SU809070A1 - Устройство дл измерени частотныхХАРАКТЕРиСТиК - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к автоматическому управлению и регулированию и предназначено дл  экспериментального исследовани  динамических характеристик систем автоматического управлени  (САУ).

Известен анализатор спектра, основанный на вычислении р да Фурье и содержащий генератор гармонических колебаний ортогональных функций (синусоидальных и косинусоидальных колебаний), блоки умножейи , интеграторь и регистраторы. При определении амплитудно-фазовых характеристик этим анализат.ором система выводитс  на режим вынужденных колебаний, выходной сигнал системы умножаетс  на синусоидальные и косинусоидальные колебани , а затем полученное произведение интегрируетс  на периоде. На выходах интеграторов получаютс  значени  вещественной и мнимой составл ющих амплитудно-фазовой характеристики 1.

Недостатками этого устройства  вл ютс  длительность определени  амплитуднофазовых характеристик, так как, их точки определ ютс  путем последовательной подачи на вход системы р да частот, и сложность в реализации блоков умножени .

Известно устройство дл  определени  частотных характеристик функционирующих объектов автоматизации, содержащее две группы цифровых гармонических анализаторов , многокальный блок сравнени  с дву- м  группами входов. В процессе эксплуатации цифровые гармонические анализаторы выдел ют скрытые периодичности, а затем определ ют амплидутно-фазовую характеристику 2.

Недостатки устройства заключаютс  в 0 сложности реализации линейных вибраторов и сложности устройств дл  обработки выходных сигналов линейных вибраторов,повыщенной чувствительности линейных вибраторов к действию помех и больщом количестве преобразователей аналог-код.

Известно также устройство дл  определени  частотных характеристик объектов управлени , содержащее линейные вибраторы , входы которых соединены с выходом 0 объекта, а выходы - с блоками индикации; генератор полигармонических колебаний, подключенный ко входу объекта 3.

Недостатками такого устройства  вл ютс  повыщенна  чувствительность линейных вибраторов к действию помех и сложность в аппаратурной реализации, св занна  со сложностью реализации линейных вибраторов и относительно большим количеством преобразователей аналог-код. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  частотных характеристик, содержащее формирователи программных импульсов, блок логического сложени  и последовательно соединенные генератор частоты, генератор полигармонического сигнала, один выход которого соединен с управл ющим входом ключа, другой выход - со входом исследуемого объекта , выход которого соединен со входами блока выделени  знака и преобразовател  аналог-код , выход которого соединен с сигнальным входом ключа, выход которого св зан со счетными входами реверсивных счетчиков, выходы которых св заны со входами соответствующих блоков регистрации, а управл ющие входы подключены к выходам соответствующих логических блоков, первые входы которых соединены с выходом-блока выделени  знака 4. Однако в полигармоническом сигнале, подаваемом на вход исследуемой системы, могут содержатьс  гармоники, наход щиес  между собой в соотнощении 1,2,4,8..., т.е. гармоники с частотами (где п 0, 1, 2, 3,...), что сужает возможности прибора при точных измерени х частотных характеристик объектов САУ. Цель изобретени  - повышение точности и быстродействи  устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что выход генератора частоты подключен ко входам формирователей программных импульсов , выходы которых подключены к соответствующим входам блока логического сложени  и вторым входам соответствующих логических блоков, а выход блока логического сложени  подключен к управл ющему входу преобразовател  аналог-код. На чертеже представлена блок-схема устройства . Устройство содержит генератор частоты 1, генератор полигармонического сигнала 2, исследуемый объект 3, блок выделени  знака 4, преобразователь аналог-код 5, ключ 6, формирователи программных импульсов 7 и 8, состо щие из делителей частоты 9 и регистров сдвига 10, блок логического сложени  11, логические блоки 12 и 13, реверсивные счетчики 14 и 15 и блоки регистраторов 1§.и 17. Генератор полигармрническогр сигнала 2 можно выполнить, использу  метод разложени  Фурье по системе ортонормированных функций, например функций Уолша. В качестве блока выделени  Знака 4 можно использовать нуль-орган. Все остальные элементы; относ тс  к стандартным элементам измерительной техники. Устройство работает следующим образом, С reHepafopa частоты 1 импульсы поступают на генератор полигармонического сигнала 2 и входы формирователей программных импульсов 7 и 8. В генераторе 2 формируетс  полигармонический сигнал, который затем подаетс  на вход исследуемого объекта 3 и выводит последний в режим вынужденных колебаний, где определ етс  знак выходного сигнала исследуемой системы блоком выделени  знака 4. Сигнал с него поступает на один из входов логических блоков 12 и 13. На выходах формирователей программных импульсов 7 и 8 в момен ты времени, определ емые выражени ми М....), (1) n- 5j-« -(-f).« выходные сигналы на выходах формирователей; -период низшей частоты; -натуральный р д чисеш, суммиро-. врние по которым охватывает интервал реализации, по вл ютс  импульсы, которые поступают на входы блока логического сложени  11 и на соответствующие входы логических блоков 12 и 13. Сигнал с выхода блока логического сложени  11 управл ет преобразователем аналог-код 5, выход которого через ключ 6 подключен ко входам блоков реверсивных счетчиков 14 и 15.. Ключом 6 по сигналу из генератора полигармонического сигнала 2 задаетс  врем  измерени , равное периоду низщей гармоники (или кратное ей в случае статической отработки сигнала), в течение которого сигнал с выхода преобразовател  аналог-код 5 поступает через открытый ключ 6 на блоки реверсивных счетчиков 14 и 15, Направление счета каждым из реверсивных счетчиков определ етс  соответствующим логическим блоком 12 и 13. В зависимости от знака сигнала на выходе логических блоков 12 и 13 выходной сигнал преобразовател  аналог-код 5 вводитс  в счетчики со знаком плюс или минус, причем знак плюс соответствует одинаковым знакам сигналов, подаваемым на входы логических блоков 12 и 13, а знак минус - сигналам с разными знаками, подаваемым на входы тех же счетчиков . После окончани  процесса измерени  бло ка регистраторов 16 и 17, которые подключены к выходам счетчиков 14 и 15, будут известны значени  мнимой и действительной составл ющих амплитудно-фазовой характеристики исследуемой системы. Предлагаемое устройство имеет широкие функциональные возможности при определении амллитудно-фазовых характеристик, так как позвол ет одновременно, на том же частотном диапазоне, определить большее количество точек.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  частотных характеристик , содержащее формирователи программных импульсов, блок логического сложени  и последовательно соединенные генератор частоты, генератор полигармонического сигнала, один выход которого соединен с управл ющим входом ключа, другой выход ,-со входом исследуемого объекта, выход которого соединен со входом блока выделени  знака и со входом преобразовател  аналог-код, выход которого соединен с сигнальным входом ключа, выход которого св зан со счетными входами реверсивных счетчиков , выходы которых св заны со входами соответствующих блоков регистрации, а управл ющие входы -с выходами соответствующих логических блоков, первые входы которых соединены с выходом блока выделени  знака, отличающеес  тем, что с целью повыщени  точности и быстродействи  устройства, выход генератора частоты подключен ко входам формирователей программных импульсов, выходы которых подключены к соответствующим входам блока логического сложени  и вторым входам соответст вующих логических блоков, а выход блока логического сложени  подключен к управл ющему входу преобразовател  аналог-код

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Ордынцев В. М. Автоматизаци  математического описани  объектов управлени . М., «Мащиностроение, 1969, с. 141 -

   143.

   2Авторское свидетельство СССР № 199229, кл. G 05 В 23/02, 1966.

   3Авторское свидетельство СССР № 307390, кл. G 05 В 23/02, 1971.

   4Авторское свидетельство по за вке № 2454270/18-24, кл. G 05 В 23/02, 1976.