Устройство для моделирования системы управления

(53) 68 ургический иннинидзе и Всесотельский инстиований ирский металл(56) 1.мическо техниче 1978, с р. Динтаниегия ф,ОДЕЛИРОдержащеежение,выход ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ 2. Коган Б.Я. Электронные модели рующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования. М., физматгиз, 1963, с. 30-32, рис. 10 б (прототип).(54)(57) 1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ М ВйНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ, со преобразователь угла в напря первый масштабирующий блок,которого связан с первым входом блока управления, выход которого соеди" нен с входом преобразователя угла в напряжение, а второй вход блока управления является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него дополнительно введены масштабирующие блоки, блоки сравнения, интегратор и блок запаздывания, причем входы второго и третьего масштабирующих блоков являЮтся входами устройства, выход второго масштабирующего блока соединен с первым входом первого блока сравнения, выход которого через последовательно включенные интегратор и блок эапаздыва- с ния соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход кото- ур рого подключен к выходу третьего масштабирующего блока, а выход второ- уфафф го блока сравнения соединен с входом фе первого масштабирующего блока, а выход преобразователя угла в напряже" ние соединен с вторым входом первого блока сравнения.1043688 2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, блок управления содержит последовательно соединенные регулятор, магнитный пускательИзобретение относится к автомати.,ческому управлению и регулированию и может быть использовано для испытания регулирующих и управляющих систем, например автоматических регуляторон.Известны моделирующие установки, в которых для замещения натурных блоков используются их полные адекват" ные модели 13. 10Однако построение и воспроизведение таких моделей зачастую связано со значительными трудностями и большими затратами, что приводит к ухудшению эффективности моделирования.Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является моделирующая установка, включающая модель объекта, реализованную на аналоговой вычислительной машине, первое и второе преобразующее устрой ство, например, электромеханические преобразователи, и аппаратуру регулирования 2 .Недостаток известной моделирующей установки заключается в большой 25 трудности построения и реализации адекватных полных моделей объекта, а применение неадекватных моделей объекта приводит к снижению эффективности моделирования из-за несоот ветствия получаемых при моделировании результатов реальным (натурным условиям.целью изобретения является повышение точности моделирования за 35 счет упрощения процедур построения и реализации моделей объекта.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделиро" ванин системы управления, содержащее 40 преобразователь угла в напряжение, первый масштабирующий блок, выход ко. торого связан с первым входом блока управления, ныход которого соединен со входом преобразователя угла в напряжение, а второй вход блока управления является входом устройства, дополнительно введены масштабирующие блоки, блоки сравнения, интегратор и блок запаздывания, причем входы второго и третьего масшта бирующих блоков являются входами устройства, выход второго масштабирующего блока соединен с первым входом первого блока сравнения, выход и электродвигатель, выход которогоявляется ныходом блока, а первый и второй входы регулятора являютсяпервым и вторым входами блока. 2которого через последовательновключенные интегратор и блок запаздывайия соединен с первым входомвторого блока сравнения, второй входкоторого подключен к выходу третьего масштабирующего блока, а выходвторого блока сравнения соединен совходом перного масштабирующего блока, а выход преобразователя угла ннапряжение соединен со вторым входомвторого блока сравнения.Блок управления содержит последовательно соединенные регулятор, магнитный пускатель и электродвигатель, выход которого является выхо-.дом блока, а первый и второй входырегулятора являются первым и вторым входами блока.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Предлагаемое устройство содержит первый масштабирующий блок 1,второй и третий масштабирующие блоки 2 и 3, первый блок 4 сравнения,второй блок 5 сравнения, преобразователь 6 угла в напряжение,ныполненный в виде реостатного датчика, блок 7 управления, интегратор 8 и блок 9 запаздывания, образующие модель объекта управления в приращениях, регулятор 10, магнитныйпускатель 11 и электродвигатель 12.Иодель объекта в приращениях всовокупности с натурными сигналамиоб управляющих и выходных переменных позволяет воспроизводить .режимы работы объекта с исследуемойаппаратурой регулирования и при этомнет необходимости в полных адекватных моделях объекта и внешних возмущений о.и Чф- действительныеуправляющие и выходные. сигналы натурального объекта; рсотмасштабированные по неличийе значения этих же сигналов; 1 омоделируемые управления и выходы;1 цм ф м - пРЕобразованные сигналы о моделируемых управлениях и выходах;Д,км, Ь Ч - приращения сигналон управления и выхода, Чо. -сигнал о заданном значении величины объекта управления.Устройство работает следующимобразом,Исследуемый регулятор 10 вырабатывает управляющее воздействие ц1043688 Составитель И.ЛебедевТехред В,Далекорей Корректор О.Тигор Редактор Н.Егорова Заказ 7341/54 Тираж 706ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 как реакцию на выход Ч, моделируе .мой системы и задание Ч на этот выход. Управление р. подается через магнитный усилитель 11 на электродвигатель 12, выходной вал которого мЕханически связан с движком реостатного датчика преобразова-. теля. 6. Последний преобразует угол поворота вала электродвигателя 12 в электрический сигнал Им, который )споступает на второй вход первого блока 4 сравнения.Действительный управляющий сигнал р,ф, поступающий оперативно с объекта управления или зарегистрированный и воспроизводимый в требуемом масштабе времени, подается на вход второго масштабирующего блока 2, в котором изменяется величина этого сигнала. С выхода второго масштабирующего блока 2 сигнал а ) поступает на первый вход первого блока 4 сравнения, где из него вычитается сигнал ра,. Полученная разность ЬО.М поступает на модель объекта в приращениях с передаточной функцией где К - коэффициент усиления,Э -. время инерции,Г - чистое запаздывание.Полученный на выходе модели сигнал а У подается на второй входвторого блока 5 сравнения.Действительный выходной сигнал Ф, поступающий оперативно собъекта управления,или зарегистрированный и воспроизводимый в требуемом масштабе времени, подается навход третьего масштабирующего блока 3, в котором изменяется его величина. С выхода блока 3 сигнал 9мпоступает на первый вход третьегоблока 5 сравнения, где из него вычитается сигнал дЧ . Полученный втретьем блоке 5 сравнения сигнал 5 Ч):) в .д Р является моделируемымвыходным сигналом.С выхода третьего блОка 5 сравиения выходной моделируемый сигналпоступает на вход первого масштаби рующего блока 1, где изменяется величина этого сигнала. С выхода блока 1отмасштабированный сигнал Ч постумпает на испытываемый регулятор 10. блока 7 управления.15Таким образом, изменение выходного сигнала Ч в моделируемой систе-.ме неизбежно вызывает измеиение реакции блока 7 управления, что в своюочередь, приводит к изменению выход.ного сигнала Ч под действием управляющего сигнала р,. Процесс моделирования продолжается до тех пор,пока;не будет накоплен материал, достаточный для исследования регулятора 10.Процесс моделирования можно описать следующим выражением:Ф в котором Щ.1" модель объекта в приращениях. 1Исполь,зование моделей объекта вприращениях в сочетании с натурнымисигналами об управлениях и выходахобъекта позволяет обходиться относи. тельно простыми моделями объекта иповысить точность моделирования за 4 О счет упрощения процедур построенияи реализации моделей объекта