Устройство для определения статической характеристики нелинейности типа”насыщение”

-в олнительное к авт. св 3/ явлено 23,01,73 (21) 1879941/присоединением заявкиГосударственный иомит Совета Министров ССС ло делам нзооретенийн открытий) Приоритет Опубликовано 15.05.75. Бюллетень18 3) УДК 621.3(088.8) 14,08.75 та опубликования описа 2) Авторы изобретения И, Костюк, А. С. Тасев и А. Н. Сильвестро Киевский ордена Ленина политехнический институт им, 50-лет Великой Октябрьской социалистической революции(71) Заявите 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАТИЧЕСК ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕЛИНЕЙНОСТИ ТИПА НАСЫЩЕНИЕу приборов и ования и моурах самона- араметричеси стационар- остей и в си клас егулир в конт вой фикац линейн контрол обретение отм автоматибыть исполйки системоптимизациии нестационах параметр носится еского зовано еспоиск и идент рных н ческого систжетстрокой ных стем ия определения станелинейности типа е блок настройки лаания, вход которой нейностц, а выход - параметров,стцы устроиства д й характеристики ение, содержащи ов и схему вычит чен к выходу нели блока настройки Изве тическо насыщ раметр подклю к ВХОДУ Основной цедостаток известных устройств состоит в том, что нелинейность реальной системы воспроизводится на основании априорной информации о параметрах кусочно-линейной аппроксимации нелинейного элемента. Во всех случаях кусочно-линейная аппроксимация реального нелинейного элемента производится вручную на диаграмме статической характеристики, снятой при помощи осциллографа. Такой подход к моделированшо является приближенным, требует больших затрат времени и неприменим для исследоваций систем в режиме нормальной эксплуатации, если параметры нелинейного элемецта цзмсцяогсяцо В 1)емсци,2Целью изобретения является увеличениеточности и повышение быстродействия устройства.Эта цель достигается тем, что устройство 5 содержит усилитель с управляемым коэффициентом усиления и поляризованное реле с управляемым уровнем выхода, входы которых связаны со входом нелинейности, нуль-орган и переключатель, первые входы которых свя заны с выходом усилителя с управляемымкоэффициентом усиления, вторые входы соединены с выходом поляризованного реле с управляемым уровнем выхода, выход переключателя связан с другим входом схемы вы.15 читания, Предлагаемое устройство содержиттакже поляризованное реле с единичным выходом и два ключа, причем входы первого ключа и поляризованного реле с единичным выходом подключены ко входу нелинейности, 20 выход поляризованного реле с единичным выходом соединен со входом второго ключа, выходы ключей соединены с соответствующими входами блока настройки параметров, выходы которого подключены к управляющим входам 25 усилителя с управляемым коэффициентомусилецця и поляризованного реле с управляемым уровнем выхода, Управляющий вход первого ключа связан с прямым выходом цуль-органа л управляющим входом переклю чатсля, а управляющий вход второго ключа3подсоединен к инверсному выходу нуль-органа.Такое устройство позволяет автоматически и с высокой точностью определить параметры кусочно-линейной аппроксимации реального нелинейного элемента типа цасыщение в режиме его нормальной эксплуатации, решать задачу параметрической идентификации линейнойй и нелинейной части системы и задачу параметрического контроля при нестационарности параметров всей системы.Ьлок-схема устройства приведена ца чертеже,Оца содержит модель нелинейности 1, модель чувствительности 2, усилитель 3 с управляемым коэффициентом усиления, поляризованное реле 4 с управляемым уровнем выхода сигнала, нуль-орган 5, переключатель б, ключи 7 и Ь, олок настройки параметров 9, поляризованное реле 10 с единичным выходом, нелинейность типа цасыщение 11 и схему вычитания 12.Устройство работает следующим образом.Перед включением устройства на усилителе 3 с управляемым коэффициентом усиления 3 и поляризованном реле 4 с управляемым уровнем выхода устанавливаются произвольные значения коэффициента усиления и уровня выходного сигнала, что соответствует кусочно-линейному моделированию исследуемой нелинейности с произвольными параметрами 1 коэффициент усиления линейной части, уровень насыщения). При запуске устройства начинают изменяться параметры произвольно заданной начальной характеристики модели нелинейности до тех пор, пока модель не будет соответствовать реальной нелинейности с гочки зрения минимума среднего квадрата ошибки аппроксимации.Существуют два характерных режима работы устройства: режим в линейной зоне аппроксимирующей модели и режим в зоне насыщения нелинейности.При режиме в линейной зоне аппроксимирующей модели значение выходного сигнала усилителя с управляемым коэффициентом уси. ления 3 меньше значения выходного сигнала поляризованного реле 4. На инверсном выходе цуль-органа 5 в этом случае существует потенциал, приводящий к срабатыванию ключа 8, что приводит к размыкацшо выходной цепи поляризованного реле 10 с единичным выходом, а отсутствие сигнала на основном выходе нуль-органа приводит к срабатыванию переключателя б и ключа 7. Переключатель б в этом режиме подключает выход усилителя 3 ко входу схемы вычитания 12, а ключ 7 - вход нелинейности ко входу блока настройки параметров 9, который изменяет коэффициент усиления усилителя 3 до перехода системы во второй режим.Г 1 ри втором режиме значение модуля выходного сигнала усилителя 3 меньше значения модуля выходного сигнала поляризованного реле 4, что приводит к срабатыванию нуль-ор гана 5. В этом случае переключатель 6 и ключи 7 и 8 срабатывают в обратном порядке; переключатель б подключает выход поляризованного реле ко входу схемы вычитания 12, ключ 7 размыкает прямую цепь модели чувствительности, ключ 8 подключает выход поляризованного реле 10 ко входу блока цастроцкц параметров 9, который изменяет уровень выхода поляризованного реле 4 до тех пор, пока в схеме не наступит очередной переход в линейный режим. В режиме настройки управляемых параметров модели нелинейности 1 ца вход блока настройки параметров 9 поступают сигналы разцостцого движения модели и объекта и сигнал функции чувствительности цо коэффициенту усиления с выхода модели чувствительности, а также сигнал разностного движения модели и объекта и сигнал функции чувствительности по уровню насыщения.В блоке настройки параметров 9 сигналы церемцожаются попарно цо каждому каналу и интегрируются.Циклический процесс настройки параметров модели нелинейности 1 считается законченным, когда разность выходных сигналов реальной нелинейности типа насыщение 11 и модели нелинейности 1 минимальна. После окончания процесса настройки (длительностью всего несколько секунд) значение коэффициента усиления усилителя 3 с управляемым коэффициентом соответствует коэффициенту усиления линейной части оптимальной аппроксимирующей статической характеристики, а уровень выхода поляризованного реле 4 -- уровню насыщения статической характеристики. 4045 55 60 65 Устройство для определения статической характеристики нелинейности типа насыщение, содержащее блок настройки параметров ц схему вычитания, один вход которой подключен к выходу нелинейности, а выход - ко входу блока настройки параметров, о т л и ч аю щеес я тем, что, с це.пыю увеличения очности и повышения быстродействия устройства, оно содержит усилитель с управляемым коэффициентом усиления и поляризованное реле с управляемым уровнем выхода, входы которых связаны со входом нелинейности, нуль-орган и переключатель,первые входы которых связаны с выходом усилителя с управляемым коэффициентом усиления, вторые входы соединены с выходом поляризованного реле с управляемым уровнем выхода, выход переключателя связан с другим входом схемы вычитания, поляризованное реле с единичным выходом и два ключа, входы первого ключа ц поляризованного реле с единичным выходом подключены к входу нелинейности, выход по ляризовацного реле с единичным выходом соединен со входом второго ключа, выходы ключсй соединены с соответствующими входами блока настройки параметров, выходы которо 5 10 20 25 30 35 Предмет изобретения470794 Составитель В. Васильев Техред Е. Подурушина Корректор О, Тюрина Редактор Е. Семанова Дана ЦВВИвд. Лд 448 Тирани 869 Полин.иое ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобревсний и открытий Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4 5Типография, ир. Сапунова, 2 го подключены к управляющим входам усилителя с управляемым коэффициентом усиления и поляризованного реле с управляемым уровнем выхода, причем управляющий вход первого ключа связан с прямым выходом нуль-органа и управляющим входом переключателя,а управляющий вход второго ключа подсоедццец к инверсному выходу цуль-органа.