SU783759A1

SU783759A1 - Устройство дл определени частотных характеристик систем автоматического регулировани

Info

Publication number: SU783759A1
Application number: SU792711219A
Authority: SU
Inventors: Вилий Лукич Соседка; Михаил Александрович Алексеев; Ольга Владимировна Бугрим; Людмила Федоровна Коломойцева
Original assignee: Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им. Артема
Priority date: 1979-01-09
Filing date: 1979-01-09
Publication date: 1980-11-30

Description

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования и предназначено для эк.спери- ментального исследования динамических характеристик линейных систем ав- 5 томатического управления.

Известно устройство, содержащее две группы цифровых гармонических анализаторов, многоканальное устройство сравнения с двумя группами вхо-Ю дов. В процессе эксплуатации цифровые гармонические анализаторы выделяют скрытые периодичности, а затем определяют амплитудную фазовую характеристику ГФ 15

К недостаткам этого устройства относятся сложность реализации линейных вибраторов и сложность устройств для обработки выходных сигна- 20 лов линейных вибраторов? повышенная чувствительность линейных вибраторов к действию помех; большое количество преобразователей аналог-код.

Известно устройство для определе- 25 ния частотных характеристик объектов управления, содержащее η линейных вибраторов, входы которых соединены с выходом объектов, а выходы - с-блоком индикации. Оно содержит такжё те- 30 нератор полигармонических колебаний, подключенный ко входу объекта £2^.

Однако это устройство имеет недостатки: повышенную чувствительность линейных вибраторов к действию помех, сложность в аппаратурной реализации, связанную со сложностью реализации линейных вибраторов к относительно большим количествам преобразователей аналог-код.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения частотных характеристик автоматических систем, содержащее генератор синусоидальных и косинусоидальных сигналов, выходы которого соединены с блоками управления. Эти блоки перемножают гармонический сигнал с выходным сигналом исследуемой системы, а затем полученное произведение интегрируется. Кроме того, это устройство содержит дифференцирующий блок, соединенный с выходом системы, блок, записи и. многократного считывания £з].

У этого устройства низкая точность определения амплитудно-фазовых (характеристик систем регулирования, (так как при дифференцировании переходной функции возрастает спектральная плотность мощности промышленных.

помех, которая будет искажать обработки .

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные интегратор и масштабный блок, выход которого подключен к первым входам вторых групп блоков умножения, ко вторым входам которых подсоединены соответствующие выходы двух групп интеграторов, а их выходы подключены ко входам регистрирующих блоков, вход интегратора соединен с выходом исследуемой системы.

На чертеже представлена блок-схе-: ма устройства с исследуемой системой.

Она содержит генератор 1 импульсов, подключенный к входу исследуемой системы 2, интегратор 3, масштабный блок 4, генератор 5 синусоидальных и косинусоидальных сигналов, первые группы блоков 6 и 7 умножения и две группы интеграторов 8, 9, вторые группы блоков 10, 11 умножения, регистрирующие блоки 12, 13.

Реализация данного устройства основана на том положении, что коэффициент усиления системы равен площади под кривой выходного сигнала, когда на вход системы подается d¹ -функция.Это можно показать, если проинтегрировать выражение

О» d-t,' _mо · \ J- / при ω= о. Имея коэффициент передачи системы на постоянном токе и определяя площадь над кривой переходного процесса, можно осуществить масштабирование, что позволит по выражению (1) определить частотные характеристики системы при кратковременных воздействиях.

Устройство работает следующим образом.

На вход исследуемой системы 2 подают постоянный сигнал и определяют коэффициент передачи исследуемой системы. Затем от генератора 1 импульсов поступает серия импульсов.

Частота импульсов выбирается такой, чтобы к моменту поступления следующего импульса переходной процесс в исследуемой системе закончился, т.е. реакции исследуемой системы от действия импульсов не накладывались. Это позволит статистически обработать выходной сигнал и определить частотную характеристику от действия серии импульсов .

Далее выходной сигнал исследуемой системы 2 перемножается с выходными сигналами генератора 5 в блоках 6 и 7 умножения. С выходов блоков умножения сигналы поступают на интеграторы 8,

9. На выходе интеграторов 8 сигналы (пропорциональны коэффициентам разложения выходного сигнала по синусоидаль ным функциям, а на выходе интегратора 9 - по косинусоидальным функциям. Однако следует учитывать, что произошел гармонический анализ некоторой реакции системы автоматического регулирования, которая не равна истинной реакции (за истинную принимается реакция на d¹ -функцию) , а только ей подобна. Для того, чтобы из подобной реакции получить истинную последнюю следует умножить на коэффициент, который определен в масштабном блоке 4 и выставляется сомножителем в блоках 10, 11 умножения, а на их выходах сигналы равны собственно коэффициентам разложения реакции исследуемой системы по синусоидальным и косинусоидальным функциям. Далее этот сигнал 'подается на регулирующие блоки 12, 13.

Применение указанного устройства позволяет ускорить процесс измерения частотных характеристик систем автоматического регулирования и определять частотные характеристики систем при кратковременных воздействиях (приложение кратковременной нагрузки, изменение управляющего воздействия и т.д.) непосредственно в промышленных условиях, так как всегда можно выбрать воздействия, которые не будут влиять на ход технологического процесса.

Claims

помех, котора будет искажать обработки . Цель изобретени - повьдиение быстродействи устройства. Поставленна цель достигаетс те что в устройство введены последовательно соединенные интегратор и мас атабный блок, выход которого подключен к первым входам вторых групп бло ков умножени , ко вторым входам кото рых подсоединены соответствующие выходы двух групп интеграторов, а их :выходы подключены ко входам регистрирующих блоков, вход интегратора соединен с выходом исследуемой систе мы. На чертеже представлена блок-схема устройства с исследуемой системой Она содержит генератор 1 импульсов , подключенный к входу исследуемо CHCTeivttd 2, интегратор 3, масштабный блок 4, генератор 5 синусоидальных и косинусоидальных сигналов, первые группы блоков б и 7 умножени и две группы интеграторов 8, 9, вторые гру пы блоков 10, 11 умножени , регистри ру 01дие блоки 12, 13. Регшизаци данного устройства осн вана на том положении, что коэффициент усилени системы равен площади п кривой выходного сигнала, когда на вход системы подаетс сЯ -функци .Это можно показать, если проинтегрироват выражение u v-U-w прии 0. Име коэффициент передачи системы на посто нном токе и определ площадь над кривой переходного процесса, можно осуществить масштабирование , что позволит по выражению (1) определить частотные характеристики системы при кратковременных воздействи х. Устройство работает следующим образом . На вход исследуемой системы 2 подают посто нный сигнал и определ ют коэффициент передачи исследуемой системы . Затем от генератора 1 импульсов поступает сери импульсов. Частота импульсов выбираетс тако чтобы к моменту поступлени следующего импульса переходной процесс в исследуемой системе закончилс , т.е. реакции исследуемой системы от действи импульсов не накладывались. Эт позволит статистически обработать вы ходной сигнал и определить частотную характеристику от действи серии импульсов . Далее выходной сигнал исследуемой системы 2 перемножаетс с выходными сигналами генератора 5 в блоках б и умножени . С выходов блоков умножени сигнады поступают на интеграторы 8, 9. На выходе интеграторов 8 сигналы (Пропорциональны коэффициентам разлож |ни выходного сигнала по синусоидаль ным функци м, а на выходе интегратоа 9 - по косинусоидальным функци м. Однако следует учитывать, что произошел гармонический анализ некоторой еакции системы автоматического регулировани , котора не равна истинной реакции (за истинную принимаетс реакци на cf -функцию) , а только ей подобна . Дл того, чтобы из подобной реакции получить истинную последнюю следует умножить на коэффициент, который определен в масштабном блоке 4 и выставл етс сомножителем в блоках 10, 11 умножени , а на .их выходах сигналы равны собственно коэффициентам разложени реакции исследуемой системы по синусоидальным и косинусоидальным функци м. Далее этот сигнал подаетс на регулирующие блоки 12, 13. Применение указанного устройства позвол ет ускорить процесс измерени частотных характеристик систем автоматического регулировани и определ ть частотные характеристики систем при кратковременных воздействи х {приложение кратковременной нагрузки, изменение управ л ющего возддействи и т.д.) непосредственно в промышленных услови х, так как всегда можно выбрать воздействи , которые не будут вли ть на ход технологического процесса. Формула изобретени Устройство дл определени частотных характеристик систем автоматического регулировани , содержащее генератор импульсов, подключенный ко вход; исследуемой системы, генератор синусоидальных и косинусоидальных сигналов, в1аходы которого подсоединены к первым входам первых двух групп блоков умножени , выходы которых подсоединень к выходам двух групп интеграторов , две группы регистрирующих блоков, отличающеес тем, что, с целью повшиени быстродействи устройства, в него введены последовательно соединенные интегратор и масштабный блок, выход которого подключен к первым входам вторых групп блоков умножени , ко вторым входам которых подключены соответствующие выходы двух групп интеграторов, выходы которых подключены ко входам регистрирующих блоков, а вход интегратора подключен к выходу исследуемой системы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №199229, кл. q 05 В 23/02, 1966.
2.Авторское свидетельство СССР №307390, кл. Q 05 В 23/02, 1970.
3.Авторское свидетельство СССР №375626, кл. q 05 В 23/02, 1973 (прототип ) ,

9

Г1РкГи1;

I1

-t 9 II

1j I1

13 e 11 «f

9 - 7

12

10

8

- В

I1 Г

-Л.

- - 8 I- - 10 ) 6 fII II 1I

12

8