Способ измерения постоянной времени объекта,

ЖТБО Зависимое от авт. свидетельства3454/26-24) л, 42 тт, 3,111,1966 (Лс явле присоединением заявки МПК 6 опит Комитет по делам иасбретений и открц при Совете Министр СССРБюллетень1 ания 25 Х 11,1967 Опубликовано 31,Н,19 Дата опубликования о ДК 681.142-501.72: :621.3,011.6 (088.8) Авторы зобретен А. О. Егоршии, Н. П. Филиппова и А. И, Шеломант автоматики и электрометрии СО АН СССР П. Ьудян Заявитель СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ОБЪЕКТА,ОПИСЫВАЕМОГО ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМ УРАВНЕНИЕМ ПЕРВОГО ПОРЯДКАзменяют постоянную времени азрывному гиперболическому моделиакопу а И(1) щое напряжение в блоинтегратора. В момент 5и интегрируют постоя ке 4 измерительного а- кО стоянная времени модели ения змеала, дные бло- фикотся этот кра- яже- зменую граходные сигналы объектауоТ=" -т- у, =1 (й и моде Известны способы измерения постояннои времени объекта, описываемого дифференциальным уравнением первого порядка. Они основаны на подаче испытательного сигнала на входы объекта и модели и на изменении постоянной времени модели по нелинейному закону.Предлагаемый способ отличается от известных тем, что он ускоряет процесс измерения постоянной времени и, кроме того, расширяет пределы измерения ее благодаря изменению постоянной времени модели по разрывному гиперболическому закону линейно меняющимся испытательным сигналом. Результат сравнения сигналов с выходов модели и объекта интегрируют и в момент равенства этих сигналов измеряют напряжение на выходе интегратора. Напряжение обратно пропорционально постоянной времени объекта. В момент равенства нулю величины, обратной постоянной времени модели, изменяют структуру модели, инвертируя знак производной выходного сигнала с модели.Блок-схема на фиг. 1 поясняет описываемый способ; фиг. 2 изображает кривые времени модели и объекта.На входы исследуемого объекта 1 и модели 2 подают пилообразный входной сигнал х(1) =е 1. Этот сигнал подают также на вход блока управления д, при помощи которого имеет разрыв, при помощи олока управл изменяют структуру модели так, чтобы и нить знак производной ее выходного сиги т. е. делают модель неустойчивой. Выхо сигналы ооъекта и модели сравчивают в ке сравнения 5, при помощи которого снруют момент времени, когда сравнива выходные сигналы объекта и модели, В момент сигналом олока управления пре щают интегрирование постоянного напр ния в олоке 4 и определяют значение ряемого параметра как величину, обрат выходному сигналу измерительного инте197308 10 60 с постоянной времени Т , изменяемой по разрывному гиперболическому закону (1), при пилообразном входном сигнале имеют соответственно вид ггг д:= )ге 11 - т 11 - е 11 г у 11) =. )ге г - е г 1 1 1 е 1 1 г)" 1 В переходных процессах объекта и модели можно отметить характерные моменты времени: 151, - момент времени, когда постоянная времени модели равна постоянной времени обьскта, т. Р. Т= или 1 =; (3) 20 1 Т а - -1 а - И, бТ 12 - момент времени, когда ошибка е==Уо - умравна нулю, что с точностьюдо постоянного множителя кс означает. 25 о(4) 30Из выражения (3) следует, что измеряемое, значение Т легко определяется, если известнае 2величина 1 ь Величина О = - может быть просто определена, если известно время 12, 35 которое легко определяется при помощи сравнивающего устройства.Отношение моментов времени 1, и 1 как функция параметров модели и объекта может быть вычислено для различных значе ний этих параметров из уравнения, которое получается путем замены переменных 12= 01=Т - 1=О " в уравнении (4), Заменив переменбТные под интегралом, получим следующее 45 уравнение относительно интересующей нас функции:- о в ) )2.г. Ф 1)Гв ( г) - 1 Д- 11 - е " 1, (2) а 2 ТГДЕ 2 = - =- Та =2 б Т (О)2 1"Ф(с =, ) едх - интеграл вероятности,У-)о Исследование зависимостей 0 (у) показывает, что кривые 0(у) при любых значениях параметра в лежат ниже линии 0=1,5, начиная с некоторого значения у=у(в), кривая 65 0(у) может оыть аппроксимирована прямои,т. е. если у)у, О=О .=0 ) с любой желаемой точностью.Таким образом, в значительном диапазоне выполнено простое соотношение лЕсли у=За, то это соотношение выполняется с точностью не хуже 1%. Отсюда ясно, чтоесли в блоке измерительного интегратора выставить начальное условие, численно равное1в каком-лиоо масштабе величине а=Т(0)подать иа вход его постоянное напряжение,наиримср, величины Е, установить коэффициент усиления интегратора, численно равбный -- , то в момент , выходной сигЕднал блока 4 будет численно равен Л (1): а - Е -- 12 = а -- ": а - К =- - , б М 1 Е 0 О Т т. е, обратной величине измеряемого параметра.аИзменяя структуру модели в моментР= -б так, чтобы изменить знак производной ее выходного сигнала (при реализации модели на аналоговой машине и осуществлении закона1У 1== с помощью потенциометра этоа - Иизменение требует переключения схемы набора модели), можно полностью использовать диапазон измерения постоянной времени1модели от - до ж, в результате чего предеа3 лы измерения оказываются равньгми -- :ж.а Предмет изобретенияСпособ измерения постоянной времени объекта, описываемого дифференциальным уравнением первого порядка, основанный на подаче испытательного сигнала на входы объекта и модели и на изменении постоянной времени модели по нелинейному закону, отличиюи(ийся тем, что, с целью расширения пределов измерения постоянной времени объекта и повышения быстродействия процесса измерения, линейно меняющимся испытательным сигналом изменяют постоянную времени модели по разрывному гиперболическому закону, интегрируют результат сравнения сигналов с выходов модели и объекта и измеряют в момент равенства этих сигналов напряжение на выходе интегратора, обратно пропорциональное постоянной времени объекта, причем в момент равенства нулю величины, обратной постоянной времени модели, измеиякзт структуру модели, инвертируя знак производной выходного сигнала с модели.."-аказ 218/18 Тираж оЗ- Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Мшшстров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4Типогр афин, и р. Сап упав а, 2