SU610066A1 - Устройство дл идентификации нестационарных объектов второго пор дка - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕСТАЦИОНА(НЫХ ОБЪЕКТОВ ВТОРОГО ГЮРЯДКА

этапов. Кроме того, коэффициенты переда-5 точной функции определ ютс  только цл  стационарных систем без запаздывани  и требуютс  априорные сведени  об объекте,, так как длительность процесса вычислени  ; коэффициентов объекта должна совпадать с фактическим временем переходного процесса

Из известных устройств наиболее близким лр технической сущности к изобретений)  вл етс  устройство, содержащее усилитель ,. вход которого соединен со входом объекта, выход которого соединен с одним из входов блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом усилител , первый и второй ключи, первый, второй, третий, четвертый, п тый, шестой, седьмой и восьмой умножители, последовательно соединенные первый, второй, третий и четвертый интеграторы, первый и второй инверторы, первый, второй и третий сумматоры и вычислитель коэффициентов объекта з.

Это устройство не позвол ет определить коэффициенты передаточных функций быстродействующих систем, так как следует выждать затухание собственных коле баний. Начина;Я со второго замера, входной Сигнал должен неограниченно возрастать, что приводит к насыщению системы и вхо-. ду бе в нелинейную зону. Кроме того, устройство не позвол ет определить коэф- . фициенты передаточных функций нестацио- , нарных систем и систем со случайным за-паздыванием .

Это снижает точность определени  коэфг фйциентов передаточных функций исследуе-.; мого объекта..

Целью изобретени   вл етс  првыщение точности работы устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в предложенном устройстве установлен , блок управлени , а выход-блока сравнени J через последовательно соединенный первый и второй ключи соединен со входом первог интегратора. Выход четвертого интегратора первый инвертор, первый умножи- тель и первый сумматор соединен с nepBbiiii входом вычислител  коэффициентов o6beKTai Выход третьего интегратора Через второй умножитель .соединен jco вторь1м входом первого сумматора и через последовательно соединенные третий умножитель и второй сумматор соединен со вторым входом вычислител  коэффициентов объекта. Выход; второго интегратора соединен со входом второго инвертора, выход которого через четвертый умножитель соединен с третьим входом первого сумматора, через п тый умножитель со вторым входом второго сумматора и через Третий сумматор с третьим

входом вычислител  коэффициентов обьектА Выход первого интегратора через щестой умножитель соединен со вторым входом третьего сумматора, через седьмой умножитель соединен с третьим входом второго сумматора и через восьмой умножитель с четвертым входом вычислител  коэффициентов объекта. Вход блока управлени  соединен с соответствующим входом блока срав нени , а выходы - соответственно с управл ющими входами первого и второго ключей и со вторыми входами второго, четвертсмго , п того, шестого, седьмого и восьмого умножителей.

На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого устройства, где обозначены объект 1, усилитель 2, блок сравнени  3, блок управлени  4, первый 5 и второй 6 ключи; первый 7, второй 8, третай 9 и четвертый 10 интеграторы; первый If, второй 12, третий 13, четвертый 14, п тый 15, щестой 16, седьмой 17 и восьмой 18 умножители; первый 19 и второй 2О инверторы: первый 21, второй 22; и

5 третий 23 сумматоры и вычислитель козф-. фициентов объекта 24.

Все элементы, кроме вычислител  24 могут быть выполнены как на аналоговой 0 технике, так и дискретной, а вычислитель 24 - только на дискретной.

Все умножители, кроме первого и третьего , умножают две функции, а первый и Tpef . тий умножают два числа, поэтому они могут быть реализованы на операционных усилител х , выполн ющих масщтабнь е npeodipaзовани .

Устройство работает следующим образом.

Сначала на вход объекта 1 подают сту . пенчатое воздействие,. а затем измен ют коэффициент усилени  усилители,2 до тех пор, пока на выходе блока сравнени  3 в i установивщемс  режиме не по витс  напр 5 жение, равное нулюу(в качестве блока срав нени  3 может быть применен операционный усилитель на два входа.).( Затем снимают сигнал с выхода объекта 1 и по окончании переходного процесса на вход системы по0 дают то же, что и при калибровке, ступенчатое воздействие. С выхода объекта 1 сигнал поступает на входы блока сравнени  3 и блока управлени  4. Слгнал X х с выхода блока сравнени  3 на цепочку

5 интеграторе 7-10 не проходит, так как замыкающий ключ 5 разомкнут. Когда выходна  величина объекта 1 достигает рабочего участка, ключ 5 замыкаетс , и начинаетс  процесс интегрировани  функции

- X

вых

УСТ

Задание на замыкание ключа 5 и размыкание ключа 6 вырабатываетс  в блоке управлени  4. Срабатывание ключа 5 может feiiTb задано временем, если известно врем  переходного процесса, или ординатой BbiX ° врем  калибровки выставл етс  установившеес  значение Хд..„ . Сигнал на размыкание ключа 6 может быть задан или временем прохождени  выходной величины рабочего участка или ординатой Х .. конца рабочего участка. После срабатывани  ключа 5 сигнал поступает н4 интегратор 7, в котором вычисл етс  зна- чение 5 Д S .С выхода интегратору 7 сигнал подаетс  на вход интегратора 8 (вычисл етс  S,) Аналогично вычисл ютс  значени  Sg и S. на интеграторах 9 и 1О.

Значение 5 подаетс  на умножители 16 и 18, значение 5 - на инвертор 2О, значение $3 - на умножители 12 и 13 и значение инвертор 19. В у множителе 16 определ етс  произведение .Затем 8ТО произведение подаетс  в с.ум  атор 23, на второй вход которого подаетс  сигнал с инвертора 20. Суммирование этих двух сигналов и дает значение А Sjj. Величина AS поступает в вьпислитель 24.

Величина ASg вычисл етс  в сумматоре 22. На выходы сумматора 22 поступа-. ют сигнал с умножител  17, сигна; Sj-. с умножител  18 и сигнал 2Bt. с умножител  13. Суммирование этих сиг-t дает значение. ASj- Величина AS поступает в вычислитель 24.

Величина Л 4 вычисл етс  в сумматоре 21. На входы Сумматора 21 поступают

S.f-At с умножител  18, сигнал

сигнал , 3 дЧ- с умножител  14, сигнал 5.-бА S С умножител  12, и сигнал 6 S. с умножител  11. Величина ДЗд поступает в вычислитель 24.

В вычислителе 24 вычисл ютс  коэффициенты 0 и 0-2 дифференциальното урав- нени  второго пор дка.

Вых , вых

V dt .,

(Л

ТГак как рабочий участок дл  большинства систем регулировани  можно прин ть достаточно малым, то справедливо предположе ние , что параметры системы на этом учас|ке посто нны. Тогда на этом участке система может быть описана вшфференциальныц уравнением второго пор дка с посто нными коэффициентами

dX

Вых

вых

вых вх с.

di

dt

С2-

Коэффициенты G-i и ил могут быть определены решением системы уравнений (A5,At-2AS2la - 2AS -At()o.j

3ASj-AiAS)(3-2o(.-oC 6ASpa )

где ci. , оС о - коэффициенты начала и конца рабочего участка.

Система уравнений (3) решаетс  в вычислителе - 24. В результате решени  опг редел ютс  коэффициенты передаточной функции-нестационарного звена второго пор дка.

Повйшение точности определени  )нциентов зависит от колебательной составл ющей переходного процесса и степени его нестационарности. Дл  звеньев, параметры которых значительно мен ютс  вдоль кривой разгона, ошибка в определении коэффициентов передаточной функции может быть уменьшена на пор док и более.

р м у л а изобретени 

Устройство дл  идентификации нестацио-f нарных объектов второго пор дка, содержавшее усилитель, вход которого соединен со входом объекта, выход которого соединен с одним из входов блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом усилител , первый и второй ключи, первый, второй|, третий, четвертый, п тый, шестой, седьмой и восьмой умножители, последовательно соединенные первый, второй, третий и четвертый интеграторы, первый и второй инверторы , первый, второй и третий сумматоры и вычислитель коэффициентов объекта, о т личаюшеес  тем, что, с целью повышени  точности работы .устройства, в нем установлен блок управлени , а выход блока сравнени  через последовательно соединенные первый и второй ключи соединен со входом первого интегратора;.выход четг вертого интегратора через первый инвертор, первый умножитель и первый сумматор соединен с первым входом вычислител  коэффициентов объекта, выход третьего интегратора через второй умножитель соединен со вторым входом первого сумматора и через последовательно соединенные третий умножитель и второй сумматор со вто .рым входом вычислител  коэффициентов объекта, выход второго интегратора соединен со входом второго инвертора, выход которого через четвертый умножитель соешшен с третьим входом первого сумматора через п тый умножитель со вторым входом второго cyMMafopa и через третий сумматор , с. третьим входом вычислител  коэффициентов объекта,выход первого интегратора через шестой умножитель соединен со вторым

входом третьего сумматора, через седьмой умножитель с третьим входом второго сумматора и через восьмой умножитель с четвертым входом вычислител  коэффициентов, объекта, вход блока управлени  соединен с соответствующим входом блока сравне1 ш , а выходы соединены соответственно с управл ющими входами первого и второго ключей и со вторыми входами второго, четвертого, п того, шестого, седьмого и восьмого умножи елей .

Источникиинформации, прин тые во внимание при экспертизе.

1.Ордынцев В. М. Автоматизаци  математического описани  объектов управлени . М., Машиностроение, 1969, стр. 91-1О5.

2.Авторское свидетельство СССР №235831, Q.05 В 13/О2, 1966.

3.Авторское свидетельство СССР N9 210231,6,05 В 23/02, 1967.