SU645128A1 - Устройство дл определени посто нных времени нестационарных инерционных звеньев - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  -к области автоматического регулировани  и может быть использовано при создании измерительной аппаратуры.

Дл  оптимальной наладки систем aiBTOматического регулировани  необходимо знать параметры (посто нные времени) всех звеньев, образующих эту систему. Причем, дл  качественной наладки Систем регулировани  необходимо знать посто нные времени на рабочих участках кривой разгона. Следует указать, что почти все звень , образующие промышленные системы регулировани , относ тс  « нестационарным .

Устройство позвол ет быстро и точно определить посто нные времени на отдельных участках кривой разгона (нестационарных звеньев), чтобы затем использовать эту информацию дл  расчета и наладки систем регулировани .

Известно устройство дл  измерени  посто нных времени инер-ционных звеньев систем автоматического регулировани  1. В этом устройстве посто нные времени определ ютс  путем интегрировани  разности эталонного сигнала и кривой лереходного процесса.

К основным недостаткам этого устройства можно отнести:

1.Невозхможность определени  посто нных времени нестационарных инерционных звеньев. Действительно, если посто нна  времени звена мен етс  во врем  процесса, то, интегриру  разность эталонного сигнала , пропорционального кривой переходного процесса, определ ют среднюю посто нную времени, котора  может в дес тки раз отличатьс  от посто нной времени на рабочем участке.

2.Невозможность определени  посто нных времени инерционных звеньев с запаздыванием . Действительно, при наличии запаздывани  в инерционно.м звене интеграл

разности будет увеличен на величину площади TJCycT (т - врем  запаздывани ), чго приведет к существенным ошибкам в определении посто нной времени.

3.Пизкую точность в определении электромагнитной посто нной времени. Это св зано с тем, что в установившемс  режиме на вход интегратора подаютс  шумы и ошибки масштабировани , которые, интегриру сь , привод т к большим ошибкам в определении -посто нных времени.

Из известных устройств по технической сущности наиболее близким  вл етс  устройство 2. Это устройство содержит интегратор , выход которого подключен ко входу измерительного блока, масштабный блок.

один из входов которого подключен к первому выходу инерционного звена, а выход через два последовательно соединенных ключа подключен ко входу интегратора, и формирователь управл ющих сигналов, вход которого Подключен ко второму выходу инерционного звена, а выходы подключены к управл ющим входам ключей.

Однако это устройство имеет следующие недостатки:

1.Сложна  аппаратурна  реализаци  устройства, котора  обуславливаетс  тем, что устройство имеет два параллельных ка«ала: по одному каналу подаетс  установившеес  значение выходного сигнала, а по второму - текущее. Это требует увеличени  аппаратурных затрат, затрат времени

на наладку и может  витьс  источником ошибок, так как требует согласо ваНи  работы двух каналов во времени.

2.Низка  точность измерени  посто нных времени.

3.Необходимость подачи на вход исследуемого звена воздействи  определенного вида ступенчатого сигнала.

Этот недостаток приобретает существенное значение, если требуетс  определить посто нные времени звеньев, способных нередавать значительную мощность. В этом случае дл  создани  ступенчатого скачка напр жени  требуетс  применить источник значительной мощности. Это значительно ограничивает область применени  устройства .

Цель насто щего изобретени  состоит в упрощении и расщирении области применени  устройства.

Эта цель достигаетс  тем, что другой вход масштабного блока подключен ко второму выходу инерционного звена.

На чертеже изображена функциональна  схема устройства и прин ты следующие обозначени : 1 - устройство дл  определени  посто нных времени, 2 - интегратор, 3 - измерительный блок, 4 - масштабный блок, 5 и 6-ключи, 7-формирователь управл ющих сигналов, 8 - инерционное звено, 9 и 10 - выходы формировател , 11-вход текущего значени  измер емой величины, 12 и 13 входы, задающие рабочий диапазон, вход / первый вход (вход по току), вход j)второй вход (вход по напр жению ) .

Устройство работает следующим образом ,

Т-, U

Работа устройства подраздел етс  на два режима. Первый режим «установка.

Интегратор 2 работает как усилитель. По своим входам 12 и 13 формирователь 7 настраиваетс  так, чтобы на его выходах 9 и 10 были сигналы, по которым ключи 5 и 6 замкнуты. В этом режиме осуществл етс  установка необходимых коэффициенто В передачи масштабного блока 4 по выходу U и входу /. Дл  этого подаетс  на вход исследуемого звена 8 напр жение произвольной формы и в установившемс  режиме по измерительному блоку 3 устанавливаетс  максимальное значение выходной величины путем изменени , например коэффициента передачи масштабного блока 4 по входу /. Затем, увеличива  коэффициент передачи масштабного блока 4 по входу U, добиваютс  нулевых показаний измерительного прибора.

После этого но входу 12 перестраивают формирователь 7 так, чтобы на его выходе 9 по вл лс  сигнал на замыкание ключа 5 в момент, соответствующий началу рабочего участка. Эту операцию формировател  можно реализовать на компараторе с релейной характеристикой: по входу 12 задаетс  уровень срабатывани  компаратора. Сигнал 9 на входе формировател  по витс  тогда, когда текущее значение по входу 11 достигнет норога срабатывани , установленного на входе 12.

Аналогичным образом определ етс  конец рабочего участка: на выходе 10 формировател  по вл етс  сигнал на размыкание ключа 6, когда текущее значение по -выходу достигает порога срабатывани , установленного на входе 13.

Размер рабочего участка выбираетс  из услови , чтобы на нем посто нна  времени оставалась нриблизительно посто нной.

Второй режим - работа.

В этом режиме осуществл етс  определение посто нной времени на том участке характеристики исследуемого звена 8, который был задан настройкой формировател  7, в режиме «установка.

Дл  определени  посто нной времени необходимо вновь подать на вход исследуемого звена 8 то произвольное воздействие, которое подавалось в режиме «установка.

При подаче на вход исследуемого звена 8 произвольного воздействи  сигнал на входе и по вл етс  мгновенно, а сигнал по входу / растет с инерцией, определ емой параметрами исследуемого звена. На выходе масштабного блока 4 по вл етс  сигнал, пропорциональный разности сигналов по двум этим входам. Если ключ 5 разомкнут, то несмотр  на наличие сигналов разности на .выходе масщтабного блока 4, эти сигналы не интегрируютс . Как только сигнал по входу / достигает начала рабочего участка , на выходе 9 формировател  7 по вл етс  сигнал, и ключ 5 замыкаетс . Начинаетс  процесс интегрировани . При достижении текущим значением сигнала по входу / конца рабочего участка на выходе 10 формировател  7 по вл етс  сигнал, и ключ 6 размыкаетс . Процесс интегрировани  прекращаетс .

Интегратор 2 перестает интегрировать без сброса результата интегрировани , а результат интегрировани  отображаетс  на

измерительном блоке 3. Показани  измерительного блока 3 - Un пропорциональны площади между кривой напр жени  U и тока /. Посто нна  времени Т на рабочем участке исследуемого звена 8, который задаетс  с помощью формировател  7, определ етс  как

Un

Т - Т

л л „

г/б

Т - посто нна  времени интегрировани  интегратора;

/7б - напр жение, соответствующее приращению входного сигнала на рабочем участке;

Un--показани  измерительного блока.

В устройстве входной сигнал может иметь произвольную форму. Это позвол ет в качестве тестового сигнала использовать сигналы, действующие в исследуемой системе регулировани , т. е. в результате снизить затраты времени на наладку систем автоматического регулировани  и повысить качество наладочных работ.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 467332, кл. G 05В 23/02, 21.03.74.

2.Авторское свидетельство СССР № 551613, кл. G 05В 23/02, 1975.