Устройство для определения функций чувствительности нелинейных систем автоматического регулирования

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциал исти цескихе"еспублик(22) Заявлено 26,0 с присоединением 51) М. Кл. 6056 23 аявкиГасударственный хамите Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий(53) УДК 621.3(088,8 45) Дата опубликования описания 11(71) Заявитель Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТНЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ к.шему входу усилителя с управляемым коэффициентом усиления,Однако с его помощью невозможно определить функции чувствительности систем регулирования относительно параметров самого нелинейного эпемента.Цель изобретения - расширение областиприменения, т. е. получение функций чувстви -тельности систем автоматического регулирования содержащих нелинейности типа насыщения" и зоны нечувствительности" относительно собственных параметров нелинейных элементов: коэффициент усиления линейной зоны, величины уровня насыщения и зонынечувствительности.Достигается это благодаря тому, что устройство содержит схему вычитания, однопозиционный коммутатор, поляризованное реле,выходы которых подсоединены к схеме вычитания, а входы соединены с входом нелинейного блока; трехпозипионный сдвоенныйкоммутатор, который тремя входами соответственно связан с входом нелинейногоблока, выходом схемы вычитания и поляриУстройство относится мам автоматического прибора регулирования и в контурах самоковой градиентнойными нелинейностя может быть использован астройки систем беспооптимизации с существенми и в системах параметри еского контроля тройство для стн пределения ержашее ге модели сист льно включе ейного блок к в вительности,ченный к входу ратор, подклю мы, состояше из последовазвеньев и нел тх линеин модель щую из вствительности системы,оследовательно включенных осто з сумматоры линеиных звеньев и усилуправляемым коэффициентом усиленичем вход каждого линейного звенасистемы подключен через вычислитеблоки к входу соответствующего сумодели чувствительности; вход и вьлинейного блока подключены черезуправления, каждая из которых состпоследовательно включенных дифферщего звена, блока определения модунуль-органа, к первому и второму у ителя с 15 я, при- модели льныемматораход нецепи ит из енцируюля и равля б ованным реле, управляемый ключидополнительных сумматора, два из которыхвключены соответственно до линейной частии после линейной части усилителя с управляемым коэффициентом усиления и соединеныс двумя выходами трехпозиционного сдвоенного коммутатора соответственно, третийвыход которого через управляемый ключподключен к входу третьего сумматора,который другим входом соединен с выходом усилителя с управляемым коэффициентом усиления, причем управляющий входключа подсоединен к инверсному выходунуль-органа цепи управления, подключеннойк выходу нелинейного блока,Такое построение устройства позволяет 15расширить возможность существующего решения относительно полного исследованиявлияний всех параметров на качество систем автоматического регулирования.На чертеже приведена блок-схема устройства,Устройство содержит генератор 1, модель системы 2, модель чувствительности, системы 3, линейные звенья 4 -4, 51 б 1255, вычислительные блоки 6 - 6 уси 1 блитель 7 с управля"мым коэффициентомусиления, блок нелинейности 8, цепи управления 9 и 10, нелинейную цепь 11, трехпозиционный сдвоенный коммутатор 12, Моднопозиционный коммутатор 13, поляризованное реле 14, сумматоры 15 -1511501 - 150311 6, схему вычитания 1 7. Каждая из цепей управления 9 и 10 состоит из дифференцирующего звена 18, блока определе-,ния модуля 19 и нуль-органа 20,Устройство работает следующим образом, 40В режиме на линейной части статической характеристики выходная координатанелинейного блока является линейной функцией входной координаты. В этом случаенелинейный элемент не вносит никаких 40искажений в форму выходного сигнала,кроме фазовых, Наличие первой производнойпо времени выходной координаты нелинейного блока приводит к пояилению напрямом выходе цепи управления 10 дискретного сигнала. Воздействуя на усилитель 7 с управляемым коэффициентом усиления (управляемый ключ 16 ) этот сигФнал формирует коэффициент усиления, равныи коэффициенту передачи нелинейногон55 блока. При режиме в зонах "нечувствительности", "мертвогО хща", "насыщения" выходная координата нелинейного блока не является линейной функцией входной коор-60 динаты и ее форма не зависит от формы,входной координаты, а определяется пара-метрами статической характеристики нелинейности. В этом случае производная выходной координаты становится разрывнойфункцией времени, фаза разрывов которойопределяется характером входного сигналаи параметрами статической характеристики нелинейности, На интервалах разрывов,на инверсном выходе цепи управления 1 0появляется дискретный сигнал, а на прямом выходе исчезает. Усилитель 7 в этомслучае не пропускает сигнал,В случаях изменений параметров статической характеристики нелинейности (заисключением коэффициента усиления линейной части), получаются алгебраическиеприращения в интервалах времени работысхемы на линейном и нелинейных участках,что приводит к изменению фазы разрывовпервой производной выходной координатынелинейного блока, Изменение фазы разрывов изменяет время существования илиотсутствия, упраыиющего сигнала на прямомили инверсном выходах цепи управления 10,что автоматически приводит к коррекцииработы усилителя с управляемым ко;.ффициентом усиления 7.В случаях, когда нелинейности исследуемой системы однозначны, в схеме возможна устойчивая работа на линейном участкестатической характеристики, что приводитк обязательному пррхождению первой производной выходного сигнала нелинейногоблока 8 через ноль.Отрицательный эффект ложного срабатывания цепи управления 1 0 в таких случаях компенсируется работой цепи управления 9, анализирующей входную координату нелинейного .блока на разрывность,Работа цепи управления 9 основана налинейной зависимости входной координатыи выходной координаты нелинейного блокаи их первых производных в режиме на линейной части статической характеристики.Ввиду линейной зависимости, скорость ивремя прохождения через ноль первых производный будут одинаковыми для входнойи выходной координат нелинейного блока.Таким образом, при ложных срабатыванияхцепи управления 1 О, сигнал с инверсноговыхода цепи управления 9 восстанавливаетнеобходимый коэффициент передачи усилителя 7 с управляемым коэффициентом усиления, воздействуя на его второй управляющий вход (ключ 16 ),2В случаях, когда необходимо получитьфункции чувствительности выхода системыотносительно собственных параметров не 1 1линейностей типа насыщение", и "зоны нечувствительности, вычислительные блоки 6 - 6 отключаются, и к модели чув- ствительности 3 подключается при помощи трехпозиционного коммутатора нелинейная цепь 11. При этом. для получения функций чувствительности выхода системы относительно коэффициента усиления линейной части статической .характеристики нелинейности типа "насыщения" необходимо при помощи трехпозиционного сдвоенного ком - мутатора 12 подключить вход нелинейного блока 8 к входу сумматора 15, а для получения функций чувствительности выхода 1относительно уровня насыщения той же нелинейности выход поляризованного реле нелинейной цепи 1 1 подключается к . входу управляемого ключа 16В тех случаях, когда необходимо получить функции чувствительности выхода системы относительно коэффициента усиления статической характеристики нелинейности типа "зоны нечувствительности", необходимо замкнуть одцопозициоццый коммутатор 13 и выход схемы вычитания 17 нелинейной цепи 11 подключить к сумматору 1. 5а для получения функций чувствительности относительно величины зоны нечувствительности нелинейной характеристики выход схемы вычитания 17 нелинейной цепи 11 при разомкнутом одцопозиционном коммутаторе 1 3 подключается ко входу сумматора 15Предмет изобретенияУстройство для определения функций чувствительности нелинейных систем автоматического регулирования, содержащее генератор, подключенный ко входу модели системы, состоящей из последовательновключенных линейных звеньев и нелинейно-го блока, модельчувствительности системы,состоящую из последовательно включенных5 через сумматоры линейных звеньев и усилителя с управляемым коэффициентом усиления, причем вход каждого линейного звена модели системы подключен через вычислительные блоки к входу соответствую щего сумматора модели чувствительности,вход и выход нелинейного блока подключенычерез цепи управления, каждая из которыхсостоит из последовательно включенныхдифференцируюшего звена, блока определе ния модуля и нуль-органа, к первому ивторому управляющему входу усилителя "суправляемым коэффициентом усиления,отличающееся тем, что,сцелью расширения области применения, оцосодержит схему вычитания, одцопозцциоццый коммутатор, поляризоваццое реле, выходы которых подсоединены к схеме вычитания, а входы соединены с входом нелинейного блока, трехцозцццоццый сдвоенный 25 комл 1 утатор, который тремя входами соответственно связан с входом нелинейногоблока, выходом схемы вычитания и поляризованным реле, управляемый ключ и трцдополнительных сул 1 латора, двцз котОрых 30 включены соответственно до линейной части и после линейной части усилителя суправляемым коэффициентом усиления и соединены с двумя выходали трехиозцциоццого сдвоенного коммутатора соответственно,35 третий выход которого через управляемыйключ подключен ко входу третьего сул- матора, который другим входом соединен свыходом усилителя с управляемыл коэффициентом усиления, причем управляющий вход40 .ключа подсоединец к инверсному выходунуль-органа цепи управления, подключеннойк выходу нелинейного блока,оставнтель В,Васильев Техред И арандашова КоРРектоР Д.Црахнин Редакто онча Тираж 86 одписное тров СС аушская наб.,редпрнятие сПатент, Москва, Г, Бережковская наб., 2 НИИПИ Государственного копо делам изобреМосква, 113035,1485421 итета Совета М ений и открытий