Способ измерения сигнала, пропорционального функции чувствительности

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 264503 Союз Советских Социалистических Респу 0 линКомитет по деламоретений и открытийи Совете МинистровСССР убликовано 03,111.1970, Бюллетень9 та опубликования описания 8/И 1 19 О Авторыизобретени Р. М. Юсупов и В. Н, Чер Заявите МЕРЕНИЯ СИ ГНАЛА, ПРОПОРЦИОНАЛЬНОГОФУНКЦИИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПОСО 2 Препропорсти(АЧХ)рованиобоснозе неи лагае иона мплит може сист анин правндао да,а,2 а, -ди дада,2 а,даз да 4 дадя коэффицие усилителей ние, соотве личины дейи ной переда ты усилени постоянног ствующее з ствительнойочной фун по отдельным входам тока; 2 С - напряже. ачению удвоенной веасти обратной частотции исследуемой стмый способ измерения сигнала, льного функции чувствительно-, удно-частотных характеристик т быть использован при проектием автоматического управления, их проверок, а также при аналиостей и ошибок. Известные способы измерения сигнала, пропорционального функции чувствительности амплитудно-частотной характеристики линейного динамического звена, описываемого дифференциальным уравнением без правой части, громоздки и требуют больших затрат времени,Предложенный способ отличается от известных тем, что при нем снимают амплитудно- частотную характеристику динамического звена, находят по ней обратную амплитудно-частотную характеристику, преобразуют текущее значение частоты и всех ее степенных значений в сигналы постоянного тока, формируют из этих сигналов напряжение, пропорциональное текущему значению функции чувствительности квадрата обратной амплитудно-частотной характеристики звена по варьируемому параметру, и изменяют масштаб полученного напряжения в число раз, пропорциональное кубу текущего значения амплитудно-частот ой характеристики,Это позволяет упростить и ускорить процесс измерения.На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ для системы пятого порядка.На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - пульт управления; 2 - блок формирования напряжения, соответствующего текущему значению частоты; 3 - перемножаю щее устройство; 4 - суммирующий усилительпостоянного тока; 5 - регистрирующее устройство; б - блок формирования напряжения; соответствующего половине куба текущего значения ординаты АЧХ системы; опт - напря жение, в принятом масштабе соответствующее текущему значению частоты; ве, ов, иф, оР - напряжение, соответствующее квадрату, кубу и высшим степеням текущего значения частоты;(9) 25 55 60 стемы; 2 Д - напряжение, соответствующее значению удвоенной величины мнимой части обратной частотной передаточной функцииАз (со)исследуемой системы; - науряжение,2соответствующее значению половины куоа текущего значения ординаты АЧХ системы; дА 2 1 (со)напряжение, соответствующее знадачению частной производной по исследуемому параметру от квадрата обратной АЧХ системы; -- текущее значение искомоидА (со)дафункции чувствительности АЧХ при помощи устройства, изображенного на чертеже.Рассмотрим обратную передаточную функцию: У 1(Р) = - апР" + ап - 1 Ри+ .+ п а,Р+ а,. (1)Частотная передаточная функция будет 1(1 ) аО 9 +а 4 )+ 1Обратная амплитудная частотная характеристика системы, имеющей передаточную функцию Ч(Р): Аа = УС (а)+ Д (а);А (со)ГдЕ С(а) = (а, - а,щ+а 4 щ 4 - )9Д(а) = (а,а - а 9 а 9 + а,а 9 - ),Избавляясь от радикала в выражении (3),получим А 2 (а) = = С 9 (а) + Д 9 (щ). (4) Функция чувствительности по параметру адля выражения (4) будет(5)Но для правой части выражения (5) справедливо равенство 1 д( 1- 2 1 дА(щ) (6)А (со) даА (со),/ А 9(со) да Из выражений (5) и (6) имеем дА(со) 1 Аз( )дА 1(со) да 2 да Таким образом, нами получено выражениедля функции чувствительности АЧХ системы 30 35 40 45 50 по параметру а. Если считать амплитудно- частотную характеристику системы известной, тогда для измерения ее функции чувствительности необходимо определить лишь функцию чувствительности квадрата обратной АЧХ. Параметр а в общем случае входит во все коэффициенты системы. Тогда да;, входящие в сумму правой чадасти выражения (8), для заданной системы постоянны и могут быть вычислены заранее. Для частных производных по коэффициентам системы имеют место общие соотношения: дА, (со) 2 С (а) а( - 1) причетном 1+1 да 2 2 Д (щ) щ( - 1) при 1 нечетномУчитывая выражения (8) и (9), можно реализовать правую часть выражения (7) и получить тем самым искомую функцию чувствительности АЧХ системы по параметру а. На чертеже представлена реализация предлагаемого способа на элементах аналоговых вычислительных машин.По команде пульта управления 1 блоки 2 и б осуществляют выдачу сигналов в вычислительные устройства в виде напряжения постоянного тока. Напряжение сигнала несет информацию о частоте и ординате АЧХ системы, Коммутация вычислительных блоков воспроизводит алгоритм, заложенный в выражениях (7), (8), (9). Диапазон исследуемых частот определяется масштабом сигнала блока 2. Исследование влияния отдельных коэффициентов системы на функцию чувствительности осуществляется изменением коэффициентов усиления по отдельным входам суммирующих усилителей 4, Переход к исследованию другой системы требует настройки коэффициентов усиления по всем входам суммирующих усилителей и, ввода новой программы в блоки 2 иб,Основное преимущество предложенного метода заключается в том, что при исследовании системы управления можно за непродолжительное время просмотреть влияние всех коэффициентов системы на чувствительность по всем параметрам и получить результаты в наглядной графической форме на ленте самопишущего прибора, либо в виде фотографии с экрана электроннолучевого индикатора. Для образования в регистрирующем приборе 5 развертки, поставленной в соответствии с диапазоном исследуемых частот, к нему подводится сигнал из блока 2.264503 Предмет изобретения Составитель Н. Н. Шувало редактор Б. С. Нанкина Текред Л, Я. Левина Корректор Н. С. Судареико аказ 2051/13Тираж 480 ПодписноеИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква %-35, Раушская наб., д. 4,5 ипография, пр. Сапунова, 2 Способ измерения сигнала, пропорционального функции чувствительности амплитудно- частотной характеристики линейного динамического звена, описываемого дифференциальным уравнением без правой части, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью упрощения и ускорения процесса измерения, снимают амплитудно-частотную характеристику динамического звена, находят по ней обратную амплитудно-частотную характеристику, преобразуют текущее значение частоты и всех ее степенных значений в сигналы постоянного тока, формируют из этих сигналов напряжение, пропор циональное текущему значению функции чувствительности квадрата обратной амплитудно- частотной характеристики звена по варьирусмому параметру, и изменяют масштаб полученного напряжения в число раз, пропорцио нальное кубу текущего значения амплитудно.частотной характеристики.