Адаптивный вычислитель частотных характеристик систем автоматического управления

СОЮЗ СОВЕТСНИХсаицилвюе СПУБ 59 0 5 В 2 НИЯ Е ИЗ К АВТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТЮ(71) Московский ордена Ленина и ордена Октярьской Революции авиацион ный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 62-50(088.8)(56) 1. Вавилов А.А., Солодовников А,И. Экспериментальное определение частотных характеристик автома тических систем. М.-Л., Госэнерго-. издат, 1963, с. 107.2, Вавилов А.А., Солодовников А.И. Экспериментальное определение частотных характеристик автоматических систем, М,-Л., Госэнергоиздат, 1963, с, 115, рис. 2-18.3. Авторское свидетельство СССР 9 640264, кл. 0 05 В 23/02, 1978. 54 )(57) АДАПТИВНЫЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ, соДеРждЦий генератор синусоидальных колебаний, первый выход которого соединен с входными клеммами вычислителя, подключаемыми к входу исследуемой сис-. темы управления, первый и второй множительные блоки, первые входы которых подключены к первому вйходу генератора синусоидальных колебаний,третий и четвертый множительные бло-, ки, первые входы которых соединены со вторым выходом генератора, два индикатора частотных характеристик, первый интегратор, подключенный входом к выходу второго множительного блока, а выходом - ко второму,входу первого множительного блока и к входу первого индикатора, второй интегратор, вход которого соединен с выходом четвертого множительного блока, а выход - со вторым входом третьего множительного блока и входом второго индикатора, и сумматор, входы которого подключены соответственно к выходам первого и третьего множительных блоков и к входным клеммам вычислителя, подключаемьак к выходу исследуемой системы управл ния, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью поэыаения быстродействия и помехоустойчивости вычислителя, он содержит датчик частоты, под- ф ключенный входом к первому выходу генератора, блок зоны нечувствительности, вход которого соединен с выходом сумматора, и пятый множитель ный блок, первый вход которого под ключен к выходу блока зоны нечувствительности, второй вход соединен с выходом датчика частоты, а выходсо вторыми входами второго. и четверного множительных блоков.Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам для исследования и контроля систем автоматического управления (САУ;) и предназначено для определения вещественной и мнимой частотных характеристик автоматических систем и их функциональных узлов.1Известно устройство для опреде-, ления вещественной и мнимой частот- щ ных характеристик, принцип действия которого основан на измерении мгновенных значений сигнала на выходе исследуемого объекта Г 13.Однако определение именно мгновенных значений выходного сигнала, практически всегда сопровождающееся аддитивным включением случаййых помех, не позволяет добиться высокой точности идентификации частотных характеристик САУ. 20Известно также устройство, исполь зующее компенсационный метод измерения и содержащее фаэоинверторы, два трехпоэиционных ключа, два делителя, сумматор, генератор синусоидальных колебаний и индикатор 123.Однако субъективные действия оператора, направленные на компенсацию выходного сигнала САУ в этом устройстве, а также субъектнвная оценка 30 самого минимума ошибки компенсации снижают натенциалъно выссдсие точностные возможности омпенсационного метода и ограничивают быстродействие процесса измерения. 35Ваиболее близким техническим решеанем к изобретению является анализатор частоных характеристик систем управления, содержащий генератор аинусоидальвйх колебаний, первый вы юд которого соединен с входными леммами вычислителя, подключаемыми а входу исследуемой системы управленйя, первый и второй множительные бнжн, первые входы которых подключены к первому выходу генератора сииусюдальиых колебаний, третий и четвертый множительные блоки, первые входы которых соединены с вторым выходом геиератора, два индикатора частотных характерйстик, первый интегратор, подключенный входом к выжщу второго множительного блока, а вьисодом - к второму входу первого множительного блока и к входу первого индикатора, второй интегратор, вхад которого соединен с выходом четвертого множительного блока, а выход - с вторым входом третьего множителъного блока и входом второго индикатора, и сумматор, входы 60 которого подключены соответственно к выходам первого и третьего множительиьщ блоков и к входным клеммам вычислителя, подключаемым к выходу исследуемой системы управления 3 . 65 Недостатком известного устройства являются постоянные значения коэффициентов усиления в цепях подстройки сигналов на вторых входах первого и третьего множительных блоков, предусмотренные и этой схеме, снижающие быстродействие устройства на различных частотах синусоидального воздействия.Кроме того, отсутствие каких-либо специальных мер, направленных на ,ослабление действия помех, реально всегда присутствующих в выходном .сигнале САУ, ухудшает помехозащищенность получаемых результатов.Целью изобретения является повышение быстродрйствия и помехоустойчивости адаптивного вычислителя частотых характеристик САУ.Цель достигается тем, что вычислитель содержит датчик частоты, подключенный входом к первому выходу генератора, блок зоны нечувствительности, вход которого соединен с выходом сумматора, и пятый множительный.блок, первый вход которого подключен к выходу блока зоны нечувствительности, второй вход соединен с выходом датчика частоты, а выходс вторыми входами второго и четвертого множительных блоков.На Фиг. 1 приведена структурная схема адаптивного вычислителя частотных характеристик САУ; на Фиг.2 и 3 показаны основные закономерности, выявленные при исследовании известного устройства: влияние эквивалентного коэффициента усилениями в каналах адаптации на быстродействие прибора и зависимость оптимального (по быстродействию) значения этого коэффициента от частоты синусоидальвого воздействия на САУ.Устройство ссщержит двухфазный генератор 1 синусоидальных колебаний, входные клеммы вычислителя 2, подключаемые к входу исследуемой САУ, датчик 3 частоты синусоидальных колебаний, множительные блоки -8, интеграторы 9 и 10, сумматор 11, блок 12 эонынечувствительности, индикаторы 13 и 14, входные клейми вычислителя 15, подключаемые к выходу исследуемой САУ.Принцип действия предлагаемого вычислительного устройства, также как и у известного, основан на ав-. томатической компенсации установившЕйся реакции на выходе САУ видахеьх =сР(в)аЪЫ аВа)саь эй,где Ры) и Ц Йд)- вещественная и мнимаячастотная характеристики, подле жащие определению, возникающей при п(одаче на его вход синуссидального воздействия в 81 пчс,= г,87 тельиости в тракт прохождения ошиб= ки Е компенсации в каналы единицы. результаты получены цифровым моделированием уравнений3 ), при А ш ) = 1, а = 12,помеха В(с) принята распределенной по нормальному закону с5 нулевым математическим ожиданием и среднеквадратичным отклонениемЮ0,8 1 отношечие шум/сигнал на выходе САУ тем самым составляет 20),Таблица 2 0 192 ф 10 0,235 1024710 0,875 10Как видно из табл. 2, введение блока эоны нечувствительности в схему адаптивного вычислителя приводит к резкому снижению дисперсий оценок Ф и ц частотных характеристик,Анализ результатов моделирования показывает, что предлагаемая коррекция эквивалентного коэффициента усиления позволяет повысить быстродействие адаптивного вычислителя частотных характеристик, а введение в схему блока зоны нечувствитель ности улучшает его помехоэащишенность.Аг . Юандор Редакто Г Реветн Эакаэ 3/39ВНИИП Госудпо делам и113035, Москеееаее ЮЭФ 4 ШВФЬВВ иал ППП ф Составитель А.ЛещевТеяред Т Иаточка "ВоррехтоееееееюТираа 84% Подписноеарственного комитета СССРэобретений и открытийва, Ж, Рауыская наб., д. 4/5ЕЕЕЕЕв 3 веафеЕЕПатент", г.уагород, ул.Проектная,