Устройство для определения параметров линейных динамических объектов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфеэ Советских Социвлистическик Республик(23) ПриоритетОпубликоваио 230981, Бюллетень М 35 ГосудвретвекныЯ иомяте СССР оо делам язобретениЯ я открытяЯ(088.8) ата опубликования описания 230981) Автор".эобретеии В Яценк евский ордена Ленина политехнический иыауйтут50-летия Великой Октябрьской социалистической-рееолрЯи 7 Ф) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЬРЬИЕТР ЛИНЕЙНЫХ ДИНЬИИЧЕСКИХ ОБЬЕКТОВ тро игна точно ст объекта лов объ нижени с в 20 Изобретение относится к технической кибернетике и может быть применено в автоматизированных системах обработки результатов эксперимента для идентификации параметров динамических объектов.. Известны устройства для определения параметров объектов, содержащее генератор тестовых сигналов, суммирующие элементы, блоки сравнения И и 23 .Недостатком этих устройств для оп.ределения параметров объектов является их низкая помехоустойчивость иточностьНаибол з близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее усилители с подстраиваемыми коэффициентами по числу определяемых параметров,подключенные своими параметрическими входами к выходу блока настройки параметров, а выходами - ко входам суммирую. щего блока, выход которого подключен ко входу первого блока сравнения,который своим выходом подключен ко вхо" ду блока настройки параметров Щ .Недостатком известного устройства является. наличие дифференциальных . устройств, что приводит к снижению и получаемых оценок параме впри измерении выходных секта с помехами, а .также кю помехозащищенности устройста.Цель изобретения- повышение точности оценок определяемых параметровобъекта и повышение помехозащищенности работы устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены генераторсинусоидальных и генератор косинусоидальных колебаний переменной частоты, синхронизатор, два коммутатора, 5 блоки умноженияинтеграторы,множительно-интегрирующий блок, вход и выходы объекта соединены со входамиусилителей с подстраиваемыми коэффи"циентами через последовательно соединенные,блоки умножения и интеграторы,вход синхронизатора подключен ко входу объекта, а выход подключен к генераторам синусоидальных и косинусоидальных колебаний, причем вхо ды генераторов подключены ко вхо"дам блоков умножения, входы перво,го коммутатора соединены ео входамйинтеграторов, а его выход подключенко входу второго блока сравнения,вхо.0 ды второго коммутатора подключены квыходам объекта, а его выход подклю-чен через соответствующий блок умножения и последовательно соединенныемножительно-интегрирующий блок ковходу второго блока сравнения, выходкоторого подключен ко входу первогоблока сравнения.На чертеже представлена блок-схемапредлагаемого устройства,Устройство содержит синхронизатор1, блоки умножения 2.1-2, М+1, интеграторы 3.1-.3, М+1, усилители с подстраиваемыми коэффициентами 4.1-4.М+1,суммирующий блок 5, первый блок6 сравнения, блок 7 настройки параметров,генератор 8 синусоидальных колебаний, первый коммутатор 9, блок 10уменьшения, множительно-интегрирующийблок 11, второй блок 12 сравнения,генератор 13 косинусоидальных колебаний, второй коммутатор 14 и объект15,Устройство работает следующим образом.Синхронизатор 1 осуществляет запуск генераторов синхронно с подачейна вход объекта тестового сигнала. Вблоке 2.1 умножения происходит умножение входного сигнала на сигнал свыхода генератора 8 синусоидальныхколебаний. Полученный сигнал интегрируется интегратором 31 в пределахот 0 до С(где ь - момент окончанияпереходных процессов) и поступаетна вход усилителя 41Аналогичночерез другие каналы проходят сигналыс выходов объекта. Сигналы с выходовусилителей 4.1-4. М+1 суммируются всуммирующем устройстве 5 и поступаютна вход первого блока б сравнения.Сигнал с одного иэ выходов объекта черезпервый коммутатор 9 цоступает на входблока 10 умножения, где умножается насигнал с выхода генератора косинусоидальных колебаний. Полученный сигналумножается на текущее значение частоты колебаний генераторов в множительно-интегрирующем блоке 11 и во второмблоке 12 сравнения вычитается иэ сигнала с выхода блока умножения. Причемвторой коммутатор 14 подключает в момент времени Е, соответствующий моменту окончания переходных процессовв объекте, ко второму блоку 12 сравнения выход блока умножения, которыйсвоим вход м через первый коммутатор 9подключен к блоку 10 умножения.Выходной сигнал схемы вычитаниясравнивается в первом блок б сравнения с выходным сигналом суммирукщего устройства 5. В первом блоке бсравнения формируется сигнал рассогласования поступающих на его входысигналов, на основании которого вблоке настройки параметров вырабатываются сигналы настройки коэффициентов усиления усилителей 4.1-4.Я+1.Изменяя частоту колебаний генераторовв пределах той частоты полосы пропускания объекта, где спектр помехи неперекрывается спектрами -полезныхсигналов, устройство обеспечивает помехоустойчивую работу устройства. Вотличие от известного предлагаемоеустройство использует для настройкипараметров преобразованные в частотную область входной и выходные сигналы. После окончания процесса наст"ройки М+1 параметров первый коммута"тор 9 подключает свой выход к друго" О му выходу объекта и, соответственно,переключает свой выход второй коммутатор 14, и осуществляется процесснастройки очередных М+1 параметрови т,д. Таким образом, последователь но по М+1 определяются все М х(М+1)параметров.В качестве примера рассмотрим процесс определения параметров линейного объекта, описываемого системой, 2 О состоящей из двух линейных дифференциальных уравнений первого порядка"=",+бр"фКгави"а фй"где у и у - выходные сйгналыобъекта, у = (с);х - входной сигналобъекта, х = Г(1);30 а ,аа ,а- определяемые параметры,Умножим одно из уравнений (1),например, первое на 1(ий 1 в(п вФпроинтегрируем почленно в пределахЗ от 0 до Т , где О - момент подачивходного тестового сигнала, Ф - мо-мент окончания переходных процессовв движении объекта под действиемвходного сигнала и получим40 ццМиЬв ра МЗ:МЫами О рф 0+сщ р пцфф кз цд (2)бАналогичное выражение может быть получено для второго уравнения системы (1). В общем виде формула, испольфэуемая для определения параметровимеет вид. Мфо Ъ Щеаве-в М ааааа=,Ба 5 веМдь3о оь; юцж, (е)где ч 1-М,М - число измеряемых выходов. объекта,Изменяя в в уравнении (3) в пределах полосы пропускания объекта, гдеотношение помеха/полезный сигнал рар;0 но нулю, получим помехозащищенноеустройство, применяя которое удаетсяизбежать дифференцирования в явномвиде измеренных выходных сигналовобъекта, что в свою очередь также по 45 вышает помехозащищенность устройства.866542 формула изобретения 1НИИПИ Заказ 8077/70 тираж 943 Подписнсте филиал ППП "Патентф, г.Ужгорор, Ул.Проектн Кроме того, предлагаемое устройство можно реализовать в виде набора блоков, выполненных на современных унифицированных аналоговых или цифровых элементах, например, на операционных усилителях и множительных звеньях.Устройство, реализованное на автоматизированной системе обработки результатов эксперимента, применяется для оценки аэродинамических коэффициентов летательных аппаратов по результатам натурных испытаний. Разность в оценках, полученных независимо для нескольких. подобных режимов полета не превышала 10, тогда как при оценивании с помощью известного устройства разность в оценках составляла 30-40,Устройство для определения пара" метров линейных динамических объектов, содержащее усилители с подстра.иваемыми коэффициентамй по числу определяемых параметров, подключенные своими параметрическими входами к выходу блока настройки параметров, а выходами - ко входам суммирующего блока, выход которого подключен ко входу первого блока сравнения, который своим выходом подключен ко входу блока насгройки параметров, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьааения точности и помехоустойчивости устройства, оно содержит генератор синусоидальных и генератор косинусоидальных колебаний перймеинойчастоты, синхронизатор, два коммутатора, блок умножения, интеграторы,множительно-интегрирующий блок, причем вход и выходы объекта соединенысо входами усилителей с подстраивас мыми коэффициентами через последовательно соединенные блок умноженияи интеграторы, вход синхронизатораподключен ко входу объекта, а выходподключен к генераторам синусоидальных и косинусоидальных колебаний,причем входы этих генераторов подключены ко входам блоков умножения, входыпервого коммутатора соединены со вхо 15 дами интеграторов, а его выход под"ключен ко входу второго блока сравнения, входы второго коммутатора подключены к выходам объекта, а его выход подключен через соответствующийЩ блок умножения и последовательно соединенные множительно-интегрирующийблок .ко входу второго блока сравне-,ния, выход которого подключен ко входу первого блока сравнения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидЕтельство СССРУ 293232, кл. 6 05 В 23/02, 1972.2. Авторское свидетельство СССР36 В 337739, кл. 6 05 В 23/02, 1974.3. Снешко Ю.И. Исследования в полете устойчивости и управляемости самолета. Определение аэродинамическихмоментов и сил методом подбора. М.,35 фйашиностроение", 1971 (прототип).