Устройство для измерения параметров инерционных звеньев

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И 9) (11) 4 С 05 В 23/02 Ц,;л 1фдад.Ь САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ Т 0 Р:0 У С ен ег а. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Тольяттинский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР У 622058, кл. С 05 В 23/02, 1978.Авторское свидетельство СССР В 877478, кл. С 05 В 23/02, 1981. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИНЕРЦИОННЫХ ЗВЕНЬЕВ, содержащее первый и второй интеграторы, подключенные выходами соответственно к первому и второму входам измерительного блока, последовательно соединенные первый фильтр, под" ключенный входом к выходу исследуемого объекта, первый блок масштабирования и первый сумматор, последовательно соединенные второй блокмасштабирования, подключенный входомк выходу первого блока масштабирования, и второй сумматор, второй входкоторого подключен к выходу первогоинтегратора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностии стабильности измерения, оно содержит первое и второе нелинейноезвено и второй фильтр, подключенныйвходом и выходом соответственнок входу исследуемого объекта и второму входу первого сумматора,выход которого через первое нелинейное звено соединен с входом первогоинтегратора, выход второго сумматора через второе нелинейное зв оподключен к входу второго инт рато 1208538 2Изобретение относится к области автоматического регулирования и может,быть использовано при исследованиях и наладке систем автоматического регулирования.Целью настоящего изобретения является повышение точности и стабильности измерения параметров.На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.Вход исследуемого звена 1 соединен с входом фильтра 2, а выход исследуемого звена - с входом фильтра 3. Выход фильтра 3 через блок 4 масштабирования подключен к второму входу сумматора 5. Первый вход сумматора 5 соединен с выходом фильтра 2. Выход сумматора 5 через нелинейное звено 6 типа зоны нечувствительности соединен с интегратором 7, выход которого подключен к одному из входов измерительного блока 8 и к первому входу сумматора 9Второй вход сумматора 9 через блок 10 масштабирования соединен с выходом блока 4 масштабирования, а выход сумматора 9 через последовательно соединенные нелинейное звено 11 типа зоны нечувствительности, интегратор 12 подключен к другому входу измеритель. ного блока 8.Блоки масштабирования и интеграторы могут быть выполнень на интегральных операционных усилителях (например, К 140 УД 5). Причем интеграторы снабжаются переключателем который позволяет им работать как в режиме интегрирования, так и,в режиме усиления, кроме того, интеграторы должны иметь кнопку сброса на нуль. Эта кнопка подключается параллельно емкости, которая находится в обратной связи операционного усилителя.Нелинейные звенья типа зоны нечувствительности могут также быть выполнены на базе операционных усилителей.Процесс измерения состоит из,цвух операций настройки коэффициентов усиления блоков 4 и 10 масштабирования, измерения параметров звена.Установка коэффициентов осуществляется следующим образом.В установившемся режиме, изменяя коэффициент усиления блока 4 масштабирования, устанавливают нулевой уровень сигнала на выходе суммато 5 0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ра 5 (интеграторы 7 и 12 работаютв режиме усиления) . Затем, переведяинтегратор 7 в режим интегрированияи возвратив схему в исходное состояние, подают на вход исследуемого звена 1 ступенчатый сигнал и в установившемся режиме, изменяя коэффициентусиления блока 10 масштабирования,добиваются нулевого уровня сигналана выходе сумматора 9. Переведя интегратор 12 в режим интегрированияи возвратив схему в исходное состояние (нулевое значение сигнала на входе исследуемого згена 1 и на выходахинтеграторов 7 и 12), приступаютк определению параметров исследуемого звена. Для этого подают ступенча"тый сигнал на вход звена 1 и в установившемся режиме с помощью измерительного блока 8 производят определение динамических параметров исследуемого звена.Зона нечувствительности нелинейных звеньев 6 и 11 позволяет получить на входах интеграторов 7 и 12нулевой уровень сигнала при наличиинебольшого сигнала в установившемсярежиме из-за неточности установкикоэффициентов блоков 4 и 10 масштабирования на выходе сумматоров 5и 9. Это приведет к тому, что навыходе интеграторов 7 и 12 будетустановившийся режим (выходнойсигнал неизменен во времени). Введение нелинейных звеньев приводит к некоторой погрешности измерения, которая зависит от величины зоны нечувствительности. Однако эта погрешностьпостоянна и может быть учтена приизмерении,Предположим, что передаточнаяфункция исследуемого звена имеетвидЫ (в)=Кц а рг+а р+1а передаточная функция фильтрови (р)= ---ц а р+1ТВ процессе настройки коэффициентовблоков масштабирования получаем1К =" и К =а,агде К, К - статические коэффициенты передачи блоков ма.сштабирования 4 и 10соответственно,Влиянием зоны нечувствительностинелинейных элементов из-за ее малости пренебрегаем.Заказ 287/57 Тираж 837 Подписное Н Патент",фили жгород, ул.Проектна Используя далее правила структурных преобразований, получаемакр+а,------ хв (р)хт(Р (а р+ар+1) (а р+1) а,х (р)- ------- - --- х (р)208538 41В установившемся режиме (х(р) =-) .хх (о )=а, х, ( )=а.Устройство дает возможность измерять параметры инерционных звеньевпервого и второго порядка при наличии на их входе и выходе помехи.