Устройство для измерения параметров звеньев систем регулирования

(19) (11) 05 4 С 05 В 23/ ПЬСТВУ еский во СССР1980;СССР1978.ИЯ ПАРАМЕТОВАНИЯ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНРОВ ЗВЕНЬЕВ СИСТЕМЫ РЕГУЛИР(57) Изобретение относится к техникеавтоматического регулирования и можетиспользоваться при исследовании и наладке систем автоматического управления. Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей. Устройство содержит исследуемое звено 1,первый блок масштабирования 2, первый интегратор 3, третий интегратор4, второй блок масштабирования 5, второй интегратор 6, блок измерения 7.Цель достигается за счет введения интегратора 4 и новых связей. 1 ил.1 128057Изобретение относится к автоматическому регулированию и может использоваться при исследовании и наладке систем автоматического управления, например систем подчиненного регулирования в автоматизированных электро - приводах.Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности измерения параметров звеньев с передаточной функциейЬп+ Ьр + 1 И(р) = --- , (1) ар 15На чертеже изображена блок-схема устройства.Устройство содержит исследуемое звено 1, первый блок 2 масштабирования, первый интегратор 3, третий ин тегратор 4, второй блок 5 масштабирования, второй интегратор б, блок 7 измерения.Блоки масштабирования и интеграторы могут быть выполнены на интегральных операционных усилителях (например К 140 УД 5), Интеграторы 3 и б снабжены 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. 35 9 2Процесс измерения состоит из двух операций; установка коэффипиентов передачи блоков 2 и 5 масштабирования; непосредственное измерение параметров звена.Установка коэффициентов.На вход исследуемого звена подается прямоугольный сигнал. В установившемся режиме, изменяя коэффициент передачи блока 2 масштабирования, устанавливают нулевой уровень напряжения на выходе интегратора 3 (интеграторы 3 и 6 работают в режиме усиления). После этого, переведя интегратор 3 в режим интегрирования и возвратив схему в исходное состояние (интегратор 4 сбрасывают на нуль), снова на вход исследуемого звена 1 подают прямоугольный сигнал и в ус,ановившемся режиме, изменяя коэффициент передачи блока 5 масштабирования, добиваются нулевого уровня сигнала на выходе интегратора 6 (интегратор 6 - в режиме усиления), После этих операций устройство откалибровгно и, переведя интегратор б в режим интегрирования, можно приступить к определению параметров исследуемого звена. Для этого необходимо вернуть схему в исходное состояние (интеграторы 4 и 3 сбросить на нуль) подать на вход звена 1 прямоугольный сж нал и с помощью блока 7 измерения произвести определение коэффициентов передаточной Функции (1) на выходе интеграторов 3 и б в установившемся режиме.Интеграторы 3 и 6 должны иметь зону нечувствительности, которая необ-, ходима для повышения стабильности измерений параметров. Это связано с тем, что практически невозможно точно установить коэффициент блока 2 масштабирования равным коэффициенту О (см.формулу 1), т.е. всегда присутствует погрешность. Следовательно, на входе первого интегратора в установившемся режиме сигнал не равен нулю, а это приводит к тому, что выходная (измеряемая) величина интегратора изменяется во времени. Результат измерения в этом случае зависит от скорости считывания информации, т.е, различен. Аналогичная картина происходит и с вторым интегратором, только нестабильность выходного сигнала проявляется в большей степени. Используя правила структурных преобразований и учитывал, что исследуе мое звено имеет передаточную Функцию(1), можно показать справедливостьизложенного.Изображение по Лапласу на выходеинтеграторов 3 и 6 имеет виц соот ветственно Ь,в + Ь,Х (р) - - Х5 р Оф х,(р) = -- х,Ьг 50 РУстройство работает следующим образом. где Х - а .плитуда прямоугольного имопульса,Используя теорему операционногоисчисления55 Х(сю) = 1 злп р(р),р- О получим значения параметровЗаказ 7065/52 Тираж 836 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная, 4 Учитывая, .что амплитуда прямоугольного импульса Х, известна, лег - ко вычислить коэффициенты Ь и ЬКоэффициент а передаточной функции(1) равен коэффициенту передачи блока 2 масштабирования.Передаточная функция (1) описываетработу идельного Г 1 ИД-регулятора. Вреальном ПИД-регуляторе может присутствовать насыщение усилителя (при 10больших рассогласованиях заданной ирегулируемой величин) на которомсобран регулятор. Однако и в этом случае площадь, ограниченная кривойреального переходного процесса, остается равной площади, ограниченной кривой идеального переходного процесса. Л так как в предлагаемом устройстве параметры исследуемого звена вычисляются по площадям, ограниченным 20 кривыми переходных процессов, путем интегрирования, то реальный ПИД-регу - лятор имеет те же параметры, что и идеальный, Следовательно, при измере нии параметров с помощью предлагае 25 мого устройства не вносится погрешность иэ-за насыщения усилителя.С помощью устройства можно измерять параметры звеньев систем регулирования, имеющих передаточную функ цию вида (1), а также после соответствующих переключений блоков измерять параметры инерционных звеньев первого, второго порядков и звеньев,имеющих передаточные функции вида 35 Таким образом, в предлагаемом устройстве значительно расширены функциональные возможности по сравнению с известным, в котором измеряются параметры только инерционных звеньев первого и второго порядков. Формула и з обретен и яУстройство для измерения параметров звеньев систем регулирования, со,держащее два блока масштабирования, блок измерения и последовательно соединенные первый и второй интеграторы, первый вход устройства, подключенный к выходу исследуемого звена, через первый блок масштабирования соединен с первым входом первого интегратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит третий интегратор, вход которого соединен с вторым входом уст" ройства подключаемого к входу исследуемого звена, а выход - с вторым входом первого интегратора и через второй блок масштабирования - с вторым входом третьего интегратора, выходы первого и второго интеграторов подключены соответственно к первому и второму входам блока измерения.