Устройство для определения динамических характеристик

Союз Советских Социалистицеских Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.07.75 (21)2154 2 (51) М 5 В 23/02 с присоединением заявкиосударстаениый комитетСоаета Министроа СССРоо делам иэооретенийи открытий(71) Заявите 4) ИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕ ХАРАКТЕРИСТИКНАМ ИЧЕСКИХ Изобретентики системгулирования.Для эксптотных хараработающиелиза 1. Известно устройство для измерения и наблюдения частотных характеристик, с помощью которого частотные характеристики системы определяются по переходному процессу в исследуемой системе при подаче на вход треугольного импульса 21.Указанное устройство имеет следующие недостатки: не учитывается влияние на результат определения отклонения формы реального входного импульса от идеального треугольного; активные фильтры должны воспроизводить консервативные звенья второго порядка с нулевым затуханием, невозможность точного получения на практике такого звена также вносит ошибку в результат определения.гНаиболее близким к предложенному изобретению является устройство для измерения частотных характеристик автоматических систем, содержащее блок записи и считывания, вход которого подключен к выходу объекта, генератор гармонических сигналов, выходы которого соединены с первыми входами первого и второго блоков умноженця, выходы которых подключены ко входам первого и второго интеграторов, первые выходы которых подключены ко входу функционального преобразова 2 б теля, выход которого подключен к второму ие касается техническои диагнос втоматического управления и ре ного определения часприменяют устройства, пе гармонического анариментатеристикна принц делении ча тих прибо атков: экс я, возмо леция, до гармониче ских и сло стотных характеристик ров и устройств имеетперимент занимает длижны недопустимые рестаточцо сложно полуские сигналы для пневжных систем механики. с помощью э ся ряд недост тельное врем зоцацсные яв чить входные могидравличе При получении с таких величин, как давления требуются ме того, введение та ность получаемых р вать нарушение но ма исследуемой сист недостатков можно частотных характер системы непериодич случае определение основывается на рас цесса. инусоидальнорасход жидко сложные устких устройств езультатов и рмального ра емы. Для уст производить истик при по еских воздейс частотных х смотрении пер го изменения стей и газов, ройства. Кроснижает точможет вызбочего режи- ранения этих определение даче на вход твий. В этом арактеристикеходцого проО П И С А Н И Е цвеейм:1ИЗОБРЕТЕН ИЯвходу блока деления, первый вход которого соединен со вторым выходом первого интегратора, а также регистрирующий блок, соответствующие входы которого соединены со вторыми выходами нтеграторов 13.Определение частотных характеристик исследуемой системы осуществляется при подаче на ее вход единичного ступенчатого воздействия. Переходной процесс системы дифференцируется, и полученная весовая функция обрабатывается вычислительной частью уст 1 О ройства.Указанное устройство имеет следующие недостатки: дифференцирование переходного процесса вносит дополнительную ошибку в определение характеристик системы, особенно при наличии помех, которые практически трудно 15 устранить не всегда исследуемая система допускает длительные отклонения выходной координаты.Кроме того, это устройство не решает задач определения:частотных характеристик в процессе нормальной эксплуатации исследуемой системы;спектра по зафиксированному процессу;спектральной плотности по корреляционной функции;корреляционной функции по спектральнойплотности;процесса по действительной или мнимой части спектра.Цель изобретения - повышение точности определения частотных характеристик и расширение функциональных возможностей уст- ЗО ройства.Сущность изобретения заключается в том, что в известное устройство для определения динамических характеристик автоматических систем для повышения точности введены задатчик непериодических воздействий, блок сравнения, дополнительный блок деления и коммутатор, вход которого соединен с выходом блока записи и считывания, а выходы подключены соответственно к вторым входам блоков умножения, первому входу блока сравнения 4 О и первому входу дополнительного блока деления, второй вход которого соединен с выходом функционального преобразователя и первым дополнительным входом блока записи и считывания, второй дополнительный вход которого соединен с выходом блока деления, а 45 третий дополнительный вход соединен с выходом задатчика непериодических воздействий, подключенным также ко входу объекта, выходы блока сравнения и дополнительного блока деления соединены с дополнительными вхо- о дами регистрирующего блока.На чертеже показана блок-схема предложенного устройства.Оно содержит задатчик 1 непериодических воздействий, объект 2, блок 3 записи и считывания, коммутатор 4, первый блок 5 умноже ния, генератор 6 гармонических сигналов, второй блок 7 умножения, первый интегратор 8, функциональный преобразователь 9, второй интегратор 10, блок 11 деления, блок 12 сравнения, дополнительный блок 13 деления, регистрирующий блок 14.60 Устройство работает следующим ооразом.3 зависимости от динамической характерис-,ки, которую необходимо определить, устройство работает в разных режимах. При определении амплитудно-фазовых частотных характеристик по переходному процессу входное воздействие, например прямоугольный импульс, подается с задатчика 1 непериодических воздействий на вход объекта 2 и третий вход блока 3 записи и считывания, где происходит запоминание формы и длительности входного воздействия.Сигнал с выхода исследуемого объекта (переходной процесс), вызываемый входным воздействием. поступает на вход блока 3 записи и считывания, где происходит его преобразование и запоминание.Цифровая информация о входном сигнале х) после преобразования в непрерывный сигнал в блоке 3 записи и считывания поступает через коммутатор 4 на вторые входы первого и второго блоков 5 и 7 умножения. В первом и втором блоках 5 и 7 умножения и первом и втором интеграторах 8 и 1 О производится определение действительной Р,(а) и мнимой Яучастей спектра входного сигнала. На вторые входы первого и второго блоков 5 иумножения с выходов первого и четвертого выходов коммутатора 4 подается входное воздействие, на первые входы этих блоков подаются соответственно Чоз м, т ц з 1 п а, т с. генератора 6 гармонических сигналов. Выходы первого и второго блоков 5 и 7 умножения соединены с входами первого интегратора 8 и второго интегратора 10, на выходах которых получаются соответственно действительная Р(я,) и мнимая Ях,д;) части спектра входного сигнала. Значения ыв диапазоне интересующих частот задаются путем перенастройки генератора 6 гармонических сигналов.Сигналы с интеграторов 8 и 10 подаются на регистрирующий блок 14, на входы функционального преобразователя 9, где образуется значение А(м;) амплитуды спектра входного воздействия на частоте а которое затем подается на вход блока 11 деления и на первый вход блока 3 записи и считывания.На выходе блока11 деления получается значение Ч(ы,) фазы спектра входного воздействия на частоте со, которое подается на второй вход блока 3 записи и считывания.После преобразования и запоминания характеристик А(ы)и У(м)на первом и четвертом выходах коммутатора 4 появляются сигналы, характеризуюгцие реакцию системы у) на входное воздействие сигнала х(1).На выходе блока 12 сравнения образуются сигналы, определяющие фазочастотную характеристику объекта 2, и на выходе дополнительного блока 13 деления образуются сигналы, определяющие амплитудно-фазовую характеристику объекта 2.Выходы блока 12 сравнения и блока 13 деления соединены со входами регистрирующего блока 14, который регистрирует результаты определения характеристик.Ы Ва (ИЯ, ВХОД КОТО 1 и иГ(О;(КЛЮЧ.1 К ВЫ ХОЛЛ объекта, генератор гармоническихигналц, вы ходы которого соединены с первым( входами первого и второго блоков умножения, вьходь которых подключены ко еходал( первого ц в(. рого интеграторов. псрвые выходы которых подключены и входу функциоцальц;го пренразо-. вателя, выход которого подключен к втормл входу блока деления, первый вход которого сосдицен с вторым выходом первого интегратора, а также регистрирующий бло. соотвстствющие входы которого соединены с вторыми выходами интсраторов, отличадощеегя тем, что, с целью повышения точности, оно со.ержит задатчик непериодических воздействий, блок сравнения, дополнительный блок деления и коммутатор, вход которого соединен с гыходом блока записи и считываци 1(, а выходь подкл О- чены соответственно к вторым входам блоков умножения, первому входу блока срав( ения и первому входу дополнительцснго 1 лс(ка деления, второй вход которого соед(гиен с выходом функционального преобразователя и первь(м дополнительным входом блока записи и считывания, второй дополнцтельный вход которого соединен с выходом блока деления, а трГ- тий дополнительный вход соединен с выходом задатчика непериодических воздействий, (одключенным также ко входу Ооъгкта, Выхсд(т блока сравнения и дополцительцого блока дслеция соединены с дополгп(тельными в;одами регистрирующего блока. Источники информации, И 1 зиц(тыс во вц.мание при экспертизе:1. Балакирев В. С. и др. .(кспер(мсцта,(ьное определение динамических хараксеристик промышленных объектов управления,-- ,1, Госэнергс издат, 1963.2. Авторское свидетельство СССР;1 439209, кл. С 01 1( 25/ОО, 1974.3. Авторское свидетельство СССР Л 375626, к( С 05 В 2307 1973 Формула изобретения Устройство для определения динамическиххарактеристик; содержащее блок записи и счиУстройство позволяет ц(ределить следу(О- щие динамические характеристики:А. Спектр по реализации процесса.Сигналы, характеризующие систему у(1),заносятся в блок 3 записи и считывания. Дан5 лее устроиство работает подобно описанномупри определении амплитудно-частотной характеристики. Результат определения спектра уав виде сигналов его действительной 1,1 и мни:мой Я(, частей снимается соответственно с выходов интеграторов 8 и 10 и подается 10 ца регистрирующий блок 14.Б. Спектральную плотность Я( по корреляционной функции К(т).Сигналы, определя(сщие корреляционнуюфуцкци(о К(с), заносятся в блок 3 записи и15считывания. Коммутатор 4 устанавливает в цепи передачи сигналов К(-.) коэффициент передачи 8. Результат Ь(и), получаемый на выходе первого интегратора 8, подается ца входрегистрирующего блока 14.В. Корреляционную функцию К по спек ф тральной плотности.Г. Систему у(с) по действительной К,; (или мнимой 1 с) частям регулярного спектра.Система у(1) с выхода интегратора 8 или 10 подается на вход регистрирующего блока 14.Д. Амплитудно-фазовую характеристику исследуемого объекта 2 в процессе нормальной эксплуатации.В этом случае внешних воздействий ца обьект 2 не подается. Для црепелеци сл тудцо-фазочастотной характеристики необходимо иметь в блоке 3 записи и считывания записанные значения корреляционной функции К (1) входного сигнала х(1) и взаимной функции К (Ц входного сигнала х(1) и выходной системы у(1), 35