SU875345A1 - Устройство дл контрол динамической системы управлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технике контрол  динамических систем и может быть использовано при .контроле систем автоматического управлени . Известно устройство дл  контрол  динамических систем, содержащее генератор стимулов, анализатор спек ра и сумматор и позвол ющее контролировать объект на основании отклбнени  временной характеристики объе та от эталонной D-l. Недостатком этого устройства ивл етс  сложность реализации. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  контрол , содержащее генератор стимулирующих воздействий и спектральный анализатор-, соединенные с динамической системой,суммирующий блок, св занный с блоками сравнени  и оценки результата контрол , многоканальный блок вычитающих устройств, соединенный со спект ральным анализатором, и блок квадра торов, соединенный с суммирующим блоком 23. Недостатком известного устройства  вл етс  значительна  веро тность необнаружени  ртказов динами ческой системы при проведении контрол . Цель изобретени  - увеличение достоверности результатов контрол . Цель достигаетс  тем, что в .устройство, содержащее генератор стимулов и анализатор спектра,соединенные выходсм и входом соответственно с выходом и входом устройства , сумматор, блок сравнени , блок оценки, блоки-нормализаторы,коммутатор , выход которого св зан со входом аналого-цифрового преобразовател  , блок пам ти и програ1.1мный блок, соединенный с пультом ручного ввода, введены два блока ключей, три счетчика , блок фиксации мгновенных значений сигналов и три регистров, управл ющие входы соединены с соответствующими трем  выходами программного блока, другие дев ть выходов которого св заны с соответствующими управл ющими входами коммутатора, блока оценки, генератора стимуло, анализатора спектра, блока фиксации, блока пам ти, двух блоков ключей и первого счетчика, выход анализатора спектра соединен с информационным входом кслимутатора и первым входом первого блока-нормализатора, выход

которого через последовательно св занные второй блок-нормализатор,сумматор , блок сравнени  и блок фиксации мгновенных значений сигналов k первомувходу блока оценки, выход аналого-цифрового преобразовател  через последовательно соединенные первые блоки ключей и регистров св зан с управл ющим входом второго блока-нормализатора, выход первого счетчика через последовательно включенные блок пам ти, второй блок реЬистров и третий блок-нормализатор соединен со вторым входом сумматора, выход блока пам ти св зан со вторым входом первого блока ключей и выходом пульта ручного ввода, а через последовательно включенные третий блок регистров и четвертый блок-нормализатор - со вторым входом блока сравнени , которого соединен с вторым входом блока оценки и управл ющим входом второго блока ключей, подключенного первым и вторым выходами соответственно к входам второго и третьего счетчиков, выходы которых св заны соответственно с первнлм и вторым управл кнцими входами первого блока-нормализатора.

На фиг.1 приведена структурна  схема устройства дл  контрол  динамических систем; на фиг. 2 и 3 - блоксхемы нестандартных блоков.

Устройство содержит ко1«1мутатор 1, аналого-цифровой преобразователь 2, блок 3 ключей, блок 4 пам ти, первый (суммирующий двоичный) счетчик 5,бло б регистров, регистр 7, генератор 8 стимулов, динамическую систему (объект контрол ) 9, анализатор 10 спект ра, блоки-нормализаторы 11 и 12 (многоканальные), сумматор 13, блокнормализатор 14 (одноканальный), блок 15 сравнени , блок 16 фиксации мгновенных значений сигналов, блок 17 оценки, второй и третий (вычитающие двоичные) счетчики,. 18 и 19, регистр 20, блок-нормализатор 21 (одноканальный), блок 22 ключей, пульт 23 ручного ввода и программный блок 24.

Программный блок (фиг.2) состоит из триггера 25, элемента ИЛИ 26,триггера 27, элементов И 28, ИЛИ 29 и И 30, дешифратора 31, узла 32 элементов И, элементов ИЛИ 33, И 34 и И 35, суммирующего счетчика 36, элемента ИЛИ 37, усилител  38, элемента ИЛИ 39, генератора 40 синхроимпульсов (вырабатывает две, сдвинутые по времени, последовательности импульсов), элемента И 41, ждущего мультивибратора 42, дифференцирующей цепочки 43, элементов И 44 и И 45, триггеров 46 и 47,ждущего мультивибратора 48, триггера 49, ждущего мультивибратора 50, суммирующего счетчика 51 (используетс  в качестве делител  частоты исходных синхроимпульсов ) и элемента ИЛИ 52, а также 53-72 группа выходов и выходы программного блока.

Блок 17 (фиг.З) состоит из элеентов НЕ 73 и И 74, ждущего мультивибратора 75, элементов И 76 и НЕ 77, Триггера 78 и элементов НЕ 79, И 80, НЕ 81, управл ющий вход 82 блока 17, входы 83-85 блока 17, св занные с соответствующими выходами блока 15, входы 86-88 блока 17,св занные с соответствующими выходами блока 16 и выходы 89, 90 блока 17 сответственно Годен и Не годен.

Устройство функционирует в двух ежимах: режиме ввода констант и ежиме контрол .

В режиме ввода констант при нажатии -на соответствующую пусковую кнопку (не показана) на вход 70 блоа 24 поступает импульсный сигнал (импульс) Пуск на ввод, который устанавливает триггер 49 в единичное состо ние.При этом на управл ющий вход пульта 23 выдаетс  управл ющий сигнал, по которому с первичного носител  информации (например, с перфоленты ) считываетс  информаци . При считывании каждого цифрового кода константы с пульта 23 в блок 24 иа. вход 71 поступает управл ющий сигнал, вызывающий по вление на выходе 72 блока 24 импульса счета счетчика 5 (состо ние этого счетчика отражает код адреса  чейки блока 4, к которой производитс  обращение в данный момент ) , а на выходе 62 - управл ющего сигнала, поступающего на второй управл ющий вход блока 4. При этом производитс  запись цифрового кода константы в блоке 4.,После окончани  процесса записи констант в блоке 4 с пульта 23 на вход 69 программного блока 24 подаетс  управл ющий сигнал, устанавливающий триггер 49 в нулевое состо ние.

В режиме контрол  при нажатии на другую пусковую кнопку (не показана) на вход 68 блока 24 поступает имцульс Пуск на контроль, который устанавливает триггер 47 в единичное состо ние . При этом на выходах узла 32 по вл ютс  одиночные импульсы, сдвинутые во времени друг относительно друга. Частично эти импульсы непосредственно используютс  как управл ющие сигналы (импульсы на выходах 57, 58, 60, 64 и 65). Другие импульсы узла 32 поступают на соответствующие элементы блока 24, где преобразуютс  в управл ющие сигналы. По управл ющему сигналу блока 24 на вы-. ходе 65 производитс  установка в исходное состо ние всех остальных блоков устройства дл  контрол .При этом в счетчики 18 и,19 занос тс  одинаковые двоичные коды (устанавливаютс  единичные коэффициенты передачи каналов блока-нормализатора 11) Затем на вход системы 9. с выхода генератора 8 подаетс  испытательный сигнал. На выходе системы по вл етс  реакци  системы (временна  характеристика ) K(t),n6 которой анализатор 10 производит определение коэффициентов Фурье а . Затем в анализаторе 10 значени  указанных коэффициентов фиксируютс  по сигналу блока 2 Напр жени , соответствующие контролируемым коэффициентом Фурье d,через коммутатор 1 последовательно друг за другом подаютс  на вход аналого-цифрового преобразовател  2,где преобразуютс  в двоичные коды.Одновр менно с поступлением на вход системы 9 стимулирующего воздействи  произво дитс  считывание двоичного кода номи нального значени  энергии весовой функции ЕО системы 9 с блока 4. По следний запоминаетс  в регистре 7. Затем из блока 4 считываетс  и запоминаетс  в регистре 20 двоичный код допустимого значени  отклонени  ДЕдоп контролируемой энергии весовой функции системы Е от номинальной Ед. При этом коды адресов  чеек блока 4, б которых хран тс  считываемые константы, формируютс  в счетчике 5 под действием импульсных сигналов (импульсов), поступающих с соответствующего выхода блока 24. В соответствии с вызванными й;з блока 4 двоичными кодами устанавливаютс  коэффициенты передачи блоковнормализаторов 14 и 21. Под действием эталонного напр жени , воздействующего на входы .этих блоков, на их выходах образуютс  напр жени , пропорциональные по величине Е, и , Двоичные коды коэффициентов  , по многократным сигналам блока 24 на уп равл ющем входе блока 1 через блок 3 при наличии на соответствующем управл ющем входе его разрещающего сиг нала подаютс  на группу блока б, где и запоминаютс . В соответстви с этими двоичными кодами устанавливаютс  коэффициенты передачи блоканормализатора 12. Запись двоичных кодов в регистры ;7, 20 и блок 6 осуществл етс  под действием сигналов, поступающих с соответствующих выходов и группы выходов блока 24. Напр жени , зафиксированные анализатором 10, проход  через блокинормализаторы 11| 12, измен ютс  в ,соответствии с коэффициентами переда ;чи каналов блока-нормализатора 12 и суммируютс  сумматором 13. Вв.иду того, что на один из входов сумматора |13 напр жение, соотвётствукидее величине Eg, подаетс  с обратным зна ком, на его выходе по вл етс  напр жение , пропорциональное величине Е Е - ЕО (1) Это напр жение в блоке 15 сравниваетс  с напр жением, соответствующим допустимому значению .Результат сравнени  с выходов блока 15 на первом выходе сигнал по вл етс  при А.Е I на втором - при ЛЕ дЕ на третьем при дЕ йЕдоп по сигналу блока 24 фиксируетс  в блоке 16. По сигналам блока 24 из блока 4 считываютс  и записываютс  в регистры 7 и 20 двоичные коды величин соответственно 1 и 0. На входе сумматора 13 при этом образуетс  напр жение, пропорциональное величине & Е - 1 Полученное напр жение в блоке 15 сравниваетс  с нулевым напр жением. При этом может оказатьс , что л равно нулю, больше нул  или меньше нул . В случае, если Д О, Е 1 (на вход анализатора 10 поступает нормированна - временна  функци  Кн(1), на управл ющие входы блока 22 не поступает ни один из сигналов д 0, Л 0. При этом начинающие поступать с соответствующего выхода блока 24 импульсы не проход т через блок 22 на входы счетчиков 18 и 19 и не измен ют их состо ние (коэффициенты передачи каналов блока-нормализатора 11 остаютс  равными единице ). По сигналам блока 24 открываетс  блок 3 дл  прохождени  двоичных кодов номинальных коэффициентов Фурье Ьч-1 с группы выходов блока 4, указанные коды считываютс  из блока 4 и записываютс  в блок 6. В соответствии с записанными в блок 6 кодами перестраиваютс  коэффициенты передачи блока-нормализатора 11. Затем из блока 4 считываютс  и записываютс  в регистры 7 и 20 двои,ч-ные коды соответственно О и допустимого значени  скал рного произведени  (Кн(1), К„(, (t) )доп-При этом на выходе сумматора 13 образуетс  напр жение , пропорциональное по величине значению скал рного произведени  (Кн(1), KH(j(t). Последнее в блоке 15 сравниваетс  с снимаемым с блоканормализатора 21 напр жением, пропорциональным по величине допустимому значению скал рного произведени . Результат сравнени  с выходов блока 15 (на первом выходе сигнал по вл етс  при ),КНО()Н,КНО()АОП (fe) . на втором при ( Кн), 14но())СКниДно(«Аоп () на третьем при ( Кн()(н(Ь но())допГ (8)

подаетс  на входы 83-85 блока17 .

На входы 83-85 и 86-88 блока 17 подаютс  результаты анализа блока 15 (йа первые входы непосредственно с .блока 15, а на вторые - через блок 16 фиксации) в соответствии с выражени ми (13) - (15) и (9) - (11) При этом по вление сигнала на выходе блока 15 соответствует наличию высокого потенциала на этом выходе,а отсутствие сигнала - наличию низкого потенциала. Поэтому при выполнении одного из условий (6) - (8) и (2) (4) на соответствующих входах блока 17 будут присутствовать высокие потенциалы , а на остальных - низкие.

При выполнении условий (2) и (б) (при этом на входах 84 и 87 блока 17 присутствуют высокие потенциалы, а на остальных - низкие) по управл ющему сигналу (импульсу) на входе 82 блока 17 на его выходе 89 по вл етс  импульс (сигнал Годен), В случае невыполнени  хот  бы одного из указанных условий аналогичный импульс вырабатываетс  на выходе 90 блока 17, что соответствует по влению сигнала Не годен.

Если д О, Е ч 1 (на вход анализатора 10 поступает нормированна  временна  функци  динамической системы K(t), , на один из управл ющих входов блока 22 поступает сигнал Л 7 о или А 0. При этом начинающие поступать с соответствующего выхода блока 24 импульсы проход т через блок 22 и поступают на вход счетчика 18 или 19 в зависимости от знака величины Д. Соответствующий счетчик подсчитывает импульсы, причем величина зафиксированного в нем ранее двоичного кода в дискретные моменты времени уменьшаетс . Под действием двоичного текущего кода измен ютс  коэффи циенты передач каналов блока-нормализатора 11 (увеличиваютс  или уменьшаютс  по сравнению с исходным единичньм значением). При этом такж измен етс  величина д , приближа сь к нулевому значению. После того, ка сигнал принимает нулевое значение, коэффициенты передачи блока 11 стаН9ВЯТСЯ равными по величине l/fS. В дальнейшемВ устройстве контрол  выполн ютс  те же процедуры, что и дл  случа , когда на входе анализатора 10 поступает нормированна  временна  характеристика динамической системы.

Устройство позвол ет повысить достоверность контрол  за счет s MeHшени  веро тности необнаружени  отказов динамической системы, так как при оценке состо ни  объекта с помощью предлагаемого устройства в области работоспособности учитываетс  и угловое поло  ение контролируемого вектора (контролируемой временной характеристики) , что значительно снижает неоднозначность определени  состо ни  динамической системы . Кроме того, достоверность контрол  с помощью предлагаемого устройства контрол  повышаетс  ввиду исключени  из состава устройства контрол  квадраторов аналоговых величин , обладающих малой точностью вычислени .

Claims (2)

1. Приспосабливающиес  автома- тические системы, М., ИИЛ, 1963, с. 408-410.

2.Авторское свидетельство СССР № 489086, кл. 6 05 В 23/02, 1973

(прототип.).

«м

«si