Устройство для построения корневых годографов систем регулирования

О П И С А Н И Е 209084ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспуйлииЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 12.Ч.1965 ( 1012496/26-24) Кл. 42 пт, 36 рисоединением заявки1 ПК риорите Комитет по делам зооретвний и открытий при Совете Министров СССРпубликовано 17 Л.1968. Бюллетеньата опубликования описания 15.1 П.196 Автор зобретени А. В. Никит аявител СТРОЙСТВО ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ КОРНЕВЫХ ГОДОГРАФОВ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯИзвестны устройства для построения корневых годографов систем регулирования, основанные на различном получении фазового критерия Эванса для одноконтурных систем. Это производится путем суммирования на комплексной плоскости углов векторов, проведенных из нулей и полюсов передаточной функции разомкнутой системы в исследуемую точку комплексной плоскости.Предлагаемое устройство, основанное на фазовом критерии Эванса, отличается тем, что позволяет суммировать углы векторов и осуществлять построение годографа. При этом время определения принадлежности исследуемой точки комплексной плоскости годографу равно 4 сек, независимо от числа нулей и полюсов исследуемой системы.Устройство состоит из двух основных частей: проекционного устройства и счетно-решающего блока.Оптико-механическое устройство предназначено непосредственно для построения корневых годографов замкнутой системы по полюсам и нулям разомкнутой (фиг, 1). Исходные данные наносятся на миллиметровую бумагу планшета 1. В точке, где расположены полюса и нули исследуемой системы, устанавливаются фотодиоды 2, Планшет вместе с наколотой бумагой и фотодиодами может двигаться по столу 8 с помощью устройства, подобного чертежному кульману, чтобы сохранить параллельность осей при перемещении. Вверху на планшет проектируется тонкий световой луч 4, который вращается с постоянной скоростью 5 вокруг одного своего конца (точка О). Дляформирования такого луча предназначена проекционная головка б, неподвижно укрепленная на кронштейне над планшетом.Внутри головки помещен полый цилиндр б, 0 имеющий вырез 7 в боковой стенке и узкующель в дне, которая начинается в его центре.Через боковой вырез виден осветитель 8, находящийся напротив щели.Цилиндр вместе с осветителем вращается с 5 постоянной скоростью на валу 9, который приводится во вращение двигателем и редуктором 10. На этом же валу имеются кольца 11 для подвода тока к осветителю.Описанная система вместе с объективом 12 0 позволяет спроектировать на планшет узкийвращающийся световой луч. Фотодиод 1 т, укрепленный в стенке кожуха проекционной головки, служит для формирования импульса начала отсчета углов при вращении луча.25 Электронный блок прибора предназначендля преобразования импульсов, поступающих с фотодиодов, суммирования их и запоминания результата на один такт работы.В состав блока входят следующие узлы 30 (фиг. 2); четыре фотореле 14, работающих отфотодиодов 2, расположенных на планшете; тактирующее фотореле 15, фотодиод И которого расположен на боковой стенке кожуха проекционной головки; управляющая схема 1 б; интегратор 17 для суммирования импульсов; запоминающее устройство 18 и индикатор 19, Эталонное напряжение, необходимое для работы интегратора, поступает с узла 2 О.Работает описанный прибор следующим ооразом.Световой луч 4 равномерно вращается вокруг точки О и пробегает последовательно через все фотодиоды 2, расположенные на планшете 1 (см. фиг, 1, 3).На фиг. 3 показан планшет с полюсами, обозначенными крестиками, и нулем, обозначенным кружочком, в которых расположены фотодиоды 2. Фотодиод И, находящийся на стенке проекционной головки, выдает на входное реле управляющей схемы (см. фиг. 2) прямоугольный импульс тока при каждом обороте луча. Фотодиод И расположен таким образом, что задний фронт импульса совпадает с моментом прохождения светового луча через горизонтальное положение, показанное штриховой линией.В этот момент управляющая схема 1 б вырабатывает короткий импульс сброса фотореле 14, в котором использованы релетипа РПс безразличным состоянием якоря при отсутствии тока. Импульс сброса перебрасывает все реле 14 в исходное состояние, и через их контакты на входы интегратора 17 подключаются эталонные напряжения с узла 20. По мере вращения луча соответствующие фотореле 14 срабатывают от фотодиодов 2 и отключают напряжение с интегратора.Таким образом длительность импульса, подаваемого на вход интегратора с фотореле, пропорциональна углу между штриховой линией и вектором, проведенным из соответствующего полюса или нуля, где расположен фотодиод (см. фиг. 3). Но этот угол равен углу самого вектора, так как штриховая линия всегда параллельна горизонтали. Например, для вектора А углы а и р равны. Следовательно, длительности импульсов эталонного напряжения на входах интегратора 17 пропорциональны углам векторов, проведенных из полюсов и нулей системы в точку О.Эталонное напряжение, равное 100 в, подается с блока 20, причем положительное напряжение подается на фотореле, фотодиоды которых расположены в полюсах системы, а отрицательное - на реле, соответствующие нулям системы. Это позволяет получить в конце каждого такта на выходе интегратора 17 напряжение, пропорциональное алгебраической сумме углов векторов, проведенных из полюсов и нулей системы в данную точку О, т. е.канат ври)где а, - углы векторов, проведенных из по 5 люсов системы в точку О;- углы векторов, проведенных из нулейсистемы в точку О;к - некоторый постоянный коэффициентпропорциональности, определяемый скоростью10 вращения луча, усилением интегратора и величиной эталонного напряжения.Фазовый критерий для системы, записанныйчерез углы составляющих векторов, гласит,что если15 ва/и - ваап =180 +360 1то данная точка О принадлежит годографу,Поэтому, зная коэффициент к по напряжениюна выходе интегратора 17, можно определить,принадлежит ли данная точка годографу.г 0 Перемещая планшет с фотодиодами, можнопроверить таким образом любую точку комплексной плоскости, вокруг которой вращаетсясветовой луч. Точки, в которых выполняетсяданный критерий, будут принадлежать корне 25 вому годографу исследуемой замкнутой системы. Их необходимо отметить на планшетеи соединить плавной кривой,Предмет изобретения30 1. Устройство для построения корневых годографов систем регулирования, содержащеепланшет, на котором изображается комплексная плоскость с нулями и полюсами исследуемой системы, фотодиоды, проекционное уст 35 ройство, управляющую, релейную схему, счетно-решающий блок, включающий в себя фотореле и схему запоминания на операционныхусилителях с емкостной обратной связью, индикатор и источник эталонного напряжения,40 отличающееся тем, что, с целью увеличениябыстродействия и точности корневого годографа, фотодиоды, расположенные на планшете в точках, соответствующих нулям и полюсам и периодически освещаемые вращаю 45 щимся лучом из проекционного устройства,ось которого расположена в исследуемой точке, соединены с фотореле счетно-решающегоблока, подключающими источник эталонногонапряжения ко входу интегратора, выход ко 50 торого подсоединен к схеме запоминания синдикатором.2. Устройство по п, 1, отличающееся тем,что, с целью создания импульса управления исброса всех фотореле в начале такта работы55 устройства, соответствующего одному оборотулуча, тактирующий фотодиод, расположенныйна боковой стенке кожуха проекционного устройства, подключен к управляющей схеме,контакты реле которой соединены с запоми 60 нающим устройством и индикатором,209084 Составитель И. Н. Шуваловаедактор Ю, Я. Петров Текред А, А, Камышиикова Корректоры: Тираж БЗО Подписное изобретений н открытий при Совете Министров СССР ква, Центр, пр. Серова, д. 4 ипография, пр, Сапуио Заказ 332/17ЦЕИИПИ Комитета ио дел1 М. Прохоров и С, П, Усов