Устройство для определения параметров колебательных систем

930273 4частотами. Если частоты не будут кратны, то выражение (1) будет равно какор, му-либо положительному или отрицательера- ному числу, величина которого может5 быть использована в системе )регулирования, обеспечивающей поиск заданной частоты. Таким образом, выбор частоты импульсов, поступающих на систему, дает информацию о частоте собственных о 10 колебаний, определяемой доминирующейпарой комплексных корней, выбор величины о( даст. информацию о показателе Поставленная цель достигается тем что устройство содержит последователь ко соединенные интегратор и рргулято выход которого соединен с входом ген тора импульсов, выход которого связан с управляющими входами блока вваелеиия амплитуды, блока выделения часто интегратора, выходом устройства, и уп равляющим входом генератора экспонен циальных функций, сигнальный вход иот рого соединен с выходом блока выделе ния амплитуды, а выход - с вторым входом регистрирующего блока, вход интегратора соединен с выходом блока умножения, 15Работа устройства основана на связи между комплексночастотной характеристикой и импульсной переходной характеристикой системы автоматического регулирования К (1 )./ 20 Выбором величины д можно компенсировать затухание и осуществить в измери 55 тельной части незатухающие колебания.Тогда показатель экспоненты в выражении ( 1) должен расти до бесконечности, что физически неосуществимо, Чтобы Искдючить это нежелательное явление следует определенным образом регулировать частоту импульсов, поступающую на вход системы регулирования. Во-первых, импульсы должны поступать с такой частотой, чтобы реакция системы на45 импульс перед поступлением следующего импульса была равна нулю, а во-вторых, чтобы частота импульсов бь 1 ла кратна частоте собственных колебаний системы регулирования, Первое условие позволяет50 увеличить рост экспоненты, а второе - создать в измерительной частоте схемы стационарный режим. Если эти соотношения будут выполнены, то величина интеграла ( 1) за период следования импульсов будет равна нулю, так как экспоненты компенсируют друг друга и под интегралом останется произведение двух тригонометрических функций с краткими ф -й, 7 ф -(д ф 5 о 3)1 е)р): к)е)е с)е ) ке)е ж.Как известно, реакция устойчивой системы на кратковременный импульс при наличии доминирующей пары комплексных корней запищется как-д. ьК:де "(со )Ы+пмц. (ц затухания.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Схема содержит генератор 1 импульсов, исследуемую систему 2, генератор 3 экспоненциальных функций, блок 4 умножения, блок 5 выделения амплитуды, интегратор 6, бдок 7 выделения частоты, регулятор 8 и регистрирующий блок 9,Блок 5 выделения амплитуды может быть реализован на различных методах, например на методе определения площадей,Интегратор 6 интегрирует выходной сигнал блока 4 умножения на периоде времени, определяемой частотой генератора 1 импульсов.Регулятор 8, генератор 1 импульсов, исследуемая система 2, блок 4 умножения, интегратор 6 образуют замкнутую астатическую систему регулирования.Блок 7 выделения частоты представляет собой счетчик числа полупериодов, Счетчик, как блок 7 выделения частоты. может использоваться в том случае, если фиксировать время между импульсами генератора 1. Тогда можно определять частоту собственных колебаний, так как частота импульсов генератора 1 и собственных частот системы кратны. Генератор 3 экспоненциальных функций и блок 4 умножения, блок 5 выделения амплитуды образуют замкнутую систему регулирования, определяющую показатели затухания. Наличие этой системы регулирования не обязательно, а задание показателя экспоненты можно осуществить вручную по данным блока 5 выделения. Устройство работает следующим образом,От генератора 1 импульсов на исследуемую систему 2 поступают кратковременные импульсы, которые по воздействию на систему приближаются к 0-функции. В блоке умножения выходной сигнал исследуемой системы умножается иа растущую во времени экспоненту, и выходной сигнал блока 4 умножения поступает одновременно на блок 5 выделения амплитуды, интегратор 6 и блок 7 выделения частоты, В интеграторе 6 осуществляется интегрирование выходного сигнала на 5 периоде определяемой частотой генератора 1. Если величина на выходе блока 6 не равна нулю, то происходит, в зависи- . мости от знака, изменение времени меж ду импульсами генератора 1, При поступ ленив очередного импульса на систему , регулирования в генераторе 3 экспоненциальных функций формируется экспонента. Процесс будет продолжаться до тех пор, пока в системе регулирования ам- . 5 плитуды и частоты не установятся незатухающие колебания. Причем, на обьект регулирования могут поступать достаточно малые возмущения, что не создает аварийных режимов.Показатель экспоненты определяет затухание исследуемой системы и фиксируется в регистрирующем блоке 9, а блок 7 выделения частоты определяет собственную частоту колебаний, соответству ющую доминирующим корням, которая также фиксируется в регистрирующем блоке 9.Таким образом, процесс определения параметров колебательных систем может быть обработан статически вследствие его периодичности, что повьпдает точность измерения, Кроме того, определение показателей параметров колебательных систем происходит в автоматическом режиме, исключающем масштабирование и35 задание коэффициентов, что сокращаетвремя анализа,формула изобретенияУстройство для определения параметров колебательных систем, содержащеегенератор импульсов, блок выделения амплитуды и последовательно соединенныегенератор экспоненциальных функций, блокумножения, блок выделения частоты ирегистрирующий блок, причем вход блокавыделения амплитуды соединен с выходомблока умножения, второй вход которогосоединен с входом устройства, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повы-шения быстродействия, устройство содержит последовательно соединенные интег-"ратор и регулятор, выход которогосоединен с входом генератора импульсов,выход которого связан с управляющимивходами блока выделения амплитудыблока выделения частоты, интегратора,выходом устройства и управляющим входом генератора экспоненциальных функций, сигнальный вход которого соединенс выходом блока вйделения амплитуды,а выход - с вторым входом регистрирующего блока, вход интегратора соединенс выходом блока умножения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 457073 ф кл, Я 05 В 23/00 в 1973;2. Авторское свидетельство СССРСоставитель Г. НефедоваРедактор Р, Цицика Техред М,Надь Корректор У. Пономаренко.ашюаа, 2;,М:;,Ыа юЗаказ 3470/63 Тираж 908 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5вмаеФилиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4