Устройство для измерения динамических характеристик объекта регулирования

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Я 01177798 4 С 05 В 23/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СТВУ АВТОРСКОМУ СВИ 3, сухо,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ 1 ТИЙ(71) Уфимский ордена Ленинаавиаонный институт им.С.Орджоникидзе(56) Теория автоматического упра ления, ч.П. Под ред.А.В.Нетушила М.Высшая школа, 1983, с.432.. Авторское свидетельство СССР У 1043600, кл. С 05 В 23/02, 198 Справочник по аналоговой вычи лительной технике, Под ред.Г.Е.П ва, - Киев: Техника, 1975. с.219 Смолов В,Б,Аналоговые вычисли ные машины-, - М.: Высшая школа, 1 с,182-183.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЪЕКТАРЕГУЛИРОВАНИЯ .по авт.св. В 1043600,о т л и ч а ю щ е е с ч тем, что,с целью повышения точности измерения, оно содержит последовательно соединенные второй усилитель спеременным коэффициентом усиления, второйблок умножения, второй сумматор иуправляемый аналоговый блок памяти,вход второго усилителя с переменным коэффициентом усиления подключенк выходу управляемого аналоговогоделителя, второй вход второго блокаумножения подключен к выходу электромеханического датчика, второй входвторого сумматора подключен к выходу первого управляемого интегратора,а управляющий вход управляемого аналогового блока памяти подключен к выходу формирователя временного интервала.Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и к автоматическому управлению и может быть использовано для снятия динамических характеристик нестационарного объема 5 регулирования, например газотурбин - ного двигателя.Целью изобретения является повышение точности измерения динамических характеристик исследуемого объекта регулирования,в частности характеристик изображения импульсной переходной функции объекта по Меллину.На чертеже показана функциональная схема устройства. 5Устройство содержит генератор 1 эталонного изменения управляющего воздействие, вторую линию 2 задержкии генератор 3 линейно изменяющегося напряжения, входы которых подключены 20 к выходу генератора 1 эталонного изменения управляющего воздействия, управляемый аналоговый делитель .4, к первому сигнальному входу которого подключен генератор 3, а к второму - 25 выход второго управляемого интегратора 5, с выходом управляемого аналогового делителя соединены вход первого усилителя 6 с переменным коэффициентом усиления и первый вход ЗО инвертирующего сумматора 7, при этом выход первого усилителя 6 с пе- ременным коэффициентом усиления соединен с вторым входом инвертирующего сумматора 7, аналоговый умножитель 8 к первому входу которого подключен выход второго управляемого интегратора 5, а к второму - выход электро- механического датчика 9, управляющие входы управляемого аналогового дели О теля 4 и второго управляемого интегратора 5 прдключены к выходу второй линии.2 задержки, первый управляемый ингегратор 10, сигнальный вход которого соединен с выходом аналогового умножителя 8, управляющий - с выходом Формирователя 11 временного интервала, первую линию 12 задержки, включенную между второй линией 2 задержки и формирователем 11, оИсследуемый объект 13 включен между второй линией 2 задержки и электромеханическим датчиком 9, а также последовательно соединенные второй усилитель 14 с переменным 55 коэффициентом усиления, второй блок15 умножения, второй сумматор 16, управляемыи аналоговый блок 17 памяти, причем вход второго усилителя 14 с переменным коэффициентом усиле. ния подключен к выходу управляемого делителя 4, второй вход второго блока 15 умножения подключен к выходу электромеханического датчика 9, второй вход второго сумматора 16 подключен к выходу первого управляемого интегратора 10, а управляющий вход управляемого аналогового блока 17 памяти подключен к выходу формирователя 11 временного интервала.Устройство работает следующим образом.Генератор 1 эталонного изменения управляющего воздействия вырабатывает сигнал, который поступает на второй вход линии 2 задержки и через время задержки , определяемое второй линией 2 задержки, на вход исследуемого объекта 13.Электромеханический датчик 9 измеряет реакцию объекта 13 на этот сигнал. Выходной сигнал генератора 1 эталонного изменения управляющего воздействия также запускает генератор З,на выходе которого формируется линейно изменяющееся во времени С напряжение, поступающее на первый сигнальный вход управляемого аналогового делителя 4. На второй сигнальный. вход управляемого аналогового делителя поступает сигнал у с выхода второго управляемого интегратора 5.Процессы деления в управляемом аналоговом делителе 4 и.интегрирования во втором управляющем интеграторе 5 начинаются с момента, сдвинутого относительно момента поступления сигнала с выхода генератора 1 эталонного изменения управляющего воздействия на величину у.С выхода управляемого аналогового делителя 4 сигнал 7 = у/е+упоступает на первый вход инвертирующего сумматора 7, на вход первого усилителя 6 с переменным коэффициентом усиления К, и на вход второго усилителя 14 с переменным коэффициентом усиления 1/К. Выходное напряжение первого усилителя 6 с переменным коэффициентом усиления К подается на второй вход инвертирующего сумматора.7. Сигнал П с выхода инвертирующего сумматора 7 поступает на сигнальный вход второго управляемого интегратора 5.- (к+11у =(с+Э) Так как сигнал Б на сигнальном входе второго управляемого интегратора 5 и сигнал у на его выходе связаны между собой зависимостьюЙуйс = Б, а сигнал 11 на сигнальном входе второго управляемого интегратора 5 с сигналом Ч на выходе управляемого аналогового делителя 4зависимостью У = -(К+1)Ч, то результирующий сигнал на выходе второго управляемого интегратора 5представляет собой результат, решениядифференциального уравнения с 1 ч3 (К+1)Х.-(с+,) = с+ у которое при нулевых начальных условиях дает Напряжение у с выхода второго управляемого интегратора 5 используется в качестве вспомогательного напряжения, подаваемого на первый вход ана логового умножителя 8, в котором происходит умножение напряжения у на реакцию х(С) объекта 13 на эталонное изменение управляющего воздействия.Результирующее напряжение поступает на сигнальный вход первого управляемого интегратора 10.Сигнал 2 на выходе усилителя 14 с переменным коэффициентом усиления, обратно пропорциональный коэффициенту усиления первого усилителя, подается на первый вход второго аналогового умножителя 15, в котором происходит умножение напряжения Е на реакцИю х(С) объекта 13 на эталонное изменение управляющего воздействия, Результирующее напряжение поступает на первый вход второго аналогового сумматора 16.На второй вход второго аналогово 45 го сумматора 1 б поступает напряжение с выхода первого управляемого интегратора 10. Результирующее напряжение поступает на вход аналогового блока 17 памяти.Интегрирование в первом управляемом интеграторе 10 начинается с момента сдвинутого относительчо момента поступления эталонного изменения управляющего воздействия на величину+ 1, Это объясняется 55 тем, что для некоторых функций интеграл Меллина с нижним пределом, равным нулю, оказывается расходящим 98 4ся, Величина задается черной линией 12 задержки.Процесс интегрирования продолжается до момента Т+; где Т - интервал интегрирования, величина котороге. определяется блоком 11 и выбирается исходя из требований к точности затухания переходного процесса в исследуемом объекте 13.При с + ( с Т Фна выходе формирователя 11 действует разрешающий сигнал "0", который подается на управляющий вход первого управляемого интегратора 10.При С 7 Т + . на выходе форми- рователя 11 временного интервалаприсутствует з апрещающий сигнал 1 и процесс интегрирования прекращается , т . е . на выходе первого управляемого интегратора 1 0 по истечении времени Т + - действует напряжение, амплитуда которого приблизительно равна значению изображения импульсной переходной функции объекта по Меллину , при 8 = -К . и совпадает с ним при достаточно больших величинах интервала Т интегрирования.На выходе второго аналогового сумматора 16 формируется напряжение, уровень которого определяется зависимостьюф у хЩй - хПоследнее по истечении времени Тприобретает значение которое запоминается в аналоговом блоке 17 памяти.В последнем записывается и хранится значение изображения импульсной переходной функции объекта по Меллину в момент времени Т, который определяется формирователем 11 вре. менного интервала.1177798 Составитель В.КузинТехред Ж.Кастелевич Корректор Е.Рошко Редактор Л.Гратилло Заказ 5551/47 Тираж 863 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 Генератор 1 эталонного воздействия ступенчатого воздействия может быть выполнен на основе ждущего мультивибратора . Формирователь 11 временного интервала может бытьвыполнен как одновибратор. Интервал времени Т обычно выбира ют в пределах Т =(3-4)ь, где Т- максимальное значение постоянной времени, характеризующей динамические свойства исследуемого объекта 13 регулирования.