SU300875A1 - Анализатор для контроля характеристик динамических систем - Google Patents

Description

Предлагаемый анализатор относитс  к устройствам динамического контрол .

Известные устройства дл  динамического контрол  содержат устройство управлени , блок ортогональных фильтров, преобразователь и цифровую вычислительную машину. Однако эти устройства не .позвол ют определ ть характеристики динамических нелинейных С)истем управлени .

Отличием предложенного устройства  вл етс  то, что в нем дополнительно установлен формирователь, выход которого через цифровую вычислительную машину соединен с одним из входов устройства управлени , один из выходов которого соединен с первым входом формировател , причем другой выход управл ющего устройства через преобразователь соединен со вторым входом формировател .

Предлагаемый анализатор может быть использован дл  динамического контрол  как линейных, так и нелинейных САУ. В нем использовано разложение реакции САУ на тестовый сигнал на ортогональных фильтрах с последующим восстановлением параметров САУ на основе их множественных регрессий по коэффициентам разложени . Определение параметров САУ производитс  за врем , соизмеримое с эффективной длительностью импульсной функции САУ.

На фиг. 1 показана блок-схема анализатора характеристик динамических систем; на фиг. 2 - блок-схема устройства управлени ; на фиг. 3 - блок-схема программного устройства; на фиг. 4 - блок-схема устройства управлени  блоком ортогональных фильтров; на фиг. 5 - блок-схема коммутатора; на фиг. 6- функциональна  схема блока ортогональных фильтров; на фиг. 7 - блок-схема формировател .

Анализатор содержит устройство управлени  /, блок 2 ортогональных фильтров, преобразователь 5, формирователь 4 и цифровую вычислительщую машину (ЦМВ) 5,

5

Два входа устройства управлени  подключены к блоку ортогональных фильтров и к цифровой вычислительной машине, а его выходы соединены с входом исследуемой системы , преобразователем, формирователем и бло0 ком ортогональных фильтров, второй вход которого подключен к выходу контролируемой САУ. Выход преобразовател  соединен со вторым входом формировател , выход которого соединен с ЦВМ.

5

Устройство управлени  (см. фиг. 2) состоит из коммутатора 6, программного устройства 7 и устройства управлени  8 блоком ортогональных фильтров.

надцатиразр дный счетчик //, генератор 12 одиночных импульсов, логические  чейки «И 13-15 и логическую  чейку «НЕ 16.

Устройство управлени  блоком ортогональных фильтров содержит триггеры 17, 18, эмиттерные повторители 19, 20, герконы 21, 22 и дифференцирующую цепочку 23.

Коммутатор включает логическую  чейку «ИЛИ 24, эмиттерные повторители 25-5/, триггеры 32-34, кипп-реле 35, логические  чейки «И 36-40, герконы 41-45 и аттенюаторы 46-50 буферНогх) усилител  51.

Блок ортогональных фильтров содержит  чейки 52, 53 и 54 нулевого коэффициента разложени , .первого коэффициента разложени , четвертного коэффициента разложени 

соответственно.

Формирователь состоит из ключей 55-58, триггеров 59-68 сдвигающего регистра, киппреле 69 и линии задержки 70.

При подаче на устройство управлени  команды о начале проверки системы автоматического управлени  устройство управлени  / формирует и подает тестовый сигнал на вход САУ. Одновременно блок ортогональных фильтров 2 подключаетс  к выходу провер емой системы и переводитс  из исходного режима в рабочий. По истечении установленного интервала разложени  реакции САУ на тестовый сигнал устройство управлени  переводит блок ортогональных фильтров в режим запоминани  и отключает его от выхода САУ. Напр жени , пропорциональные коэффициентам разложени , с выходов блока ортогональных фильтров через ком.мутатор 6 устройства управлени  последовательно подаютс  на преобразователь 3, который преобразует аналоговую величину в параллельный двоичный код. С выхода преобразовател  параллельный двоичный код подаетс  на формирователь 4. Последний по команде устройства управлени  начинает формировать адрес и записывает исходные данные дл  интерпол ции в ЦВМ 5. По окончании записи исходных данных дл  интерпол ции ЦВМ подает сигнал на коммутатор устройства управлени  дл  опроса следующей  чейки фильтра. По окончании опроса  чеек фильтров в ЦВМ заноситс  адрес опорной точки на множественной регрессии и подаетс  команда на начало вычислени  параметров контролируемой САУ.

Исходными данными дл  вычислени  параметров контролируемой системы служат множественные регрессии параметров системы на коэффициенты разложени , представленные в виде узловых точек и предварительно В1веденные в запоминающее устройство ЦВМ, адрес искомой узловой точки многомерной регрессии и отклонени  от узловой точки, необходимые дл  интерпол ции.

Дл  вычислени  параметра контролируемой САУ из запоминающего устройства извлекаетс  опорна  точка множественной регрессии , соответствующа  полученному в формирователе на основе измерени  коэффициентов разложени  адресу, и все примыкающие к ней точки, старшие по адресу. В дальнейшем ЦВМ в соответствии с прин тым алгоритмом и полученными исходными данными дл  интерпол ции производит интерполирование и выдает в регистратор ЦВМ значение искомого параметра.

Определение остальных контролируемых параметров САУ производитс  аналогично.

Команда о начале проверки САУ поступает на генератор 12 одиночных импульсов программного устройства 7 и запускает его. Сигнал генератора 1 устанавливает в «О счетчик 11, собраиный на стандартных триггерных  чейках и поступает на нулевой вход триггера 17 устройства управлени  блоком ортогональных фильтров 8. Сигнал на единичном выходе триггера 17 исчезает, и через эмиттерный повторитель 19 обеспечивает отпускание .геркона 21, тем самым Пддготавлива  блок ортогональных фильтров к работе. После установки в «О счетчика 11 сигнал на выходах  чеек «И 13-15 снимаетс , и схема «НЕ 16 подает сигнал разрешени  на ключ W. Триггер 18 при сигнале этой пол рности не срабатывает. Импульсы с генератора 9 тактовых импульсов через ключ 10 поступают на счетный вход первого разр да счетчика //. С выхода второго разр да счетчика подаетс  сигнал на единичный вход триггера 18, устанавливающий его в «1 после прихода второго импульса с генератора 9 тактовых импульсов . Триггер 18 через эмиттерный павтор.итель 20 вызывает срабатывание геркона 22, который обеспечивает подачу тестового сигнала на систему, подключение блока ортогональных фильтров к системе и его запуск. По вл ющийс  при этом сигнал на выходе дифференцирующей цепочки 23 не вызывает запуска коммутатора.

В соответствии с выбранным интервалом разложени  тумблерным на бором и (см. фиг. 3) устанавливают код на входах  чеек «И 13-15. При совпадении установленного кода с числом в счетчике // на выходах  чеек «И 13-15 по вл етс  сигнал. В результате сигнал на выходе  чейки «НЕ 16 исчезает, и ключ 10 закрываетс . При исчезновении сигнала на выходе  чейки «НЕ 16 триггер 18 устанавливаетс  в «О, что вызывает отпускание геркона 22 и перевод блока ортогональных фильтров в режим запоминани . Кроме того, обеспечиваетс  запуск коммутатора 6 через дифференцирующую цепочку 23. нал через эмиттерные повторители 27 и 30 вызывает срабатывание геркона 41, который своим контактом подключает выход  чейки нулевого коэффициента разложени  через аттенюатор 46 и буферный усилитель 5/ к преобразователю 3. Преобразователь выдает дес тиразр дный параллельный двоичный код, соответствующий нулевому коэффициенту разложени , в формирователь 4. После записи ИЗ фор,мировател  в ЦВМ из ЦВМ поступает импульс на вход  чейки «ИЛИ 24, который обеспечивает добавление «1 в триггерный счетчик (52-34}. В результате срабатывает  чейка «И 57 через геркон 42, аттенюатор 47, буферный усилитель 51 сигнал с выхода  чейки первого коэффициента разложени  поступает на преобразователь. Таким образом ком-мутатар обеспечивает поочередное подключееие выходов всех  чеек блока ортогональных фильтров к преобразователю . При подключении выхода последней  чейки блока ортогональных фильтров « преобразователю сигнал с выхода  чейки «И 40 запускает кипп-реле 35, н через эмиттерный повторитель 26 обеспечивает установку в «О триггеров 32-34 и в «1 триггера 17. Триггер 17 через эмИттерный (повторитель 19 вызывает срабатывание геркона 21, который обеспечивает установку блока ортогональных фильтров в исходное состо ние. В анализаторе может быть использована люба  система ортогональных функций или полиномов. В качестве примера приводитс  блок ортогональных фильтров, реализующий располо кение реакций системы по функци м Лагерра, построенный на типовых операционных усилител х в соответствии с известной методикой. Блокортогональныхфильтров работает следующим образом. При отпускании геркона 2/ его контакты размыкают цепи установки в «О интеграторов. При срабатывании геркона 22 его контакты подключают входные цепи интеграторов и соедин ют вход блока ортогональных фильтров с выходом контролируемой САУ. Реакци  САУ на тестовый сигнал подаетс  на блок ортогональных фильтров. По истечении установленного времени разложени  контакты геркона 22 размыкаютс  и перевод т фильтр в режим заполнени . На выходе каждой  чейки блока ортогональных фильтров фиксируетс  напр жение, пропорциональное соответствующему коэффициенту разложени  реакции САУ по ортогональным функци м . Коммутатор 6 осуществл ет последовательное считывание коэффициентов разложени . По окончании считывани  контакты геркона 21 замыкаютс  и включают цепи установки нул  интеграторов, подготавлива  тем самым блок ортогональных фильтров к следующему циклу контрол . С выхода буферного усилител  51 коммутатора напр жение, пропорциональное коэффициенту разложени , подаетс  на преобразователь 3, который преобразует его в параллельный дес тиразр дный двоичный код. В качестве аналого-цифрового преобразовател  может быть использован, например, один из каналов серийного преобразовател  типа VH. Сигнал с выхода преобразовател  подаетс  на формирователь 4. При подаче управл ющего импульса с эмиттерного повторител  25 срабатывает кнпп-реле 69, обеспечивающее задержку на врем  нреобразовани  преобразовател . Импульс с кипп-реле подаетс  на линию задержки 70 н на ключи 55-57. Знаковый разр д через ключ 56 записываетс  в первый разр д сдвигающего регистра (триггер 59), а в шестой разр д (триггер 54), сдвигающего регистра через ключ 57 заноситс  старщий разр д кода числа. Остальные разр ды через ключи 55 занос тс  в ЦВМ в качестве исходных данных дл  интерпол ции. С линии задержки 70 импульс ноступает на сдвигающий регистр и обеспечивает сдвиг информации на один разр д. По окончании работы коммутатора все разр ды сдвигающего регистра заполнены сформированным адресом узловой точки. Импульс с змиттерного повторител  26 открывает ключ 58 и обеспечивает тем самым запись адреса в ЦВМ. При каждом открытии ключей 55 и 5S происходит добавление «1 в адресный регистр ЦВМ. Таким образом, по окончании цикла работы устройства управлени  в ЦВМ оказываютс  записанными последовательно н ть дес тиразр дных чисел,  вл ющихс  исходными данными дл  интерпол ции, и адрес узловой точки. Этих данных достаточно дл  того, чтобы ЦВМ осуществила в соответствии с опи .санным выше алгоритмом определение параметров контролируемой САУ. Предмет изобретени  Анализатор дл  контрол  характеристик динамических систем автоматического управлени , содержащий ус11ройство управлени , соединенное с блоком ортогональных фильтров, преобразователь и цифровую вычислительную машину, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, в нем дополнительно установлен формирователь , выход которого через цифровую вычислительную машину соединен с одним из входов устройства управлени , один из выходов которого соединен с первым входом формировател , причем другой выход управл ющего устройства через преобразователь соединен со вторым входом формировател .

5J

tU

45

Фс/г 5

Фиг.В

5 коэ(р(рициентов