SU1495817A1 - Устройство дл контрол исправности объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано в системах контрол  при проведении проверок систем управлени  подвижных объектов. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет контрол  устойчивости объекта. Устройство содержит дифференциатор 1, дискриминаторы 2 и 3 уровней, генератор 4 импульсов, элементы И-ИЛИ 5,6, счетчик 7, дешифратор 8, триггер 9, элемент ИЛИ-НЕ 10, индикатор 11 работы устройства, индикатор 12 годности объекта. Принцип работы устройства заключаетс  в измерении разностного времени ситуаций, когда сигнал с выхода объекта и его производна  имеют разные и одинаковые знаки. Если за период контрол  врем , в течение которого знаки сигнала и его производной разные, больше, чем врем , когда они одинаковые, то объект считаетс  ассимптотически устойчивым /исправным/, в противном случае - неустойчивым /неисправным/. Врем  подсчитываетс  счетчиком 7, управл емым дискриминаторами 2 и 3. уровней. 3 ил.

Description

4

QO

сд

00

3149581

дискриминаторы 2 и 3 уровней, генератор 4 импульсов, элементы И-ИЛИ 5, 6, счетчик 7, дешифратор 8, триггер 9, элемент ИЛИ-НЕ 10, индикатор 11 работы устройства, индикатор 12 годности обьекта. Принцип работы устройства заключаетс  в измерении разност- ,ного времени ситуаций, когда сигнал с выхода обьекта и его производна  Q имеют разные и одинаковые знаки. Если за период контрол  врем , в течение которого знаки сигнала и его производной разные, больше, чем врем , когда они одинаковые, то o6s.eKT считаетс  асимптотически устойчивым (исправньпч), в противном случае - неустойчивым (неисправным). Врем  подсчитываетс  счетчиком 7, управл емым дискриминаторами 2 и 3. уровней. 3 ил.

Изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано в системах контрол  при проведении проверок систем управлени  подвижных объектов.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет контрол  устойчивости обьекта.

Принцип работы устройства заключаетс  в измерении разностного времени ситуаций, когда сигнал с выхода объекта и его производна  имеют .разные и одинаковые знаки. Если - врем , в течение которого знаки сигнала и его производной разные, больше, чем врем , когда они одинаковые , сигнал считаетс  асимтоти- чески устойчивым, в противном чае - неустойчивым.

В формализованном виде данное утверждение записываетс  в виде выражени 

т

g -- J sign (x.x), (1)

, °

где X и X - сигнал собственного движени  контролируемого объекта, который может быть выделен из выходного сигнала и его производна ;

Т - врем  контрол ; sign(x«x) - знак произведени  величин X и X.

Доказательство истинности (1) заключаетс  в следующем. Произвольный сигнал X в пол рной системе координат записываетс  в виде выражени 

X A(t) sin ((t) + (jJ (2)

Где ACt) - амплитуда сигнала; - начальна  фаза;

(,;(t) - неубывающий временной

угол, обеспечивающий выполнение соотношени 

4(t)0.

Производна  сигнала х имеет вид

X JA(t)+ A(t)-l(tf. sin((t) IT П , -t,j

A(t) где Cj), arctg

A(t)V(t)

30 При A)t) 10, что означает уменьшение модул  X, временной сдвиг д между векторами х и х будет

-I- Л V о

35

Дл  неустойчивого (расход щегос ) процесса, т.е. при A(t) О, временной сдвиг будет

40 -f л( i.

т.

За анализируемый интервал времени. (V(t) IT -Vo5

45

V,-V. -ТГ/2 ,

X

Общее врем , в течение которого и X О, находитс  в диапазоне

+ (t) i -|- + С.

Отсюда следует, что дл  устойчивого объекта величина (((t) за полупериод J составит менее (1/2. Общее врем , в течение которого

X О и i О, составит

9-(t) - -V.

Величина интервала в выражении (1) с учетом полученных соотношений составит г Л-- /V -,

i2:.

8ОГ-27

2ф,

Это означает, что зна:чение функции g однозначно характеризует временной угол между X и X и, следовательно , устойчивость объекта.

р, П - устойчивое движение;

р, П - неустойчивое движение.

Кроме того, значение абсолютной величины ( g; | характеризует качество процесса

( апериодический процесс;

(Я(ьО - близость к колебательной границе устойчивости.

На фиг.1 и 2 представлены векторные диаграммы, по сн ющие работу устройства; на фиг.З - схема устройства дл  контрол  исправности объекта.

Устройство дл  контрол  исправности объекта содержит дифференциатор 1, первый 2 и второй 3 дискриминаторы уровн , генератор 4 импульсов первый 5 и второй 6 элементы И-ИЛИ, счетчик 7, дешифратор 8, триггер 9, элемент ИЛИ-НЕ 10, индикатор II работы устройства и индикатор 12 годноти объекта.

Счетчик 7 должен иметь п двоичных разр дов, причем максимальное за писываемое в него число N, определ емое соотношением , определ емое соотношением , должно удов- летвор ть условию

,,,-f,

где максимальное врем  контрол .

Выполнение данного услови  обеспечивает несовпадение пр мого и обратного кодов чисел при работе устройства в любых ситуаци х.

Дешифратор 8 можно реализовать как комбинационный автомат на п входов и один выход или записать программу сравнени  выходного кода счетчика 7 в в запоминающее устройства (посто нное или оперативное), причем пам ть должна иметь размерность . Например , если значение допустимого кода N. лежит в пределах

N.

.

0

5

0

5

0

5

0

в  чейках пам ти с адресами необходимо записать единичную информацию , а в остальных  чейках - ну- левую.

Устройство дл  контрол  исправ- ности объектов работает следующим образом.

С внешнего устройства управлени  сигнал и, имеющий форму положительной ступеньки напр жени  (единичный логический сигнал) длительностью Т, равной заданному времени контрол  объекта, подаетс  на управл ющий вход устройства и, следовательно, на вход установки в нуль счетчика 7, синхровход триггера 9, один из входов элемента ИПИ-НЕ 10 и индикатор 11 работы устройства. В результате поступлени  сигнала U счетчику 7 будет разрешен счет с нул , так Как счетчик 7 будет установлен в нуль нулевым значением сигнала U, поступившем на его инверсный вход R до начала момента контрол , а единичное значение U  вл етс  разрешением на счет в пр мом и инверсном направлени х дл  счетчика 7. Индикатор 11 в течение времени Т будет включен положительным значением сигнала II, а индикатор I2 в течение данного времени будет включен вследствие того,, что на него будет подан нулевой сигнал с выхода элемента ИПИ-НЕ, на один вход которого поступает единичное значение сигнала U, Триггер 9 в момент прихода на его синхровход положительного фронта сигнала U своего состо ни  не изменит.

Сигнал к с датчика состо ни  контролируемого объекта поступ ает на информационный вход устройства и, следовательно, на входы дифференциатора I и дискриминатора 2 уровн . Сигнал X с выхода дифференциатора 1 поступает на вход второго дискриминатора 3 уровн .

Первый дискриминатор 2 формирует на своем первом выходе сигнал х О при значении сигнала х о, и сигнал х 1 в противном случае. На втором выходе дискриминатора 2 формируетс  сигнал Xj.

О

Xj О I

при X при X -S.

На первом и втором выходах второго дискриминатора 3 сигналы х х формируютс  в соответствии с соотношени ми

О при X + R

i

й

I при X о при X I

Z

а

i

I

1

при X г:

rt -f Jfl о

Значение допуска-дУ можно установить произвольным дл  каждого выхода первого 2 и второго 3 формирователей .

Элементы И-ИЛИ 5 и 6s входы которых соединены с выходами дискриминаторов 2 и З и с выходом генератора 4 служат логическими управл емыми ключами дл  организации подачи импульс- ной последовательности G с выхода генератора 4 на входы сложени  и вычитани  счетчика 7 в зависимости от значений сигналов к их. Схема подключени  входов элемента И-ИЛИ 5 к выходам соответствующих элементов обеспечивает формирование на его выходе сигнала

у х X,, V х,. х V G.G

X, V к,, х,+ G.

Из данного выражени  следует, что у 1 , когда сигналы х, их, Ш):и Хд их,, одновременно принимают единичное значениеS что соответствует ситх ации, когда сигналы х их. имеют одинаковые знаки. В противном случае, когда сигналы х их имеют разные знаки, сигнал у G, что ответствует по влению на его выходе тактовой последовательности у. G с выхода генератора 4, котора  поступает на вход сложени  счетчика 7. Аналогично можно доказать,, что сигнал у с выхода генератора 4 через второй элемент И-ИЛИ 6 будет поступать на вход вычитани  счетчика 7 в течение времени, когда сигналы х их имеют одинаковые знаки.

Таким образом, счетчик 7 будет вести сложение, когда сигналы х и х, имеют разные знаки, и вести вычитание , когда данные сигналы имеют оди- наковые знаки. Следовательно, в течение времени контрол  счетчик бу-i дет считать от нул  в соттвет ствую- щие моменты времени то в пр мом, то

0

t5

0 25

30

js 40 45 д

в обратном направлени х в зависимости от значени  сигналов х и х, причем текущий код N на его выходах будет i соответствовать функционалу, который однозначно характеризует устойчивость исследуемого объекта.

Отрипательному значению g будет соответствовать пр мой код числа N, а положительному - обратный, причем разр дность счетчика 7 обеспечивает непересекаемость(отсутствие совпадени ) кодов.

Код с выходов счетчика 7 поступает на входы дешифратора 8, на выходе которого формируетс  сигнал логической единицы, если gCt) 0 в те- кущий момент времени, и нулев ой сигнал при О.Сигнал с выхода дешифратора 8 поступает на и ггформационный вход триггера 9 и в момент окончани  контрол , ЧТО соответствует отрицательному фронту сигнала U, посту- паюгцему на его синхровход, запоминаетс  . По окончании контрол  сигнал на выходе элемента ИЛИ-НЕ 10 будет определ тьс  значением сигнала с инверсного выхода триггера 9, так как на второй вход элемента RПИ-HE 10 будет подано нулевое значение сигнала и. На инверсном выходе триггера 9 будут сформированы единичный сигнал при g : П и нулевой при , который через элемент Ш1И-Н ; 10, играющий в данном случае роль инвертора, поступит на индикатор 12, Следовательно , индикатор 12 будет включен при (неустойчивый процесс) или . выключен при g 0 (устойчивый процесс ) .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  исправности объекта, содержащее первый дискриминатор уровн , генератор импульсов , триггер, счетчик, элемент ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с выходом устройства, информационный вход которого подключен к входу первого дискриминатора уровн , отличающеес  тем, что 5 с целью расширени  функциональных возможностей за счет контрол  устойчивости объекта, устройство содержит второй . дискриминатор уровн , дешифратор, первый н второй элементы И-ИЛИ и дифференциатор , вход и выход которого подключены соответственно к информафиг . /

   i)f((/

   4i(