The device contains a reference voltage generator 1, a second delay line 2 and a voltage generator 3, the inputs of which are connected to the output of the generator 1 reference change of the control action, controlled by an analog divider .4, the first signal input of which is connected to generator 3, and to the second output of the second controlled integrator 5, the output of the first controlled amplifier 6 with a variable gain and the first input of the inverting inverter The adder 7, while the output of the first amplifier 6 with variable gain is connected to the second input of the inverting adder 7, the analog multiplier 8 to the first input of which is connected to the output of the second controlled integrator 5, and to the second - the output of the electromechanical sensor 9, the control inputs of the controlled analog divider 4 and the second controlled integrator 5 are connected to the output of the second delay line 2. The first controlled integrator 10, the signal input of which is connected to the output of the analog multiplier 8, the control output of the time slot 11, a first delay line 12 connected between the second delay line 2 and the generator 1

Исследуемый объект 13 включен между второй линией 2 задержки и электромеханическим датчиком 9, а также последовательно соединенные второй усилитель 14 с переменным коэффициентом усилени , второй блок 15 умножени , второй сумматор 16, управл емый аналоговьй блок 17 пам ти , причем вход второго усилител 14 с переменным коэффициентом усилени подключен к выходу управл емого делител 4, второй вход второго блока 15 умножени подключен к выходу электромеханического датчика 9, второй вход второго сумматора 16 подключен к выходу первого управл емого интегратора 10, а управл ющий вход управл емого аналогового блока 17 пам ти подключен к выходу формировател 11 временного интервала. The test object 13 is connected between the second delay line 2 and the electromechanical sensor 9, as well as the second amplifier 14 with a variable gain, the second multiplier 15, the second adder 16, the controlled analog memory block 17, and the second amplifier 14 with the variable the gain is connected to the output of the controlled divider 4, the second input of the second multiplier 15 is connected to the output of the electromechanical sensor 9, the second input of the second adder 16 is connected to the output of the first control About the integrator 10, and the control input of the controlled analog memory block 17 is connected to the output of the time interval generator 11.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Генератор 1 эталонного изменени управл ющего воздействи вырабатывае сигнал, который поступает на второй вход линии 2 задержки и через врем задержки v, определ емое второй линией 2 задержки, на вход исследуемого объекта 13..The reference change generator 1 generates a signal which is fed to the second input of the delay line 2 and, after a delay time v, determined by the second delay line 2, to the input of the object under study 13 ..

Электромеханический датчик 9 измер ет реакцию объекта 13 на этот синал . Выходной сигнал генератора 1 эталонного изменени управл ющего воздействи также запускает генерато 3 ,на выходе которого формируетс линейно измен ющеес во времени t напр жение , поступающее на первый сиг-: нальный вход управл емого аналогового делител 4. На второй сигнальный: вход управл емого аналогового делител поступает сигнал у с выхода второго управл емого интегратора 5.The electromechanical sensor 9 measures the response of object 13 to this signal. The output signal of the reference control generator 1 also triggers generator 3, at the output of which a voltage linearly varying in time t is applied to the first signal input of the controlled analog divider 4. Second signal: the input of the controlled analog divider the signal comes from the output of the second controlled integrator 5.

Процессы делени в управл емом аналоговом делителе 4 и- интегрировани во втором управл ющем интеграторе 5 начинаютс с момента, сдвинутого относительно момента поступлени сигнала с выхода генератора 1 эталонного изменени управл ющего воздействи на величину j.The division processes in the controlled analog divider 4 and integration in the second control integrator 5 start from the moment shifted relative to the moment the signal from the output of the generator 1 of the reference change of the control action is received by the value of j.

С выхода управл емого аналогового делител 4 сигнал V y/t+-vпоступает на первый вход инвертирующего сумматора 7, на вход первого усилител 6 с переменным коэффициентом усилени К, и на вход второго усилител 14 с переменным коэффициентом усилени 1/К.From the output of the controlled analog splitter 4, the signal V y / t + -v is fed to the first input of the inverting adder 7, to the input of the first amplifier 6 with a variable gain factor K, and to the input of the second amplifier 14 with a variable gain factor 1 / K.

Выходное напр жение первого усилител 6 с переменным коэффициентом усилени К подаетс на второй вход инвертирующего сумматора.7. Сигнал и с выхода инвертирующего сумматора 7 поступает на сигнальный вход второго управл емого интегратора 5. Так как сигнал U на сигнальном входе второго управл емого интегратора 5 и сигнал у на его выходе св заны между собой зависимостью dy/dt и, а сигнал U на сигнальном входе второго управл емого инте ратора 5 с сигналом V на выходе упр л емого аналогового делител 4 зависимостью U -(K+1)V, то результирующий сигнал на выходе второго управл емого интегратора 5 представл ет собой результат, решени дифференциального уравнени EZ - (-0 -il-f d(t+) которое при нулевых начальных услови х дает У (t+3-) Напр жение у с вьгкода второго упр л емого интегратора 5 используетс в качестве вспомогательного напр жени , подаваемого на первый вход аналогового умножител 8, в котором про исходит умножение напр жени у на ре акцию x(t) объекта 13 на эталонное изменение управл ющего воздействи . Результирующее напр жение поступает на сигнальный вход первого управл емого интегратора 10. Сигнал Z на выходе усилител 14 с переменным коэффициентом усилени , обратно пропорциональный коэффициенту усилени первого усилител подаетс на первый вход второго аналогового умножител 15, в котором аналогового умножител 1Э, в котором происходит умножение напр жени Z происходит умножение напр жени Z на реакцию x(t) объекта 13 на эталон ное изменение управл ющего воздействи . Результирующее напр жение поступает на первый вход второго анало гового сумматора 16. На второй вход второго аналогового сумматора 16 поступает напр жение с выхода первого управл емого интегратора 10. Результирующее напр жение поступает на вход аналогового блока 17 пам ти. Интегрирование в первом управл емом интеграторе 10 начинаетс с момента , сдвинутого относительно момента поступлени эталонного изме- нени управл ющего воздействи на величину ( Это объ сн етс тем, что дл некоторых функций интеграл Меллина с нижним пределом, равным нулю, оказьшаетс расход щимс . Величина задаетс первой линией 12 задержки. Процесс интегрировани продолжаетс до момента Т+у, где Т - интервал интегрировани ,величина которо р0- определ етс блоком 11 и выбираетс исход из требований к точности затухани переходного процесса в исследуемом объекте 13. При t+f-rt- Tt Ha выходе формировател 11 действует разрешающий сигнал О, который подаетс на управл ющий вход первого управл емого интегратора 10. При t 7 Т + J- на выходе формировател 11 временного интервала присутствует запрещающий сигнал 1 и процесс интегрировани прекращаетс , т.е. на выходе первого управл емого интегратора 10 по истечении времени Т + действует напр жение, амплитуда которого приблизительно равна значению изображени импульсной переходной функции объекта по Меллину, при S -К. F( xH:)(t47., и совпадает с ним при достаточно больших величинах интервала Т интегрировани . На выходе второго аналогового сумматора 16 формируетс напр жение, уровень которого определ етс за висимостью -vi л -() 1 xUlv.) К Последнее по истечении времени Т приобретает значение xU)()(t)T, оторое запоминаетс в аналоговом локе 17 пам ти. В последнем запнсьгоаетс и хранит значение изображени импульсной ереходной функции объекта по Мелину в момент времени Т, который предел етс формирователем 11 вреениого интервала.The output voltage of the first amplifier 6 with a variable gain factor K is fed to the second input of the inverting adder. The signal from the output of the inverting adder 7 is fed to the signal input of the second controlled integrator 5. Since the signal U at the signal input of the second controlled integrator 5 and the signal y at its output are connected by the dependence dy / dt and, and the signal U on the signal the input of the second controlled integrator 5 with the signal V at the output of the controlled analog divider 4 by the dependence U - (K + 1) V, the resulting signal at the output of the second controlled integrator 5 is the result of solving the differential equation EZ - (- 0 -il-f d (t +) coto at zero initial conditions, yields y (t + 3-). The voltage y from the yyyy of the second controlled integrator 5 is used as an auxiliary voltage supplied to the first input of the analog multiplier 8, in which The action x (t) of the object 13 is the reference change of the control action. The resulting voltage is fed to the signal input of the first controlled integrator 10. The signal Z at the output of the amplifier 14 with a variable gain factor is inversely proportional to the gain factor of the first This amplifier is fed to the first input of the second analog multiplier 15, in which the analog multiplier 1E, in which the voltage Z is multiplied, multiplies the voltage Z by the response x (t) of the object 13 by the reference change of the control action. The resulting voltage is fed to the first input of the second analog adder 16. The second input of the second analog adder 16 receives the voltage from the output of the first controlled integrator 10. The resulting voltage is fed to the input of the analog memory block 17. The integration in the first controlled integrator 10 starts from the moment shifted relative to the moment the reference change in the controlling influence on the value arrives (This is due to the fact that for some functions the Mellin integral with the lower limit equal to zero turns out to be divergent. The value is the first delay line 12. The integration process continues until T + y, where T is the integration interval, the value of which p0 - is determined by block 11 and is chosen based on the decay accuracy of the transient The process in the object under study 13. At t + f-rt-Tt Ha, the output of the former 11 is effected by an enable signal O, which is fed to the control input of the first controlled integrator 10. At t 7 T + J-, the prohibitive is present at the output of the former 11 Signal 1 and the integration process ceases, i.e., at the output of the first controlled integrator 10, after the T + time has elapsed, a voltage whose amplitude is approximately equal to the image value of the pulse function of the object according to Mellin, when S is K. F (xH:) (t47., And coincides with it at sufficiently large values of the integration interval T. At the output of the second analog adder 16, a voltage is formed, the level of which is determined by the dependence -vi l - () 1 xUlv.) the expiration of time T acquires the value xU) () (t) T, which is memorized in analog memory lock 17. In the latter, the value of the image of the pulsed transient function of the object according to Melin at the moment of time T, which is limited by the shaper 11 time interval, is stored and stored.

$11777986$ 11777986

Генератор 1 эталонного воздейст- Интервал времени Т обычно выбираThe generator 1 of the reference effect. The time interval T is usually chosen

ВИЯ ступенчатого воздействи мо-ют в пределах Т O-A),y , гдеVIA step effect can be within T O-A), y, where

быть вьшолнен на основе ждущего tTioix максимальное значение посто нмультивибратора . Формирователь 11 времени, характеризующей динамивременного интервала может, бытьвыпол-ческие свойства исследуемого объекнен как одновибратор.та 13 регулировани . Based on the waiting tTioix, the maximum value of the constant multivibrator should be executed. The time generator 11, which characterizes the time interval, may be the specific properties of the object under study as one-shot. 13 adjustment.

Claims

DEVICE FOR MEASURING DYNAMIC CHARACTERISTICS OF THE REGULATORY OBJECT according to ed. No. 1043600, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, it contains sequentially connected second amplifier with a variable gain, a second multiplication unit, a second adder and a controlled analog memory unit, the input of a second amplifier with a variable gain is connected to the output of a controlled analog a divider, the second input of the second multiplication unit ' _l is connected to the output of an electro-gomechanical sensor; the second input of the second adder is connected to the output of the first controlled integrator, and the control input of the controlled analog memory block is connected to the output of the time interval shaper.

J