301688

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 301688 Союз Соввтскии Социалистическии Республикиоритет митет оо зобретениК и открцтиори Совете МинистровСССР 621,317,757 (088.8 Опубликовано 21,1 т 1.1971. Бю Дата опубликования описани ень14УП.1971 Авторизобретения Молдаков аявител ЛЯ ИСПЫТАН АМИЧЕСКИХ СИСТЕМ УСТРОЙС На фиг. 1 птва; на фиг. темы. Б Устроиство содержит генератор 1 колеба.ний, служащий источником стимулирующих сигналов (частота генератора линейно зависит от величины сигнала, подаваемого на его вход), испытуемый объект 2, модель 3 объекта, 10 блок 4 функций чувствительности и переключатель 5, Блок б выделения амплитуд служит для выделения максимальных значений функций чувствительности на каждой частоте, Блок 7 управления генератором 1 содержит 15 запоминающее устройство 8 для запоминаниявеличин функций чувствительности на один испытательный шаг, логический блок 9 служит для сравнения сигналов функций чувствительности на один испытательный шаг, 20 логический блок 9 служит для сравнения сигналов функций чувствительности при текущем (о,) и предшествующем (от, ) значениях частот испытательного сигнала и генератор 10 тактовых импульсов для возбуждения блока 25 преобразования 11. управляеий и блоит также ненную с ствительления амления ге- подклю- ствитель- лючатель т о рую стоты, на ых парают на веОптимальныепалов можно нана многих частовеличин отдельнмаксимум функтотной области,ствительность У; выамической системы ариациям постоянных ся параметров а; ( = Можно оцходной ве динХ; (1, А)0 и медленно щих Изобретение относится к системам автома ческого регулирования и может быть ис льзовано при оценке технического состоя я (контроле) динамических систем. Предлагаемое устройство, кроме мого по частоте генератора колебан ка управления генератором, содерж модель системы, своим входом соеди выходом системы, блок функций чув ности, переключатель и блок выде плитуд, связанный с блоком управ нератором, выходы модели системы чены ко входам блока функций чув ности, который соединен через перек с блоком выделения амплитуд.Предлагаемое устройство позволя делять оптимальные частоты стимул сигналов.Оптимальными являются такие ча которых изменение величин отдельн метров систем наиболее сильно влия личины их выходных сигналов. частоты стимулирующих сигти путем испытаний системы тах с изменением при этом ых ее параметров, вычисляя ций чувствительности в часставлена блок-схема устрой.в бл-схема исследуемой си= 1 т) при помощи частных производныхвида;дхвых(г, а ав)дп а, А,где А (а а ) в точ пространства параметров системы, характеризующая окрестности номинального режима,или в операторной форме:у ( Ао) д хвых (Р А)д 1 па; А. Пусть исследуемая система, (см. фиг. 2) содержит т звеньев, обозначенных через соответствующие передаточные функции У; (1=- = 1 т). Для упрощения записи предположим, что передаточная функция каждого звена зависит от одного параметра. Продиффе. ренцируем уравнение системыХвых (р, А) = Ф (р, А) Хвх по 1 п а;. Тогда выражению для функцииУ; (р, А) можно придать вид Следовательно, функция чувствительности 1); (1, А) получается в результате воздействия выхода Х,х (1, А) исследуемой системы на систему, состоящую из последовательного соединения двух систем, передаточные функции которых соответственно равны:= В,(р) - (2);= С,(о). (2) Очевидно, что функция В;(р) зависит от структуры системы, а функция С; (р) от структуры звена В;,Определяется В;(р) для двух типовых случаев 1=т 1.-ь 1=т 1,.Для этого блок-схема системы на фиг, 2 приведена к более простому виду, представленному на фиг. 3, где 1,обозначает эквивалентную функцию внутренних по отношению Уг,.,и Фгэлементов, а М, и Л, определяются выражениями:2)=и й= - 1 2= щМ 3 - Е В 2) П В 2 а+1) У: П)Г+1 й 1. +1 Обозначено Н=Мт+ Фг тогда передаточная функция системы принимает вид: Г(Р) Г(Р)2 Г 1 ( 2 Г - 1) (Ф(р, аг) = 1+ 1.г(Р)г(Р) (Ггг - 1(Р агг - 1) Полагая 6,=1 уЖг, - 1/(1+Мт 1 т%2, - 1 запишем передаточную функцию системы в виде:г (Р) г(Р)Ф (р а 2 г) -1+ г(Р) игг(Р агг) 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4 Из выражений (3) и (4) функции В, (р) получаем в виде:. (5) Ггг(Р агг) г (Р)2 Г (Р) -1+г(Р) 1 гг(Р а 2 Г) Выражения (5) и (6) соответственно определяют передаточные функции от входа системы до точек 52, 1 и 52,. Так как это имеетместо для каждого Г (Г=1, т), то на структурной схеме системы каждому звену %, соответствует точка 5,. Точки 5, (1=1,., т) названы точками чувствительности.Итак, функции В, (р) (1=1, т) реализуются как передаточные функции от входа системы к точкам чувствительности 5, (см. фиг. 2).Для определения функций чувствительностиУ; (1, А), достагочно сигналы от точек чувствительности 5, подать на блоки С; (р).Согласно равенству (1), если на вход модели испытуемого объекта подать выходнуюфункцию испытуемого объекта, на выходахблоков С, появятся одновременно все функциичувствительности У, (1, А). Этот вывод справедлив и при наличии более одного изменяющегося параметра в звене К. Предположимфг = 11(1 (Р а 11, акг).Схема определения чувствительности будетотличаться от рассмотренной только тем, чтосигнал из точки 5, будет подан на входы двухблоков С и Сг,Исходя из изложенного становится очевидным, что в схеме предложенного устройстваблок д является моделью испытуемой системыФ (р, А).Блок 4 - блок функций чувствительности,т, е. блоки С; (р), структура которых для практических важных случаев может быть следующей.Пусть параметр а; представляет собой коэффициент усиления звена, так что И,(р, а;)=а,б (р). В этом случае функция чувствительности по параметру а; будет наблюдаться непосредственно в точке чувствительности, т. е.С, (р) = 1 и из блока 3 в блок 4 выводитсялишь провод.Пусть передаточная функция %;(р,а,) представляет собой произведение двух передаточных функций, из которых одна содержит изменяющийся параметрК; (р, а;) =Е;(р) Я (р, а;),функция К; (р) зависит только от Я, (р, а,),так что Пусть интересующими нас параметрами яв. ляются постоянные времени в элементарных апериодическом и дифференцирующем звень5ях. Тогда соответствующие функции С; (р)будут иметь вид: для К,(р, а,) = 1 а;р+ 1С (р) =а;рдля У,.(р, а,) =а;р+1 С,(р):а;р т 1 Указанные звенья могут быть набраны из элементарных ЯС-цепочек или с использованием стандартных блоков аналоговых моделирующих устройств.Перед включением устройства в режим автоматизированного определения оптимальной частоты стимулирующего сигнала необходимо ввести исходные данные: начальную частоту и величину приращения частоты генератора колебаний; а также частоту следования тактовых импульсов.При включении генератора 1 на выходе модели объекта в точках чувствительности возникают сигналы, равные величинам полу- логарифмической чувствительности, а на выходе блока функций чувствительности - сигналы чувствительности системы по различным параметрам на испытуемой частоте. Через замкнутые контакты переключателя 5 сигналы функций чувствительности подаются на блок б выделения амплитуд и далее в запоминающее устройство 8 и сумматор логического блока 9, В запоминающем устройстве 8 запоминается и хранится значение амплитуды на предыдущем шаге генератора тактовых импульсов. При поступлении последующего импульса из запоминающего устройства выдается запомненное значение амплитуды со знаком минус в сумматор логического блока, а разность амплитуд с выхода сумматора - на реле логического блока, которое сработает, если та разность больше его порога срабатывания, при этом сигнал генератора тактовых импульсов проходит в блок преобразования 11 и частота генератора 1 увеличивается на установленную в 5 личину Ло.Процесс повторяется и частота генератораколебаний возрастает до тех пор, пока разность сигналов в сравнивающем устройстве логического блока не станет меньше порога 10 срабатывания реле логического блока. В этомслучае реле логического блока срабатывать не будет, сигналы от генератора тактовых импульсов не будут проходить в блок управления и частота генератора колебаний устано вится постоянной. Эта частота и является оптимальной частотой стимулирующего сигнала для испытуемой системы, так как она соответствует максимуму функции чувствительности системы к изменениям величины данного па раметра. Для определения оптимальной частоты стимулирующего сигнала по другому параметру необходимо переключить переключатель 5 на соответствующую клемму (выход) блока функций чувствительности,25Предмет изобретенияУстройство для испытания динамических 30 систем, содержащее управляемый по частотегенератор колебаний и блок управления генератором, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в нем установлены модель системы, своим вхо дом соединенная с выходом системы, блокфункций чувствительности, переключатель и блок выделения амплитуд, связанный с блоком управления генератором, выходы модели системы подключены ко входам блока функ ций чувствительности, который соединен черезпереключатель с блоком выделения амплитуд.ипографил Сапунова,Заказ 1908/18 Изд,799 Тираж 473ЦНИИПИ Ксчитета по делам изобретений и открытий при Совете Мили Москва, )К. Раушскап пао., д 4/5 Подписно ов СССР