Устройство для контроля линейных динамических систем

-ву26/18-24 22) Заявлено 19,07,76 (2 2385 5 В 23/О вки присоединением Государстоенныи комитет (23) итет(43) Опуб овано 30.08,7 юллетень32 елам изобретен и открытий 5) Дата опубликования описания 30.08.7 2) Автор изобретени А Андрее 71) Заявител(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМа структурная схс - временная диИзобретение относится и автоматике и контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля отклонений параметров линейных динамических систем (например, термопреобразователей, преобразователей давления, акселерометров).Известно устройство для контроля отклонений параметров, содержащее контролируемую систему, генератор эталонных сигналов и блок сравнения 1, позволяющее осуществлять контроль системы посредством подачи эталонных сигналов на вход системы и сравнивать реакцию системы с реакцией эталонной системы.Недостаток устройства заключается в трудности реализации подачи на вход объекта тестовых сигналов заданной формы при электрических измерениях неэлектричсских величин и процессов.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для контроля линейных динамических систем, содеркагцсс первый блок сравнения 2.Недостатком устройства является наличие анализатора спектра входного сигнала, что приводит к низкой достоверности контроля, в частности в системах измерений неэлектрических величин.Цель изобретения - повышение достоверности контроля, Достигается это тем, что устройство содержит корректирующий блок, первый элемент задержки, второй и третий блоки сравнения и параллельно соединенные вторые элементы задержки. Вход устройства подключен к входу корректирующего блока, входам вторых элементов задержки и к первому входу второго блока сравнения, второй вход и выход которо го соединены с выходамп вторых элементовзадержки и с первым входом третьего блока сравнения соответственно, Выход корректирующего блока соединен непосредственно и через первый элемент задержки с 15 входами первого блока сравнения, выходкоторого подключен к второму входу трстьего блока сравнения.На фиг. 1 представленма устройства; на фиг.20 аграмма его работы.Устройство для контроля систем 1 содержит корректирующий блок 2, первый элемент 3 задержки, вторые элементы 4 4 , 4 задержки и первый 5, второй 6 и третий 25 7 блоки сравнения.Основная идея работы устройства заключается в том, что при помощи корректирующих блоков организуют два канала контроля, операторы которых выбирают 30 так, чтобы они образовали совместно с( . гоз -,-.е гО 3оператором контролируемой системы при номинальных значениях контролируемых параметров две системы, имеющие одинаковую конечную память и коэффициенты динамической ошибки, число которых задают исходя из требуемой точности описания входного сигнала контролируемой системы. При этом сигнал на выходе устройства с заданной степенью точности равен нулю.оДля дальнейшего пояснения работы устройства, назначения его элементов и выбора их параметров положим, что система 1 имеет передаточную функцию (ПФ) вида 15 где Т - контролируемая постоянная времени (такой передаточной функцией, например, описываются динамические свойства термопар и датчиков давления), При этом блок, служащий для развязки каналов контроля, имеет передаточную функцию вида 25 где Та - номинальное значение постояннойвремени Т. зоВ состав элементов 4, , 4 служащихдля создания конечной памяти в каждом изканалов контроля и выравнивания коэффициентов динами теской ошибки между каналами, входят усилители с коэффициентами передачи - С, и линии задержки О,. Вцелом каждый элемент 4 , 4 имеет передаточную функциюВ,(р) =. С,е Р г,причем С; может быть как положительным,так и отрицательным. Считая, что входнойсигнал системы 1 х(1) является случайнымпроцессом с ограниченным спектром, егоможно представить на ограниченном интервале времени степенным полиномом сослучайными коэффициентами, точность подобной аппроксимации при этом оценивается выражением- -Хмаас е д ф2гт.о ГДЕ Хмагг - МаКСИМаЛЬНОЕ ЗиаЧЕНИЕ Х(1);б=ооО, оо - граничная частота спектра 55х ,Выберем в соответствии с выражением(1) интервал длины О. При этом числоблоков задержки должно быть равно трем.Рассмотрим передаточную функцию 1-го 60канала контроля (см. фиг. 1)(рт+ ) (рт, + ) где Т - контролируемая постоянная врс 4мени, номинальное значение которой равно То,Та, Т, - постоянные времени корректирующего блока 2 с передаточной функциейя 7 ( ) - рта+рт,+ где О - время задержки;С=ет постоянный коэффициент элемента 3 с ПФ К,(р) = Се-Р", При Т=Т, ПФ К, (Р) соответствует импульсная переходная функция (ИПФ) с бесконечной памятьюПри ТФТ, ПФ Ятц (Р) соответствуетИПФ с бесконечной памя гьго г г - идц(1) - е г ( С ет 1 - г:г 1 - Н,- С,е г 1( - 6) - С,е 1(1 - О,). (5) Прп Т=Т, йпсоответствует ИПФ с конечной памятью О независимо от значений коэффициента т- нг = е гд - ( С,е гг - С,е- (ч20 25 ио где о т,- е т,е - н,т, то при 0(1(6, Ьп =0 6(.ссс Процесс образования конечной памяти во втором канале контроля при Т= Т, показан на фиг. 2, где- ИПФ контролируемого объекта, - ИПФ соответствующих блоков.Из рассмотрения выражений (4 - 6) и фиг. 2 видно, что при Т=Т, й (1) является системой с конечной памятью, при Т То - с бесконечной. Таким образом, можно утверждать, что при отклонении параметра Т от номинала память в обоих аналах контроля становится одиоврсмен)о равной бесконечности. Если память в обоих каналах контроля конечна, то ьигходиыс сип(алы каналов, оп = -Ьпо (-) д-:= 1 - ето нулевые моменты соответствующих ИПФ. Если выбрать коэфф.щиент цо -- ) оп и г =апР),т. с. при Т=Т, выходные сигналы каналов контроля совпадают между собой с определенной степенью точности. При отклонении параметра Т от номинального значения память в обоих каналах становится бесконечной, практически же система автомати;)5 40 45 50 55.чески переходит к анализу отрезков входного сигнала большей длины, на которых сигнал х(1) описывается полиномом более высокой степени. При этом=и- "и -о Так как в формировании выходных сигналов при(и.(а)от уастис моменты ИПФ более высоких поряд(:.ов, причемои:=-,и; 1, й, = 1, 2 Л,то гг) и на выходе системы контроля появляется сигнал рассогласования, свидстельствующий об отклонении Т от номинала.Использование предлагаемого ) стройства позволяет проводить контроль параметров системы непосредстгсино в процессе ес функционирования, в условиях, когда отсутствуют возможность подачи иа систс.1 ы доно.1 нитс;онх тсстовьх воздействий, аириориыс знания и возможности измсрсиил статических х)рактсрисик иходио)х сггиала КС,Формула изоорстсни Устройство для контроля линейных динамических систсм, содержащее первый блок сравнени, отлич; ющссся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, устройство содержит корректирующий блок, первый элемент задержки, второй и третий блоки сравнения и параллельно соединенныс вторые элементы задержки, вход устройства подключен к входу корректирующего блока, входам вторых элементов задержки и к первом входу втооого б;(ока сравнения, второй вход и гыход которого соединены с выходами вторых элементов задержки и с первым входом третьего блока сравнения соотвстственно, выход корректирующего блока соединен непосредственно и через первый элемент задержки с входами первого блока сравнения, выход которого подключен к второму входу третьего блока сравнения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР297034, кл. О 05 В 23/00, 1969.2. Аналитические самонастраивающиеся системы автоматического управления, Под ред, В. В. Солодовникова. М, Машиностроение, 1965, с. 166 в 1 (прототип).