Устройство для определения оценок частотной передаточной функции

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 50 4 С 05 В 23/02 ИОАН ОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР 9 1164669, кл. С 05 В 23/02, 1984.Авторское свидетельство СССР Р 1272312, кл. С 05 В 23/02, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЦЕНОК ЧАСТОТНОЙ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИИ (57) Изобретение относится к аналоговым вычислительным машинам, в которых операции вычисления выполняются путем .измерения электрических величин, и может быть использовано для решения различных задач статистической динамики. Цель - упрощение устройства. Оно состоит из трех каналов: первый - из последовательно соединенных первых ЯО 1325415 д.узкополосного фильтра 1, квадратора2, инвертора 3 и интегратора 4, второй - из последовательно соединенныхвторых узкополосного фильтра 5, квадратора 6, инвертора 7, первого усилителя 8 с переменным коэффициентомусиления, выходом соединенного с вторым входом первого интегратора 4,третий - из последовательно соединенных третьих узколосного фильтра 9,квадратора 10, выходом соединенногос третьим входом первого интегратора4, соединенного с первым регистратором 11,При этом выход второго инвертора 7 через второй усилитель 14 спеременным коэффициентом усиления соединен с первым входом второго интегратора 15, выход первого квадратора2 соединен с вторым входом второгоинтегратора 15, выходом соединенногос вторым регистратором 16. Вход исследуемого объекта 12 соединен с вхо1325415 характеристиможно опредедами первого, второго и третьего каналов, а его выход - с третьим инвертором 13. Новым, обеспечйвающимдостижение цели, является соединениевхода первого канала с выходом третьИзобретение относится к аналоговым вычислительным машинам, а именнок устройствам, в которых вычислительные операции выполняются путем измерения электрических величин, в частности для вычисления среднеквадратичных значений, и может быть использовано для идентификации объектовуправления и решения других задачстатистической динамики,Цель изобретения - упрощение устройства.На чертеже приведена блок-схемаустройства,Устройство состоит из последова 15тельно соединенных первого узкополосного фильтра 1, первого квадратора 2и первого инвертора 3, образующихпервый канал (.1), на вход которогопоступает входнои сигнал, а выходч 20которого соединен с первым входомпервого интегратора 4, на второй входкоторого поступает также выходной сигнал второго канала (11), состоящего25из последовательно соединенных второго узкополосного фильтра 5, второгоквадратора 6, второго инвертора 7 ипервого усилителя 8 с переменным коэффициентом усиления. Входы первогои второго каналов соединены с входом30третьего канала (111), состоящего изпоследовательно соединенных третьегоузкополосного фильтра 9 и третьегоквадратора 10, выход которого соединен с третьим входом первого интегратора 4, соединенного с первымрегистратором 11.Вход исследуемогообъекта 12 соединен с входами каналов 1-111, а его выход с входом третьего узкополосного фильтра 9 и через 40третий инвертор 13 с входом первогоузкополосного фильтра 1Выход второго инвертора 7 соединен через второйусилитель 14 с переменным коэффициентом усиления с первым входом второго 45 его инвертора 13, выхода объекта свходом третьего узкополосного фильтра 9 и выхода третьего квадратора10 с третьим входом второго интегратора 15, 1 ил. интегратора 15, второй вход которого соединен с выходом первого квадратора 2, третий - с выходом третьего квадратора 10, а его выход - с вторым регистратором 16. На чертеже показан входной случайный сигнал.Х.Устройство работает следующим образом. Вещественная часть частотной передаточной функции определяется по спектральным плотностям Я(м) разности входного и выходного сигналов объекта и спектральной плотности суммы входного и выходного 8 (о) сигналов объекта согласно формуле- 4/Ю(1 ы) сов (ы) . Амплитудно-частотнуюку исследуемого объектлить из соотношения Ст (4) 2 Случайный сигнал Х поступает(одновременно на исследуемый объект 12 и фильтры 1, 5 и 9 первого, второго и третьего каналов соответственно. На входы фильтров 1 и 9 поступают инвертированный выходной и сам выходного сигнал исследуемого объекта соответственно, Благодаря этому посредством фильтра 1 и квадратора 2 определяется мгновенное значение мощности разности входного и выходного сигналов исследуемого объекта на заданной частоте, а посредством фильтра 9, квадратора 10 - мгновенное значение мощности суммы входного и выходного сигналов исследуемого объекта. для получения дисперсии Б(ьт)-Я(ю) выходной сигнал квадратора 10 совместно с инвертированным сигналом квадратора 2 поступает на вход интегратора,4, на выходе которого регистрируетсярегистратором 11,- Игновенное значениемощности входного сигнала, получаемоес помощью последовательно соединенныхфильтра 5 и квадратора 8 через инвертор 7 и усилитель 8 с переменным коэффициентом усиления, поступает также на вход интегратора 4. Таким образом, на входе интегратора 4 на частоте настройки узкополосных фильтров 1,5 и 9 суммируются мгновенные значениямощности суммы входного и выходногосигналов объекта, инвертированноймощности разйости входного и выходного сигналов объекта, а также усиленной инвертированной мощности входного сигнала,На выходе интегратора 4 получаетсясигнал, пропорциональный алгебраической сумме где а - коэффициент усиления усилите ля 8Изменяя а, добиваются нулевого напряжения на выходе интегратора 4. По а также можно найти величину 4 Ю(1 ы) сов ч(о на частоте настройки узкополосных фильтров, т.е. вещест- ЗО венную часть частотной передаточной функции.На входе интегратора 15 суммируются мгновенные значения мощности разности и суммы входного и выходного сигналов исследуемого объекта, и инвертьфованного, усиленного входного .сигнала объекта.На выходе 15 формируется сигнал, пропорциональный алгебраической сумме 40 8 (о) + 8;т- Ы - Ь х(фдэгде Ь - коэффициент усиления 14. Изменяя Ь, добиваются нулевого напряжения на выходе 15. По Ь можно найти 45 величину 2 + 2 И(1 ы) на частоте настройки узкополосных фильтров, т.е.амплитудно-частотную характеристику объекта,Предлагаемое устройство по сравне) нию с известным проще и позволяет получать частотную передаточную функциюза счет соединения входа первого канала с выходом третьего инвертора,выхода объекта исследования - с входом третьего узкополосного фильтра, авыхода третьего квадратора - с третьим входом второго интегратора,Формула изобретения. Устройство для определения оценок частотной передаточной функции, содержащее последовательно соединенные первый узкополосный фильтр, первый квадратор, первый инвертор, подключенный выходом к первому входу первого интегратора, последовательно соединенные второй узкополосный фильтр, второй квадратор, второй инвертор, первый усилитель с переменным коэффициентом усиления, выход которого соединен с вторым входом первого интегратора, последовательно соединенные третий узкополосный фильтр и третий квадратор, выход которого соединен с третьим входом первого интегратора, подключенного выходом к входу первого регистратора, второй усилитель с переменным коэффициентом усиления, который входом соединен с выходом второго инвертора, а выходом - спервым входом второго интегратора, подсоединенного выходом к входу второго регистратора, второй вход второго интегратора соединен с выходом первого квадратора, а также третий инвертор, вход третьего инвертбра является входом устройства, соединенным с выходом объекта исследования вход которого соединен с первыми входами первого, второго и третьего узкополосных фильтров, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, второй вход первого узкополосного фильтра соединен с выходом третьего инвертора, вход устройства соединен с вторым входом третьего узкополосного фильтра, а выход третьего квадратора соединен с третьим входом второго интегратора.