Способ определения добротности системы автоматического регулирования

ОПИСАНИЕ 335671ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соеетскиз Социалистически РеспубликЗависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 01,Н.19 О ( 1446119/18-24)с присоединением заявкиМ. Кл. С 05 Ь 23/ ПриоритетОпубликовано 1 Комитет ео делам аобретений и открытий.1972. Вкллетец 1 ори Совете Министров СССРта опубликовацця описания 24 Л.197 АвторыизобретециЗаявитель СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ СИСТЕМЪ АВТОМАТИЧ ЕСКО ГО РЕ ГУЛ И РОВАН ИЯ+а,р+ и ги у 1+ й, р й р" +рз де Кос - коэффициент пиой связи; ачи по обра 1В соответствии с классическим определеццем добротность представляет собой отцошецие установившейся скорости ца выходе системы к действительной ошибке системы. Согласцо эквивалентному определению доброт ность - это коэффициент усиления (по скорости) по замкнутому коцтуру, который может быть непосредственно измерен прц размыкацци оортой свз, Доброгиость отцосится к числу важиейших параметров системы, харак теризует ее быстродействие и точность и, как правило, задается в техцическцх условиях иа систему,Известен способ определеция добротности системы автоматического регулирования, ког да иа вход замкнутой системы подают пилообр азиый,сигц ал, определяют у стацовившуюся скорость изменения регулируемой величицы и ошибку системы, Добротность вычисляют как отношение скорости изменения регули руемой величины к ошибке.Этот способ требует масштабирования измеряемых сигналов для каждой конкретной системы вследствие того, что коэффициент передачи системы, как правило, пе равен едц нице и цепосредствеицо измеренная разность входцого и выходного сцпалов це равца дейстьительцой ошибке системы.Кроме того, этот способ требует стимулирующего (входиого) сигнала стандартной ЗО формы ц неприменим в случае воздействия сигцала ивой форы.Известцым способом определяют це собствеццо регулируемую величину, и скорость ее измецецця, что усложняет процесс определецгя добротности и затрудцяет автоматизацию.11 редлагаемый способ отличается тем, что измеряют времеицой сдвиг мсжду входцым ц выходным сигналами системы и определяют добротность системы как вслцчицу, обратцую времгчному сдвигу. Это позволяет упростить процесс определения добротцостц.Способ основан ца том, что в ограццчеццом сверху частотном диапазоне система передает гармоццческий сцгцал црактччески без искажеций по форме и иплптудс 1 В о црсмя как времсццой (фазовьт) сдвиг имеет зцачцтельную велцчццу ц одцозцачцо связац с добротцостью,Действительно, передаточцая функция замкнутой астатцческой системы Ф и передаточпая функция ее разомкцутого коцтура Фч в общем случае могут быть,предствлсцы в виде;(5) Ьдод Ььщз Ьащьагс 1 д - ьЬ щг + Ь щ А(ь) = 1 ф, = МКос где А(со) = = сопз 1 1 Кос(8) 40 или обратно Составитель 3, Маркова Техред 3. Тараненко Корректоры: Е. Ласточкина и дь. ПетроваРедактор Б, федотов Заказ 339/6 Рзд.562 Тираж 448 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раудиская наб д. 4)5 Типография, пр. Сапунова, 2 где К - коэффициент усиления разомкнутого контура (добротность), причемф(,) - - ф (3)КосС учетом равенства (3) коэффициенты знаменателя Фдп можно выразить через коэффициенты 1 Г следующим образом: В, =а, + - ; В, =а,+ - "-; В, =а,+ - -. (4) Фазочастотную срщ и амплитудную А(, ха рактеристики замкнутой системы можно представить в следующей форме:агс 1 д Ф , = агС 1 д д аь"ь,(ь) ) )1 - а,щ + аьщ -ь (1 а 2 щаьщ . ) + (адщ агщ + аьщ ) (б) у(1 - Ь,щ +Ь,щ - )-+ (Ь,щ - Ьаод -Ььщь - )".Пусть частота со относительно мала. Тогда при подстановке в формулы (5) и (б) выражения (4), замене тацгецсов углами в выражении (5), разложении корней в степенной ряд по со в выражении (6) и пренебрежении величинами третьего порядка малости имеет место: 35 К= (9)С учетом известного соотношения )гро) ) =- ол (10), где т - аременцои сдвиг сицусогддаль 45 ного сигнала, соотношение (9) принимает видК= -т. е, временной сдвиг инвариантен по от ношению к частоте сипдала.Соотношения (9) и (11) непосредственно обосновывают изложенный способ для случая периодического чисто синусоидального сигнала. Однако с учетом того, что несинусоидаль ный,периодический сигнал может быть представлен в виде суммы отдельных гармоник,полученные результаты могут быть распрост. ранены и на этот случай.Действительно, соотношения (7) и (11) получены при пренебрежении в (5) и (6) членамц одного и того же порядка малости и к тому же примерно одинакового веса. Поэтому (7) и (11) справедливы примерно в одном и том же диапазоне частот. Экспериментальное определение частотных характеристик и их теорепдческое построение подтвердили, что, если выполняется соотношение (7), т. е. имеет место неискаженная по амплитуде передача сигнала, как правило, выполняются и соотцошения (9) и (11). Таким образом, если главную часть сигнала представляют достаточно низкочастотные гармоники, все они передаются без искажений и с одинаковым временным сдвигом. Следовательно, весь сигнал также передается без искажений и имеет временной сдвиг, связанный с добротностью той же формулой (11), Тогда с учетом равенства (10) справедлива ц формула (9).Теоретическая граница применимости предлагаемого способа определяется верхней границей той области частот, в которой амплитудные и фазочастотные характеристики замкнутой системы, построенные по формулам (7) и (8), еще совпадают с характеристиками, построенными по общим формулам (5) и (6). Для практически встречающихся систем эта гдрацидрная частота составляет (в герцах)=(0,02 - :0,04)К == -2 дсПрактическими признаками применимости способа может служить либо неискаженная по форме (хотя бы на отдельных участках) передача сигнала системой, либо постоянство величины временного сдвига для различных частот периодического сигнала.Правильность величины добротности, полученной при однократном измерении, можно проверить путем ее повторного измерения при изменении частоты периодического сигнала.Предмет изобретенияСпособ определения добротности системы автоматического регулирования путем подачи ца вход системы стимулирующего периодического сигнала, отличающийся тем, что, с целью упрощения, измеряют временной сдвиг между входным и выходным сигналами системы и определяют добротность системы как величину, обратную временному сдвигу.