Устройство для определения параметров динамических звеньев систем автоматического регулирования

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Совз СоветскикСоциалистическихРеспублик и 11004981(22) Заявлено 24.07. 81 (21) 3321327/18-24с присоединением заявки Но -(23) Приоритет -Опубликовано 1503,83,Бюллетень Мо 10Дата опубликования описания 15,03. 83 И) М. Кп.з С 05 В 23/02 Государственный комнтет СССРпо делам нзобретеннй н открытнй.С. П. Орловй.Ь1 3:Куйбыаевский ордена Трудового Красного 1 намеви,.политехнический институт им. В, В. Куйбйаева- Ъь(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВДИНАМИЧЕСКИХ ЗВЕНЬЕВ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГОРЕГУЛИРОВАНИЯ 1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для идентификации звеньев систем автоматического регулирования. По основному авт, св, Р 499557 известно устройство, содержащее источник входного сигнала, связанный с входами динамического звена и преобразователя входного сигнала, соединенные последовательно первый блок вычитания, первый ключ и первый интегратор, включенные последовательно второй ключ и второй интегратор, третий ключ и блок управления, соответствующие выходы которого соединены с управляющими входами источника входного сигнала и ключей, второй. блок вычитания включен между выходом первого интегратора и входом второго ключа, третий блок вычитания - между выходом второго интегратора и входом третьего ключа, три цифровых делителя напряжения, причем вход первого из них связан с выходом преобразователя входного сигнала, а выход - с вычитающим входом первого блока вычитания, входы второго и третьего цифровых делителей напряжения соединены с выходом преобразователя выходного сигнала,а их входы - соответственно с вычитающими входами второго и.третьегоблоков вычитания, блок управляющихимпульсов, коммутатор и три реверсивных счетчика, входы которых подключены к соответствующим выходам коммутатора, а выходы соединены с управляющими входами цифровых делителейнапряжения, входы блока управляющихимпульсов связаны со вторыми выходамн всех ключей, а его выходы - с одним входом коммутатора, с другимвходом которогосоединен выход бло ка управления 1).Однако в известном устройствестатический коэФФициент передачизвена ойределяется в одной точке ха рактеристики, т.е. при одном фиксированном значении входного сигнала, ив результате при идентификации звеньев с нелинейной статической характеристикой возникает значительная погрешность в определении всех параметров.Цель изобретения - повышение точности устройства.Цель достигается тем, что в устройство для определения параметровдинамических звеньев систем автоматического регулирования дополнительно введены последовательно соединенные аналогоцифровой преобразователь, блок памяти, элемент ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу первого цифрового делителя напряже ния, а второй вход - к выходу первого .реверсивного счетчика и к второму входу блока памяти, третий вход которого соединен с третьим выходом блока управления и с установочным О входом первого реверсивного счетчика, причем вход аналогоцифрового преобразователя подключен к выходу преобразователя входного сигнала,На чертеже приведена функциональ ная схема предложенного устройства.Устройство включает источник 1 входного сигнала, динамическое звено 2, преобразователь 3 входного сигнала, преобразователь 4 выходного сигнала, первый цифровой делитель 5 напряжения, второй цифровой делитель б напряжения, третий делитель 7 напряжения, первый блок 8 вычитания, второй блок 9 вычитания, первый ключ 25 10, второй ключ 11, первый интегратор 12, второй интегратор 13, блок 14 управляющих импульсов, третий блок 15 вычитания, третий ключ 16, коммутатор 17, первый реверсивный счетчик 18, второй реверсивный счетчик 19, третий реверсивный счетчик 20, аналогоцифровой преобразователь 21, блок 22 памяти, элемент ИЛИ 23, блок 24 управления.Устройство работает следующим образом,Динамическое звено 2 описывается дифференциальным уравнением второго порядкаа ун + а у + у М(х)х, где х и у. - входной и выходной сигналы динамического звена,ар, а - постоянные параметры,подлежащие определению; М(х) - нелинейная статическаяхарактеристика динамического звена.Преобразователи 3 и 4 входного и выходного сигналов преобразуют сигналы х и у в напряжения0:ах, 0аю " бьгде щ и в - коэффициенты преобра 2зования.В первом .такте производится кусочно-линейная аппроксимация нели О нейной характеристики М(х), Для этого блок 24 управления вырабатывает сигнал, запускающий источник 1 входного сигнала, а также с помощью ключа 10 переключает выход блоха 8 вы- Я читания на вход блока 14 управляющихимпульсов,Источник 1 входного сигнала вырабатывает сигнал х, например, ступен.чатой Формы с такими интервалами,что переходный процесс в звене 2 успевает закончиться,Блок 14 усиливает сигнал рассогласования и в зависимости от его зна,фа выдает импульсы по одному иэ выходов, которые в первом такте черезкоммутатор 17 подключены к управляющим входам реверсивного счетчика 18,Счетчик 18 управляет коэффициентомпередачи цифрового делителя 5 напряжения, В результате во время постоянства сигнала х- выполняется равенствогде с. - .время достижения установившегося значения выходным сигналом при х х.щ сопяй(1 - количество точек аппроксимацииК .(х ) - коэффициент передачи цифрового делителя 5 напряжения в момент времени , определяемый выражениемК = С йм 1 1 Йгде С - постоянный коэффициент;И,1 - цифровой код в реверсивномсчетчике 18 в момент времени сВ момент времени с цифровой код в счетчике 18 пропорционален значению нелинейной статической характеристики звена 2 при хх(х ) = фОдновременно аналогоцифровой преобразователь 21 преобразует сигнал х в цифровой код, который поступает на адресный вход блока 22 памяти. В это же время сигнал от блока 24 управления разрешает запись по данному адресу в блок 22 содержимого счетчика 18 Таким образом, после первого такта в блоке 22 памяти по соответствующим значениям х адресам записан массив значений М(х ), аппроксимирующих нелинейную статическую характеристику динамического звена 2.Бо втором такте блок 24 управления перевсдит блок 22 памяти в режим считывания и по установочному входу сбрасывает реверсивный счетчик 18 импульсов в нулевое состояние. Одновременно вырабатывается входной сигнал, выход блока .8 через ключ 10 подключается к выходу интегратора 12, а выход блока 9 через ключ 11 соединяет30Цепь управления коэффициентом передачи К цифрового делителя 6 напряжения отраба ывает равенствоО(с) = К О , (1)Из (1) следуетаСаТ Мьгде С - постоянный коэффициент;М - код в счетчике 19;40Т - постоянная времени интегРатора 12,В третьем такте блок 24 управленйя переключает выход блока 9 через ключ 11 на вход интегратора 13, а 45 выход блока 15 через ключ 16 соединяется с входом блока 14, выход которого коммутируется на вход реверсивного счетчика 20 через коммутатор 17. Реверсивный счетчик 19 находит ся в режиме хранения кода, реверсивный счетчик 18 находится в нулевом состоянии, а цифровым делителем 5 напряжения управляет блок 22 памяти.Управление коэффициентом передачи Кз цифрового делителя 7 напряже 35 ся с выходом блока 14 управляющих импульсов, выходы которого переключаются на входы реверсивного счетчика 19 через коммутатор 17,При этом Форма входного сигнала х можетбыть произвольной с условием, 5 что через время сЪ с выходной сигнал у примет установившееся значение. При изменении входного сигнала х аналогоцифровой преобразователь 21 рырабатывает адресные коды, по кото рымиз блока 22 памяти считываются коды, соответствующие 1 с(х; ), которые через логическую схему ЙЛИ 23 поступают в цифровой делитель 5 напряжения. 5Таким образом, моделируется нелинейная характеристика М(х) динами:ческого звена 2, интегратор 12 интегрирует разность сигналов щ к(х)х -в у, а вго выходное напряжения равно 201О - - (в (х)х - щ,у)ас4 Т 4Фф(е у + а у ).+=о +О25Через время с ъ,си производная у Оои при у(0)=у(0) 0 .имеем ния йроисходит до выполнения равенстваО, (с) - К О (С),где О - выходное напряжение интегралтора 13.Следовательно,Эа С Т Т МЭо з 1 гэгде С - постоянный коэфФициент;ЪТ - постоянная времени интегратора 13;Мз - код в счетчике 20,Таким образом, после трех тактовпараметры ар и а линейной части передаточной функции динамическогозвена 2 определяются цифровыми кодами М и М в соответствующих реверсивных счетчиках, Параметры 1 сх; )аппроксимации нелинейной статической характеристики определяются цифровыми кодами М (. =. 1,1) в блоке 22 пам ти.Таким образом, предложенное устройство позволяет учесть нелинейность статической хараКтеристики динамического звена и эа счет этогоповысить точность определения всехего параметров.Формула изобретенияУстройство для определения параметров динамических звеньев систем автоматического регулирования по авт. св. Р 499557, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыаения точности, оно содержит последовательносоединенные аналогоцифровой преобразователь, блок памяти, элемент ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу первого цифро 1 вого делителя напряжения, а второй вход - к выходу первого реверсивного счетчика и к второму входу блока памяти, третий вход которого соединен с третьим выходом блока управления и с ус гановочным входом первого реверсивного счетчика, причем вход аналогоцифрового преобразователя подключен к выходу преобразователя входного сигнала.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Р 499557, кл, С 05 В 23/02, 1976 (прототип).1004981 Составитель В. Кузинемеш ТехрЕд А.Вабинец Корректо Редактор гар иал ППП "Пате л. Проектная,.4 Заказ 1896/61 Тираж 872 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж., РаушПодписноомитета СССРоткрытийкая наб , д 4/5