Устройство для определения частотных характеристик систем автоматического регулирования

:-т;1 П ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнх Социалистических Республик(22) Заявлено 09.0179 (21) 2711219(18-24с присоединением заявки Йо(51)М, Кл.05 В 23/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опублмковання описанкя ЗОЛ 3,80(72) Авторы изобретения В. Л, Соседка, М, А. Алексеев, О. В. Бугрим и Л. Ф. Коломойцева Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Артема(71) Заявитель 54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования и предназначено для экспериментального исследования динамических характеристик линейных систем ав томатического управления.Из вест но устройство, содержащее две группы цифровых гармонических анализаторов, многоканальное устройство сравнения с двумя группами вхо дов. В процессе эксплуатации цифровые гармонические анализаторы выделяют скрытые периодичности, а затем определяют амплитудную фазовую характеристику 11 . 35 К недостаткам этого устройства относятся сложность реализации линейных вибраторов и сложность устройств для обработки выходных сигна лов линейных внбраторовф повышенная чувствительность линейных вибраторов к действию помех, большое количество преобразователей аналог-код.Известно устройство для определе ния частотных характеристик объектов управления, содержащее п линейных вибраторов, входы которых соединены с выходом объектов, а выходы - с .блоком индикации. Оно содержит также ге" 30 2нератор полигармонических колебаний, подключенный ко входу объекта 2 .Однако это устройство имеет недостатки: повышенную чувствительность линейных вибраторов к действию помех, сложность в аппаратурной реализации, связанную со сложностью реализации линейных вибраторов к относительно большим количествам преобразователейаналог-код.Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения частотных характеристик автоматических систем, содержащее генератор синусоидальных и косинусоидальных сигналов, выходы которого соединены с блоками управления. Эти блоки перемножают гармонический сигнал с выходным сигналом исследуемой системы, а затем полученное произведение интегрируется, Кроме того, это устройство содержит дифференцирующий блок, соединенный с выходом системы, блок. записи и.миО" гократного считывания ,3.У этого устройства низкая точность определения амплитудно-Фазовых :,характеристик систем регулирования, так как при дифференцировании переходной Функции возрастает спектраль-. ная плотность мощности прожшленных.помех, которая будет искажать обработки.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены последовательно соединенные интегратор и масштабный блок, выход которого подключен к первым входам вторых групп блоков умножения, ко вторым входам которых подсоединены соответствующие выходы двух групп интеграторов, а ихвыходы подключены ко входам регистрирующих блоков, вход интеграторасоединен с выходом исследуемой систеНа чертеже представлена блок-схе-: 15ма устройства с исследуемой системой,Она содержат генератор 1 импульсов, подключенный к входу исследуемойсистемы 2, интегратор 3, масштабныйблок 4, генератор 5 синусоидальных щои косинусоидальных сигналов, первыегруппы блоков 6 и 7 умножения и двегруппы интеграторов 8, 9, вторые группы блоков 10, 11 умножения, ре гистрирующие блоки 12, 13,Реализация данного устройства основана на том положении, что коэффициент усилния системы равен площади подкривой выходного сигнала, когда навход системы подается Ф -Функция.Этоможно показать, если проинтегрироватьвыражение(1) при Ф= О, Имея коэффициент передачи системы на постоянном токе и определяя площадь над кривой переходного процесса, можно осуществить масштабирование, что позволит по выражению (1) определить частотные характеристики системы при кратковременных воздействиях,Устройство работает следующим образом.На вход исследуемой системы 2 подают постоянный сигнал и определяют коэффициент передачи исследуемой системы. Затем от генератора 1 импульсов поступает серия импульсов.Частота импульсов выбирается такой, чтобы к моменту поступления следующего импульса переходной процесс в исследуемой системе закончился, т,е. реакции исследуемой системы от действия импульсов не накладывались. Это позволит статистически обработать выходной сигнал и определить частотную характеристику от действия серии импульсов.Далее выходной сигнал исследуемой системы 2 перемножается с выходными сигналами генератора 5 в блоках б и 7 40 умножения. С выходов блоков умножения сигналы поступают на интеграторы 8, 9. На выходе интеграторов 8 сигналы пропорциональны коэффициентам разложения выходного сигнала по синусоидаль ным Функциям, а на выходе интегратора 9 - по косинусоидальным Функциям,Однако следует учитывать, что произошел гармонический анализ некоторойреакции системы автоматического регулирования, которая не равна истиннойреакции (за истинную принимается реакция на (Р -функцию), а только ей подобна. Для того, чтобы из подобнойреакции получить истинную последнююследует умножить на коэффициент, который определен в масштабном блоке 4и выставляется сомножителем в блоках10, 11 умножения, а на.их выходахсигналы равны собственно коэффициентам разложения реакции исследуемойсистемы по синусоидальным и косинусоидальным функциям. Далее этот сигналподается на регулирующие блоки 12,13.Применение указанного устройствапозволяет ускорить процесс измерения частотных характеристик систем автоматического регулирования и определять частотные характеристики систем при кратковременных воздействиях (приложение кратковременной нагрузки, изменение управляющего воздействия и т.д,) непосредственно в промышленных условиях, таккак всегда можно выбрать воздействия,которые не будут влиять на ход технологического процесса,Формула изобретенияУстройство для определения частотных характеристик систем автоматического регулирования, содержащее генератор импульсов, подключенный ковход исследуемой системы, генераторсинусоидальных и косинусоидальныхсигналов, вЫходы которого подсоединены к первым входам первых двух группблоков умножения, выходы которых подсоединены к выходам двух групп интеграторов, две группы регистрирующихблоков, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены последовательно соединенные интегратор имасштабный блок, выход которого подключен к первым входам вторых группблоков умножения, ко вторым входамкоторых подключены соответствующиевыходы двух групп интеграторов, выходы которых подключены ко входамрегистрирующих блоков, а вход интегратора подключен к выходу исследуемойсистемы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 199229, кл, Я 05 В 23/02, 1966.2. Авторское свидетельство СССР9307390, кл, Ц 05 В 23/02, 1970.3. Авторское свидетельство СССР9375626, кл. ( 05 В 23/02, 1973 (прототип),/5 ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Фил каз 8547/50 Тираж 956 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушми от ка Под пта СССРытийнаб., д. 4