SU930273A1 - Устройство дл определени параметров колебательных систем - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

I

Изобретение относитс  к автоматическому управлению и может быть использовано дл  экспериментального исследовани  динамических характеристик систем автоматического управлени  (САУ) .

Известно устройство дл  определени  параметров колебательных систем (пока/ атеп  затухани , частоты собственньвс колебаний, относительного коэффициента затухани ,частоты свободных колебаний), позвол ющих получить информацию о параметрах затухани  колебательных процессов tl .

В этом устройстве определение показател  копебате хьности осуществл етс  косвенно, т.е. происходит измерение некоторых значений параметром колебаний, например амплитуды, площади, а показатель колебательности определ етс  путем расчета, кроме того, определение собственных колебаний осуществл етс  в нестационарных режимах (колебани  затухающие или возрастающие) что затрудн ет статическую обработку сигналов и

ПОТСЖ1У при высоком уровне помех имеет невысокую точность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устрой . ство дл  определени  частотных характег ристик линейных систем регулировани , содержащее генератор импупьсов, блок . выделени  амплитуды и последовательно соединенные генератор экспоненциальных функций, блок умножени , блок выЛепени 

10 частоты и регистрирующий блок, гфичем вход блока выделени  амплитуды соединен с выходом блока умножени , второй вход которого соединен с входом устройства 2 .

15

Устройство позвол ет определить показатель затухани  и частоту собственных колебаний, ко- это требует длительного времени, так как определение ука20 занных параметров происходит методом проб.

Цель изобретени  - повьЬиение быстродействи  устройства. Поставленна  цепь достигаетс  тем, что ycipOftcTBo содержит последовательно соединенные интегратор и р егул тор, выход которого соединен с входом генер тора импульсов, выход которого св зан с управл ющими входами блока вьшелени  амплитуды, блока выделени  частоты интегратора, выходом устройства, и управл ющим входом генератора экспоненциальных функций, сигнальный вход которого соединен с выходом блока выделени  амплитуды, а выход - с вторым входом регистрирующего блока, вход интегратора соединен с выходом блока умножени . Работа устройства основана на св зи между комплексночастотной характеристикой и импульсной переходной характеристикой системы автоматического регулировани  К (t )., Ч(р.Гк(,.. Оо Как известно, реакци  устойчивой системы на кратковременный импульс при наличии доминирующей пары комплексных корней заптиетс  как K(i) (co5U)i- Sirnut). (Ч) Выбором величины d можно компенсировать затухание и осуществить в измерительной части незатухающие колебани . Тогда показатель экспоненты в выражении (1) должен растк до бесконечности, что физически неосуществимо. Чтобы исключить это нежелательное  вление следует определенным образом регулировать частоту импульсов, поступающую на вход системы регулировани .. Во-первых , импульсы должны поступать с такой частотой, чтобы реакци  системы на импульс перед поступлением следующего импульса была равна нулю, а во-вторых, чтобы частота импульсов была кратна частоте собственных колебаний системы регулировани . Первое условие позвол ет увеличить рост экспоненты, а второе создать в измерительной частоте схемы стационарный режим. Если эти соотношени  будут выполнены, то величина интег рала (1) за период следовани  импульсов будет равна нулю, так как экспоненты компенсируют друг друга и под интег ралом останетс  произведение двух тригонометрических функций с краткими частотами. Если частоты не будут кратны , то выражение (1) будет равно какому-либо положительному или отрицательному числу, величина которого может быть использована в системе регулировани , обеспечивающей поиск заданной частоты . Таким образом, выбор частоты импульсов, поступающих на систему, дает информацию о частоте собственных колебаний, определ емой доминирующей парой, комплексных корней, выбор велиЧИНЫ d даст . информацию о показателе затухани . На чертеже представлена функциональна  схема устройства. Схема содержит генератор 1 импульсов , исследуемую систему 2, генератор 3экспоненциальных функций, блок 4 умножени , блок 5 выделени  амплитуды, интегратор 6, блок 7 выделени  частоты, регул тор 8 и регистрирующий блок 9. Бпок 5 выделени  амплитуды может быть реализован на различных методах, например на методе определени  площадей. Интегратор 6 интегрирует выходной сигнал блока 4 умножени  на периоде времени, определ емой частотой генера- тора 1 импульсов. Регул тор 8, генератор 1 импульсов, исследуема  система 2, блок 4 умножени , интегратор 6 образуют замкнутую астатическую систему регулировани . . Блок 7 выделени  частоты представл ет собой счетчик числа полупериодов. Счетчик, как блок 7 выделени  частоты может использоватьс  в том случае, если фиксировать врем  между импульсами генератора 1. Тогда можно определ ть частоту собственных колебаний, так как частота импульсов генератора 1 и собственных частот системы кратны. Генератор 3 экспоненциальных функций и блок 4умножени , блок 5 выделени  амплитуды образуют замкнутую систему регулировани , определ ющую показатели затухани . Наличие этой системы регулировани  не об зательно, а задание показател  экспоненты можно осуществить вручную по данным блока 5 выделени . Устройство работает следующим образом . От генератора 1 импульсов на исследуемую систему 2 поступают краткогзременные импульсы, которые по воздейстВИЮ на систему приближаютс  к (f- -функции . В блоке умножени  выходной сигнал исследуемой системы умножаетс  на растущую во времени экспоненту, и выходной сигнал блока 4 умножени  поступает одновременно на блок 5 выделени  амплитуды , интегратор 6 и блок 7 выделени  частоты. В интеграторе 6 осуществл етс  интегрирование выходного, сигнала на периоде определ емой частотой генератора 1. Если величина на выходе блока 6 не равна нулю, то происходит, в зависимости от знака, изменение времени между импульсами генератора 1. При поступлении очередного импульса на систему регулировани  в генераторе 3 экспоненциальных функций формируетс  экспонента . Процесс будет продолжатьс  до тех пор, пока в системе регулировани  ам- , плитуды и частоты не установ тс  незатухающие солебани . Причем, на обьект регулировани  могут поступать достаточно малые возмущени , что не создает аварийных режимов.

Показатель экспоненты определ ет затухание исследуемой системь и фиксируетс  в регистрирующем блоке 9, а бпбк 7 выделени  частоты определ ет собственную частоту колебаний, соответствующую доминирующим корн м, котора  также фиксируетс  в регистрирующем блоке 9.

Таким образом, процесс определени  параметров колебательных систем может быть обработан статически вследствие его периодичности, что повышает точность измерени . Кроме того, определение показателей параметров колебательных систем происходит в автоматическом режиме, исключающем масштабирование и

задание коэффициентов, что сокращает врем  анализа.

Claims (2)

1.Автефское свидетельство СССР NO 457О73, кл. Q 05 В 23/ОО, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 648951, кл. S 05 В 23/О2, 1978 (прототип).

-jz

Hi