Устройство для определения коэффициента усиления объекта

СОВЕТСКИХИЧЕСКИХ ОЦИАРЕСПУ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ В,В.Каманин,.Л.Черников етельство СССР В 11/О 1, 1974. ельство СССР В 23/02) 1967. оманов А,И. К в ественных показ рования прй воз ной формы, В сб вление непрерыв во Сиб,отд. а ныЛЕНИЯКОЭ 4 ДЛЯ ОПРЕ ООЬЕКТ устройноситсяжет быть спольГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(72) Ю.О.Штеренберг Б.З.Козловский и В (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свид м 554526, кл. 6 05Авторское свидет М 235831, кл. 6 05Пушной Б.И., Цел росу об анализе кач телей систем регули действиях пронзволь Автоматическое упра ми процессами, ИздАН СССР, вып,4, 196 (54) УСТРОЙСТВО ФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ (57) Изобретение от ствам контроля и мо,801228080 зовано в приборах, предназначенныхдля получения информации о коэффициенте усиления различных объектов всистемах автоматического управленияили контроля. Целью изобретения является повышение точности определения коэффициента усиления объектапри произвольном входном сигнале,Устройство содержит между выходом иссле"дуемого объекта и первым входом сумматора последовательно соединенныепервые фильтр и квадратор, а междувходом исследуемого объекта и вторымвходом сумматора - последовательносоединенные блок умножения, вторыефильтр и квадратор, а выход сумматора подключен через усреднитель к входам;интегратора и нудь-органа, выход которого подключен к управляюцему входу ключа, другой вход которого подключен к выходу интегратора,авход - к входу индикатора. 1 ил.Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано в приборах, предназначенных для получения информации о коэффициенте усиления различных объектов в системах автоматического контроля, а также в самонастраивающихся системах с настройкой коэффициента усиления.Целью изобретения является повышение точности устройства для определения коэффициента усиления объекта при произвольном сигналеУстройство позволяет определять коэффициент усиления объекта с передаточной Функцией вида: К ч(р) -----л+а;р 11 1(2) при произвольном входном сигнале с спектральной плотностью Я(а), а значит, не нарушая нормальную работу объекта в составе системы, путем сравнения усредненных интенсивностей сигналов на выходах фильтров и интегрирования текущей разности этих интенсивностей до тех пор, пока напряжение на выходе интегратора (коэффициент усиления блока умножения) станет равным коэффициенту усиления исследуемого объекта. При изменении коэффициента усиления исследуемого объекта предлагаемое устройство отслеживает это изменение.Использование фильтров нижних частот с частотой среза меньшей, чем частота среза исследуемого динамического объекта, позволяет при произвольной спектральной плотности Б(цГ) входного сигнала существенно уменьшить ошибку определения коэффициента усиления.Зто достигается тем, что благодаря выделению только лишь низкочастотной части спектра сигнала спектры сигналов на выходе обоих фильтров при К = К 0 становятся практически одинаковыми,Можно показать, что в случае, когда объект имеет передаточную Функцию: при соотношении постоянных времениТ = пТ, относительная ошибка определения коэффициента .уаиления объекта( ине превосходит= 15 1+и Так, выбирая п = 10, обеспечивается ошибка менее 5 Е,На чертеже показана блок-схемаустройства.Устройство содержит исследуемыйобъект 1, блок умножения 2, первый ивторой. фильтры 3 и 4, первый и второй квадраторы 5 и 6, сумматор 7, усреднитель 8, интегратор 9, нуль-орган 11, индикатор (вольтметр) 12,ключ.В качестве исследуемого объекта 1могут использоваться различные устройства, объекты и блоки систем автоматического управления, имеющие передаточную функцию (1), например усилители, фильтры или следящие систед Фильтры 3 и 4 представляют собойфильтры низких частот с передаточными функциями (2), которые могут бытьреализованы путем включения КС-цепочки в обратную связь усилителя.Квадраторы 5 и 6 реализуют операцию возведения в квадрат и представляют собой нелинейный блок, который воспроизводит функцию методом кусочно-линейной аппроксимации, Они могут быть35реализованы путем включения диодныхячеек во входную цепь усилителя.Сумматор 7 имеет два входа, причем второй вход инвертирующий.Усреднитель 8 представляет собой40 фильтр с передаточной Функцией (2),постоянная времени которого в ш разпревышает постоянную времени Фильтров 3 и 4, и может быть реализовананалогично им.145 Интегратор 9 реализуется путемвключения конденсатора в обратнуюсвязь усилителя.Нуль-орган 1 О выполнен на триггере Шмитта, сигнал на выходе которо 50 го появляется, когда сигнал на еговходе близок к нулю.Ключ 12 представляет собой бесконтактное реле, причем когда подан сигнал на его управляющий вход (вход 1),55 вход 2 подключается к выходу,Устройство для определения коэффициента усиления объекта работаетследующим образом.28080 3 12Сигналы с входа и выхода исследуемого объекта проходят через фильтры 3 и 4, на выходах которых выделяются низкочастотные области их спектров, и квадраторы 5 и 6, где фильт-. рованные сигналы квадрируются. Далее эти сигналы поступают на входы сумматора 7, где формируется разность текущих значений квадраторовсигналов, и на усреднитель 8, на выходе которого образуется усредненнаяразность интенсивностей (дисперсий)сигналов обоих каналов. Эта разностьинтегрируется интегратором 9 и поступает на второй вход блока 2 умноже.ния,При этом коэффициент усиленияблока умножения изменяется таким об"разом, чтобы разность интенсивностей сигналов уменьшалась. После окончания переходного процесса в устройстве, время которого определяется выбором постоянной времени усреднителя и интегратора, коэффициент усиления блока умножения становится равным коэффициенту усиления исследуемого объекта, о чем свидетельствует прохождение через нуль сигнала иа выходе усреднителя.Для индикации определенного значе. ния коэффициента усиления К служит цепь, состоящая из нуль-органа 10, ключа 12 и индикатора 11.Ф В момент, когда разность равна нулю, срабатывает нуль-орган 1 О и подает управляющий сигнал на управляющий вход ключа 12, который подключает второй вход блока 2 умножения к входу индикатора 1. Напряжение, фиксируемое индикатором 11, пропорционально коэффициенту усиления блока 2 умножения, который в данный момент 1 авен коэффициенту усиЛения К исследуемого объекта 1.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет при произвольномвходном сигнале исследуемого объекта определить его коэффициент усиления, при этом не нарушается нормальная работа системы, в составкоторой входит исследуемый объект, 1 О что важно при построении систем автоматического контроля или в самонастраивающихся системах. Форму 0 а изобретения15 устройство дЛя определения коэффициента усиления объекта, содержащеесумматор и блок умножения, соединенный первым входом с выходом иссле дуемого объекта, а вторым входом -с выходом интегратора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности устройства дляопределения коэффициента усиления 25 при произвольном входном сигнале,оно содержит последовательно соединенные ключ и индикатор, последовательно соединенные первый фильтри первый квадратор, последовательно З 0 соединенные второй фильтр и второйквадратор, последовательно соединенные усреднитель, и нуль-орган, подключенный выходом к управляющему входу ключа, информационный вход которого соединен с выходом интегратора,входы первого и второго фильтров подключены соответственно к выходу ис"следуемого объекта и выходу блока умножения, выходы первого и второго 40 квадраторов соединены соответственнос первым и вторым входами сумматора,выход которого подключен через усреднитель к входу интегратора..1228080 Составитель В.КУ Техред И.Попович Корректор А.Зимокосо едактор К.Вол Тираж 836 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д аз 2286/4 4/5 оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4