Устройство для измерения частотныххарактеристик

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в 809070 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М. Клб 05 В 23/02 Гееудлрстаеиимй кюмитет СССР ао делам изейретеиий и аткрмтийОпубликовано 28.02.81. Бюллетень8Дата опубликования описания 10.03.81 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИКакже устроиство ых характеристи одержащее линей оторых соединены оды - с блоками игармонических ко входу объекта ми такого устрой ная чувствительн для опредек объектов ные вибрас выходом индикации; колебаний, 13 .ства я ость ли Известно т ления частотн управления, с торы, входы к,о объекта, а вых генератор пол подключенный Недостатка ются повышенвля- нейИзобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и предназначено для экспериментального исследования динамических характеристик систем автоматического управления (САУ).Известен анализатор спектра, основанный на вычислейии ряда Фурье и содержащий генератор гармонических колебаний ортогональных функций (синусоидальных и косинусоидальных колебаний), блоки умножения, интеграторы и регистраторы, При определении амплитудно-фаЗовых характеристик этим анализатором система выводится на режим вынужденных колебаний, выходной сигнал системы умножается на синусоидальные и косинусоидальные колебания, а затем полученное произведение интегрируется на периоде, На выходах интеграторов получаются значения вещественной и мнимой составляющих амплитудно-фазовой характеристики 1 .Недостатками этого устройства являются длительность определения амплитуднофазовых характеристик, так как. их точки определяются путем последовательной подачи на вход системы ряда частот, и сложность в реализации блоков умножения. Известно устройство для определения частотных характеристик функционирующих объектов автоматизации, содержащее две группы цифровых гармонических анализаторов, многокальный блок сравнения с двумя группами входов. В процессе эксплуатации цифровые гармонические анализаторы выделяют скрытые периодичности, а затем определяют амплидутно-фазовую характеристику 2.Недостатки устройства заключаются в 10 сложности реализации линейных вибраторов и сложности устройств для обработки выходных сигналов линейных вибраторов,повышенной чувствительности линейных вибраторов к действию помех и большом количестве преобразователей аналог-код.15809070 зных вибраторов к действию помех и сложность в аппаратурной реализации, связанная со сложностью реализации линейных вибраторов и относительно большим количеством преобразователей аналог-код.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения частотных характеристик, содержащее формирователи программных импульсов, блок логического сложения и последовательно соединенные генератор частоты, генератор полигармонического сигнала, один выход которого 1 О соединен с управляющим входом ключа, другой выход - со входом исследуемого объекта, выход которого соединен со входами блока выделения знака и преобразователя аналог-код, выход которого соединен с сигнальным входом ключа, выход которого связан15 со счетными входами реверсивных счетчиков, выходы которых связаны со входами соответствующих блоков регистрации, а управляющие входы подключены к выходам соот 20 25 между собой в соотношении 1,2,4,8, т.е. гармоники с частотами 2 (где и =О, 1, 2, 3,), что сужает возможности прибора при точных измерениях частотных характеристик объектов САУ.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что выход генератора частоты подключен ко входам формирователей программных импульсов, выходы которых подключены к соответст- З 5 вующим входам блока логического сложения и вторым входам соответствующих логических блоков, а выход блока логического сложения подключен к управляющему входу преобразователя аналог-код. 40 ветствующих логических блоков, первые входы которых соединены с выходом, блока выделения знака 4. Однако в полигармоническом сигнале, подаваемом на вход исследуемой системы, могут содержаться гармоники, находящиеся На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит генератор частоты 1, генератор полигармонического сигнала 2, исследуемый объект 3, блок выделения знака 4, преобразователь аналог-код 5, ключ 6, формирователи программных импульсов 7 и 8, состоящие из делителей частоты 9 и регистров сдвига 1 О, блок логического сложения 11, логические блоки 12 и 13, реверсивные счетчики 14 и 15 и блоки регистраторов 16 и 17.Генератор полигармонического сигнала 2 можно выполнить, используя метод разложения Фурье по системе ортонормированных функций, например функций Уолша. В качестве блока выделения Знака 4 можно использовать нуль-орган. Все остальные элементы относятся к стандартным элементам измерительной техники,45 56 55 4Устройство работает следующим образом,С генератора частоты 1 импульсы поступают на генератор полигармонического сигнала 2 и входы формирователей программных импульсов 7 и 8. В генераторе 2 формируется полигармонический сигнал, который затем подается на вход исследуемого объекта 3 и выводит последний в режим вынужденных колебаний, где определяется знак выходного сигнала исследуемой системы блоком выделения знака 4. Сигнал с него поступает на один из входов логических блоков 12 и 13. На выходах формирователей программных импульсов 7 и 8 в моменты времени, определяемые выражениямиХд .,(вью( , ),Е (-0 Хьых( . 1), (2)где Х, - выходные сигналы на выходахформирователей;Т - период низшей частоты;) - натуральный ряд чисел, суммиро-,вание по которым охватывает интервал реализации,появляются импульсы, которые поступают на входы блока логического сложения 11 и на соответствующие входы логических блоков 12 и 13. Сигнал с выхода блока логического сложения 11 управляет преобразователем аналог-код 5, выход которого через ключ 6 подключен ко входам блоков реверсивных счетчиков 14 и 15. Ключом 6 по сигналу из генератора полигар мои ического сигнала 2 задается время измерения, равное периоду низшей гармоники (или кратное ей в случае статической отработки сигнала), в течение которого сигнал с выхода преобразователя аналог-код 5 поступает через открытый ключ 6 на блоки реверсивных счетчиков 14 и 15, Направление счета каждым из реверсивных счетчиков определяется соответствующим логическим блоком 12 и 13. В зависимости от знака сигнала на выходе логических блоков 12 и 13 выходной сигнал преобразователя аналог-код 5 вводится в счетчики со знаком плюс или минус, причем знак плюс соответствует одинаковым знакам сигналов, подаваемым на входы логических блоков 12 и 13, а знак минус - сигналам с разными знаками, подаваемым на входы тех же счетчиков,После окончания процесса измерения блока регистраторов 16 и 17, которые подключены к выходам счетчиков 14 и 15, будут известны значения мнимой и действительной составляюших амплитудно-фазовой характеристики исследуемой системы.Предлагаемое устройство имеет широкие функциональные возможности при определении амплитудно-фазовых характеристик,так как позволяет одновременно, на том же частотном диапазоне, определить большее количество точек,Составитель В. ВасильевТехред А. Бойкас Корректор Г. Решетник Тираж 951 Подписное едактор Н. Безродная аказ 10878/53 ВНИИПИ Го по дела 13035, Москв Филиал ППП Паого комитета СС ний и открытий Раушская наб д жгород, ул. Проек сударствен м изобрет а, Ж - 35, тент, г. 4/5 ная Устройство для измерения частотных характеристик, содержащее формирователи программных импульсов, блок логического сложения и последовательно соединенные генератор частоты, генератор полигармонического сигнала, один выход которого соединен с управляющим входом ключа, другой выход,-со входом исследуемого объекта, выход которого соединен со входом блока выделения знака и со входом преобразователя аналог-код, выход которого соединен с сигнальным входом ключа, выход которого связан со счетными входами реверсивных счетчиков, выходы которых связаны со входами соответствующих блоков регистрации, а управляющие входы - с выходами соответствующих логических блоков, первые входы которых соединены с выходом блока выделения знака, отличающееся тем, что с це 6лью повышения точности и быстродействияустройства, выход генератора частоты подключен ко входам формирователей программных импульсов, выходы которых подключены к соответствующим входам блока логи-,ческого сложения и вторым входам соответст -вующих:логических блоков, а выход блокалогического сложения подключен к управляющему входу преобразователя аналог-кодИсточники информации,принятые во внимание при экспертизеО 1. Ордынцев В. М. Автоматизация математического описания объектов управления. М Машиностроение, 1969, с. 141 -143.2, Авторское свидетельство СССР15199229, кл. б 05 В 23/02, 1966.3. Авторское свидетельство СССР307390, кл. б 05 В 23/02, 1971.4. Авторское свидетельство по заявке2454270/18 - 24, кл. б 05 В 23/02; 1976.