Способ определения амплитудно-фазовых характеристик электрогидравлического цифрового привода

(11) В 19/О 51)5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕв 1 домство сссР1 ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ ИДЕТЕЛЬСТ управлениях применявл ические(71) Головное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "ЭнерГИЯ(56) Вавилов А,АСолодовников А,И. Экспери 1.1 ентальное определение частотных характеристик автоматических систем. М.-Л, Г 1 сэнергоиздат, 1963.(54) СПОСОб ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДНр-ФАЗОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРРГИДРАВЛИЧЕСКОГО ЦИФРОВОГО ПРИВОДА(57) Использование: в системахсамолетом или ракетой, в которыются цифровые электрогидра Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано, например, вфистемах управления самолетом, ракетой, где применяются цифровые электрогидравлческие приводы, в которых необходимо определить амплитудно-фазовые частотные характеристики (АФЧХ),Известен способ получения АФЧХ энергоГидравлического привода, в том числе и дйскретного (цифрового), путем подачи сигнала возбуждения, значение которого находИтся в пределах зоны линейности скоростной характеристики привода, а такж получение сигнала на выходе, соответствуЮщего перемещению штока привода в функции времени, и вычисления АФЧХ при приводы, Сущность изобретения: задается граничная :астота игр использования сийусоидального сигнала возбуждения с частотой 1 без искажения формы. Цифровой вычислительный комплекс формирует сигнал возбуждения в виде параллельного двоичного семиразрядного кода, каждый разряд которого представлен двухполярным напряжением. Такт квантования То сигнала возбуждения составляет 0,025 с, амплитуда сину"оидального сигнала постоянна и составляет 5 единиц младшего разряда, т,е. амплитуда квантования А=Асин, а частота сигнала возбуждения изменяется от 0,2 до 15 Гц. До частоты бр сигнал возбуждения подается в виде квантованной по времени синусоиды, а начиная с частоты бр до 15 Гц, - в виде прямоугольного периодического сигнала. 1 з,п. ф-лы, 5 ил. ЛС: разных частотах как отношения функции,вы-, О ходного сигнала к сигналу возбуждения. СЛ Сигнал возбуждения формируют в виде им- - а пульса или последовательности импульсов (Л минимальной возможной длительности, при скоторой величина сигнала наибольшего отклонения штока привода составляет 95- 100% от установившегося значения а выходного сигнала.Однако этот способ не обеспечивает получения достоверных значений АФЧХ, если уровень сигнала возбуждения выходит за пределы зоны линейности скоростной характеристики привода, кроме этого необходимо дополнительно обеспечивать минимально возможную длительность им 1795157пульса сигнала возбуждения, что не всегдапредставляется возможным.Наиболее близким к изобретению потехнической сути и достигаемым результатам является способ получения АФЧХ электрогидравлического привода, содержащегошток, взаимодействующий с нагрузкой,включающий формирование на входе привода синусоидального сигнала возбуждения и регистрацию сигнала на выходепривода, соответствующего перемещениювыходного звена, а затем определение частоты среза и АФЧХ при разных частотах какотношения первых гармоник сигнала на выходе и сигнала возбуждения,Цель изобретения - повышение точности определения характеристик.Указанная цель достигается тем, что вспособе, включающем формирование навходе привода синусоидального сигналавозбуждения и регистрацию сигнала на выходе привода, соответствующего-перемещению выходного звена привода,синусоидальйый сигнал возбуждения формируют с фиксированной величиной тактаквантования по времени в интервале частот,меньших дополнительно определенной гра, ничной частоты, а при достикении йоследней формируют сигнал возбукденияпрямоугольной формы с амплитудой, равной целой части амплитуды первой гармоники синусоидального сигнала,возбуждения.Граничную частоту определяют, напри. мер, равной частоте среза.На фиг.1 изображен график синусоидального сигнала возбуждения, на фиг,2 -график синусоидального сигнала возбуждения с частотой, большей, чем частота сигнала по фиг,1; на фиг.З - графикпрямоугольного сигнала возбуждения; нафиг.4 - схема устройства для реализацииспособа; на фиг,5 - характеристики, полученные при реализации способа,Устройство фиг,4 содержит цифровойвычислительный комплекс (ЦВК) 1, блок 2усилителей, электрогидрэвлический привод.3, размещенный на основании 4, а такжеимитатор 5 нагрузки, связанный пружиной6 со штоком 7 привода 3, и датчик 8 положения имитатора 5.Способ ойределения АФЧХ реализуется следующим образом.Задается граничная частота гр использования синусоидального сигнала возбуждения с частотой 1 без искажения формы.Определение равейства граничной частотыигр и частоты среза 1 ср обуславливаетсяфильтрующими свойствами привода 3 какобьекта системы регулирования и определяется расчетным или экспериментальным путем, т,е. это частота, при которой доля высших гармоник в сигнале возбуждениястановится существенно меньше доли пер,5 вой гармоники. Другими словами, если после частоты игр продолжать подавать на входцифрового привода не прямоугольные, аквантованные сйнусоидальные сигналы. тобудет происходить искажение формы сигна 10 ла возбуждения, приводящее к фактическому снижению АФЧХ привода и получениюневерного результата.В общем случае частота игр, близкая, т.е,примерно равная асср, расположена левее15 значения резонансной частоты 1 рез, поэтомупри использовании способа, известного изпрототипа, невозможно достоверно определить АФЧХ в области резонанса,Фиг.1-3 иллюстрируют зависимость фор 20 мы сигнала возбукдения от соотношениямежду периодом Т синусоидального сигналаипостоянным тактом квантования То, Нафиг.1 соотношение Т/То=20(То=0,025 с,Т=20 То=0,5 с: 1=1/Т=2 Гц), на фиг.225 Т/То=5(То=0,025 с, Т=0,125 с, 1=8 Гц), приэтом если не соблюдается условие кратности между Т и То, например, То=0,025 с,Т=0,111 с, т.е, Г=9 Гц, то сигнал возбуждениястановится непериодическим. На фиг.З по 30 казан вид прямоугольного сигнала, подаваемого на вход Электрогидравлическогопривода, начиная с частоты игр.ЦВК 1 по введенной в него программе. формирует сигнал возбуждения в виде па 35 раллельного двоичного семираэрядного кода, какдый разряд которого представлендвухполярным напряжением 5 В, которыепосле усиления становятся равными 28 В идостаточными для управления разрядными40 гидроусилителями электрогидравлическогспривода, Такт квантования То сигнала возбуждения составляет 0,025 с, амплитуда синусоидального сигнала (Асин) постоянна исоставляет 5 единиц младшего (ед.мл.) раз 45 ряда, т.е. амплитуда квантования Ак=Асин, ачастота сигнала возбуждения изменяется от0,2 до 15 Гц. При этом в соответствии синерционно-жесткостными свойствами нагрузки частоты Грез=8 Гц, Ггр=1 ср=4 Гц До50 частоты бр сигнал возбуждения подается ввиде квантованной по времени синусоиды,а, начиная с частоты Ггр до 15 Гц, в видепрямоугольного периодического сигнала сшагом изменения частоты 0,5 Гц, Амплитуда55 прямоугольного сигнала (Апр) определяетсяпо соотношению Апр=епбег (А 1)=еп 13 ег( лТАк/4)=епбег( ж 5/4)=4 ед,мл. разряда,где епбег - обозначение целой частицы числа, А 1 - амплитуда первой гармоники сигна1795157 10 ла возбужденйя на входе электрогидравлического привода.Происходит обработка сигнала возбуждения - перемещение штока 7 и имитатора 5 нагрузки, регистрируемое датчиком 8 по ложения, сигнал на выходе последнего поступает на вход ЦВК 1. ЦВК" по заложенной в нем программе осуществляет анализ первых гармоник сигналов возбуждения на выФормула изобретения 1. Способ определения амплитудно-фазовых характеристик электрогидравличесВого, цифрового привода, при котором формируют на входе привода синусоидальнйй сигнал возбукдения и регистрируют сигнал на выходе привода, соответствующий перемещению выходного звена привода, а затем определяют: частоту среза и амплитудно-фазовые характеристики при разных частотах как отношение первых гармоник сигнала на выходе и сигнала возбуждЕния,отличающийся тем,что,сцелью ходе и расчет их соотношения, Полученные значения АФЧХ выводятся на печатающее устройство ЦВК 1 в виде. показанном на фиг.5, - амплитудная А и фазовая рчастотные характеристики цифрового злектрогидравлического привода. Для сравнения показана АФЧХ, определенная по способу- прототипу. повышения точности определения характеристиксинусоидальный сигнал возбуждения формируют с фиксированной веЛичиной такта квантования по временй в интервале частот, меньших дополнительно определенной граничной частоты, а при достижении последней формируют сигнал возбуждения прямоугольной формы с амплитудой, равной целой части амплитуды первой гармоники синусоидального сигнала возбуждения.2. Способ по п,1, отл и ч а ю щи йс я тем, что граничную частоту оп редел яют равной частоте среза,1795157 1 иг 5оставитель С,Рождестхред М.Моргентал: скийКорректор П.Гере едактор А.Бер Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 416 ВНИИП