Способ определения фазочастотных характеристик линейных объектов

(5) М. Кл605 6 13/02 405 Ь 2 Э/02 Государственный ндмнтет Соввтв Мнннстров СССР ад делам нзобретеннй н открытнй(45) Дата опубликования опнсания 18.08.78(7) Заявитель Ордена Ленина институт проблем управления АН СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛИНЕЙНЫХ ОБЪЕКТОВ Изобретение касается экспериментального определения фазочастотных характеристик линейных объектов, в том числе автоматических устройств и их элементов, промыщленных агрегатов и т.д. В ряде случаев прн исследовании объектов такого рода трудно реализовать входное возмушеннеро форме близкое к гармоническому с низким уровнем щума, Наличие высщих гармонических составляющих в .периодическом входном воздействии не позволяет с наперед заданной точностью звдать частоту его основной гармонической составляющей. Известны способы экспериментального определения фаэочастотных характеристик линейных объектов, основанные на подаче гармонического воздействия фиксированной частоты на вход объекта и измерения параметров реакпии объекта на это воздействие 11.Однако эти способы весьма чувствительны к помехам. Из известных способов наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения фазочастотных характеристик линейных обьектов, заключающийся в сравнении выходных сигналов модели и объектв и минимизации среднеквадратичной разности путемнастройки параметров модели 21,Недостатками этого способа являются:ложность динамической структуры модели, содержащей больщое число нвстраиваемых параметров, плохая сходимостьпроцесса поиска оптимальных параметровмодели и невысокая точность определенияхарактеристик объекта при наличии помехи высокого уровня и неадекватностиструктуры модели структуре объекта,Целью изобретения является повыщние точности и сокращение времениопределения характеристик линейныхобъектов произвольно сложной структуры,т,е, быстродействия способа,Цель достигается тем, что в процессе определения фвзочастотных хв 2 в рактеристик формируют периодический.г (з) гармонического О (Й = 81 г 1 Шф 4 фйЩ-частот гдето сигнала,В данном случае ганал. является модельювия наобъект,Выходной сигнал мной функциейй =К рмоннческий сигсигнала воэдейстодели с передато имеет видп(цг .нр94- коэффициент ус одели на частотеОия и сдвиг аэ мГ - врея эапаэд ния модели,Сравнивая выходные сЗьекта, аопучвюг сетичйой раэностя л сигналы еднеквадра возмущающий сигнал фиксированной частоты для объекта и эталонный гармонический сигнал для модели, изменяютфазу эталонного гармонического сигнала для двух различных интервалов времени до момента достижения минимумасреднеквадратичной разности выходных сигналов объекта и модели, запоминают значения фазы гармонического сигнала и корректируют частоту гармонического сигнала до момента, равенствазапомненных значений фаэ,Определение фаэочастотных характеристик производится следующим образом,В процессе экспериментального определения фазочастотных характеристик линейных объектов формируют периодический возмущающий сигнал для объектаамплитуды А иэ последовательности частот Мв вицехй) =ь Мосойп,(1), (1)гаем (Ц - сумма гармонических составляющих с частотами, отличными оти случайная составляющая сигнала,Предполагая, что объект линейный,его входной сигнал имеет видф 1)ф 631 пИ.О 1+Ро)ФО И) (2)где Ь фдад) - амплитуда выходногосигнала объекта на частоте ЫЬМ 1 0 осоответственно динамический коэффициентусилении объекта и сдвиг фаз на частотеЮ(,П И) - сигнал О Щ, преобразованный объектом.Формируют гармонический сигналдпя модели следующего видаРаскрывая скобки, считая интервалвремени наблюдения (длину реализации)Т достаточно большим, получимг к )оп. ацбт6- Ь. К .-26 К,Соь+2.2. И М 1 2.джетЪп8 -7о 1 го д г(6) Изменяют фазу эталонног ческого сигнала путем измен дывания модели Уч; и опред мум сигнала среднеквадрати ности, который достигается гармони- ения эапаэеляют миничной разпри условии о"с(7) пределить фа-при котором зности буИз условия (7) можно озу гармонического сигнала,сигнал среднеквадратичной радет минимален(9)кого сигнапри которомэностяени наблюИзменяют фазу ла и заполняют ее 45 . сигнал среднейвад достигает минимум дения Т Угармониче значение,ратичной раа при врем и 1 2выражений ) и (10) опрку частот рм оническогоодели),Процесс поиска фазы объекта иготц возмущающего сигнала для офпродолжается до техпор, пока иенет равенство фаз при двух време 035 ЭИз (9поправ ы гадпя м2( Ч сигнала(1 часъект остиг а наблюдения. Как видно из (8) ошибка определения сдвига фаз объекта на частоте М 1не зависит от параметров модели иобъекта, а зависит только от ВЮи Т.Величина ьМ 1 априори неизвестна,но в процессе определения фазовых характеристик имеется возможность 35изменить интервал времени наблюдения,Изменяют фазу гармонического сигнала и запоминают ее значение, при котором сигнал среднеквадратичной разностидостигает минимума при времени наблкь Оденни ТФормула изобретенияСпособ определения фазочастотиых характеристик линейных объектов, заключающийся в сравнении выходных сигналов модели и объекта н минимизации среднеквадратичной разности путем .настройки параметров модели, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности способа, формируют перноцический возму/щающий сигнал фиксированной частотыЮ для объекта и эталонный гармонический сягнал для моцели, изменяют фазу эталонного гармонического, сигнала для двух различных интервалов времени до мо 35 мента достижения минимума среднеквадратичной разности выходных сигналов объек 4 6та и модели, запоминают значения фазы гармонического сигнала н корректируют частоту гармонического сигнала до момента равенства запомненных значений фаз.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Вавилов А. А, и др, Экспериментальное определение частотных характеристик автоматических еистем Я. Л., Госэнергоизцат, 1963, с, 101-107.2, Блекцхол Е, н др., Определение динамических характерястик систем прн помощи самонастраивающихся моделей.Труды П Конгресса ИФАК, М., "Наука, 1865.Составитель Г, РоманенкоРецактор И, Марховская Техред 3. Фанта Корректор Л. НеболаЗаказ 561645 Тираж 1033 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская.иаб., д. 475 Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4