Устройство для определения ампли-тудно-частотных характеристик линей-ных систем регулирования

Сфез Севетсмик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЗЬСТВУ1830318 а(22) Заявлено 03,05.79 (21) 2759956/18-24с присоединением заявки йо(23) ПриоритетОпубликовано 150581, Бюллетень Йо 18Дата опубликования описания 150581 6 05 В 23/02 Государственный коинтет СССР во ямам нзобретеннй н открмтня(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ 2 5 Цель изобретения - упрощение устройства при одновременном расшйрении его функциональных возможностей, заключающееся в том, что одновременно при определении АЧХ определяется1 О логарифмическая частотная характеристика. Недостатком этого устройства является сложность технической реализации и невозможность нейосредственно получать логарифмическую частотную 20 характеристику.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения частотных характеристик линейных систем регули рования, которое содержит последовательно соединенные блок сравнения, первый усилитель, первый блок регистрации, а также второй усилитель, подключенный к выходу блока сравнения 2,30 Изобретение относится к теории автоматического регулирования и может применяться для определения амп- литудно-частотных характеристик (АЧХ) систем автоматического управления. Известно устройство для измерения амплитудных и фазовых частотных характеристик, содержащее последовательно соединенные генератор синуооидальных сигналов, фазорегулятор, канал измерения амплитуды, сумматор и канал измерения фазы 11). Недостатком данного устройстваявляется сложность изготовления. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные генератор колебаний со случайно меняющейся амплитудой, первый датчик параметра, а также последовательно соединенные второй датчик параметра, инвертор и, кроме того, последовательно соециненные блок возведения в степень и второй блок регистрации, причем выход первого датчика подключен к первому входу блока сравнения, выход инвертора подключен ко второму входу блока сравнения, а выход второго усилителя подкюпочеи ко входу блока возведения в степень.Для этого используют закон изменения энтропии сигнала при прохожде 830318нии последнего через линейное звено,в соответствии с которым)8 ьх =Ив- Е С Юв; ) 33Н=Нвх Нвых Я Ес А (Щ), 11) где А(а) = 1 Р Ц И АЧХ линейной системы, Нвх и Ивах. - энтропия сигнала на входе и выхоце системы соответственно, Иц.) - передаточная функция системы, а 1:1 ,и) - спектр частот сигнала.Из (1), при условии, что сигнал имеет только однусоставляющую спектра, получаем219 АД Д(й): О где дп - изменение энтропии сигналас одной составляющей Я. 20Таким образом, подавая на вход линейной системы гармонический сигнал с амплитудой, изменяющейся по слуслучайному закону, и изменяя разность энтропии этого сигнала на входе и выходе системы, мы определяем тем самым логарифмическую частотную характеристику 2), так какЬ(Я)=20.19 А(й) ( )6 Ь = 2 19 А(Я), ЗО отсюда 1%)= 10 гЬ,Находя величину, обратную логарифму, получаем сигнал, пропорциональный АЧХ системы35- Д(й) =10ДЪТаким образом, измеряя всего один параметр, энтропию сигнала можноопределить как А(1) так и (,(Я.)На чертеже представлена блок-схе О ма предлагаемого устройства.Устройство содержит контролируемую линейную систему 1, генератор 2 колебаний со случайно изменяющейся амплитудой, первый датчик 3 параметра энтропии, второй датчик 4 параметра энтропии, инвертор 5, блок б суммирования, первый блок 7 регистрации, второй блок 8 усиления, блок 9 возведения в степень, второй блок 10 5 О регистрации, первый блок 11 усиленияУстройство работает следующим образом.Сигнал от генератора 2 колебаний со случайно изменяющейся амплитудой поступает на входы контролируемой линейной системы 1 и первого датчика 3. Сигнал о выходе системы поступает на вход второго датчика 4. Сигнал, пропорциональный значению энтропии, поступает с выхода первого 3 и второ го 4 датчиков (через инвертор 5) на вход блока б суммирования.,С выхода блока б суммирования поступает сигнал, пропорциональный величине Ь 6 изменению энтропии сигнала, проходя щего через линейную систему и равнойвеличине 219 А(Й). Этот сигнал поступает на входы первого 11 и второго 8усилителей, где получаются сигналы.соответственно .пропорциональные10 ЬЬ: Ь(Я.) и - = 19 А(Я.), гдеДЬ1 (Й) и А(Я.) - логарифмическая и АЧХсистемы, Сигнал, пропорциональный(,(Я.), с выхода второго усилителя поступает на первый блок 7 регистрацииа сигнал, пропорциональный А(й)=(ос выхода второго усилителя 8, поступает на вход блока 9 возведения встепень, с выхода которого поступаетсигнал, пропорциональный АЧХ системы.Этот сигнал поступает на второйблок 10 регистрации. Изменяя значениечастоты (Я,.) сигнала со случайно изменяющейся амплитудой с выхода генератора колебаний 2, мы на блоках регистрации 7 и 10 получаем необходимыеамплитудно-частотную и логарифмическую характеристики системы.Изобретение позволяет существенноупрсстить устройство для определенияАЧХ линейных систем регулированияи одновременно получить логарифмическую частотную характеристику. Кроме того, устройство может быть использовано и для контроля исправнос-,ти линейных систем, так как при заданной частоте Я. величина дЬ зависит только от параметров системы АЧХ.Если параметры изменяются (система выходит из строя), то изменяетсясоответственно и величина ЬЬ, а следовательно и АЧХ системы. Если жесистема исправна, то величина изменения энтропии и ЛЧХ остается постоянной, Изобретение позволяет упростить устройство, так как отпадаетнеобходимость в сложных преобразованиях сигнала в контролирующей аппаратуре,Формула изобретенияУстройство для определения амплитудно-частотных характеристик линейных систем регулирования, содержащее последовательно соединенные блок сравнения, первый усилитель, первый блок регистрации, а также второй усилитель, подключенный к выходу блока сравнения, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены последовательно соединенные генератор колебаний сс случайно меняющейся амплитудой, первый датчик параметра, последовательно соединен" ные второй датчик параметра, инвертор и последовательно соединенные блок возведения в степень и второй блок регистрации, причем выход первого датчика параметра подключен к первому входу блока сравнения, ко830318 второму входу которого подключен выход инвертора, а выход второго усилителя подключен ко входу блока возведения в степень.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Составитель Г.Нефедоваедактор Н.Погориляк Техред Н. Граб . Корректор А.Гриценко Тираж 940 ударственного комитета СС изобретений и открытий Ж, Раушская наб., д. ефписно Филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 3789/86 ВНИИПИ Го по дела 113035, Москв1. Авторское свидетельство СССР946035, кл. С 05 В 23/02, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР 9648951, кл. 6 05 В 23/02, 1976 (прототип).