Устройство для контроля исправности объекта

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 19) (11) 1 Й ИОМИТЕТ 51) 4 С 06 Р 15/4 ОСУДАРСТВЕННО ИЗОБРЕТЕНИРИ ГКНТ СССР И ОТНРЬ)ТИЯМ 27 арно льство СССР 3/02, 1981. ство СССР 15/46, 1982.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах контроля при проведении проверок систем управления подвижных объектов . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет контроля устойчивости обьекта. Устройство содержит диААеренциатор 1,А. )А(е) С (е)что означает уменьвременной сдвиг 6 )1х и х будет де ф, = агсе ЗО При Ас.О,шение модуля х, между векторами я неус сса, тдниг 6 про ТЯ пп1 но 1 РЙ хх)Й 1 (О (- с Ь о х сиги жени объе бытьгде х и ал собственного двиконтролируемогота, который можетвыделен из выходсигнала и его про"ная;контроля; време ного 45хсО: во ем Общее время, в т и х с. О, находит 1+ (/2 О т, что для устойчиичина 2(1) за полуит менее 9/2.в течение которого тсюдаобъе ле ног пер 55х)0 та ве од Ф составбщее время,п А(п) нп(п) х с составит.где А( мплитуда сигнала;ачальная Ааза; 14958 дискриминаторы 2 и 3 уронней, генератор 4 импульсов, элементы И-ИЛИ 5, 6, счетчик 7, дешифратор 8, триггер 9, элемент ИЛИ-НЕ 10 индикатор 11У 5 работы устройства, индикатор 12 годности объекта. Принцип работы устройства заключается н измерении разностного времени ситуаций, когда сигнал с выхода обьекта и его производная имеют разные и одинаковые знаки. ЕсИзобретение относится к автоматике и может быть использовано н системах контроля при проведении проверок систем управления подвижных объектов.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет контроля устойчивости обьекта.Принцип работы устройства заключается в измерении разностного времени ситуаций, когда сигнал с выхода объекта и его производная имеют разные и одинаконые знаки. Если . время, в течение которого знаки сигнала и его производной разные, больше, чем время, когда они одинаковые, сигнал считается аснмтотически устойчивым, н противном случае - неустойчивым.В формализованном виде данное утверждение записывается в виде выра- жения в дп(х х) - знак произведения величин х и хДоказательство истинности (1) заключается в следующем, Произвольный сигнал х н полярной системе координат записывается в виде выраже- ния 17ли за период контроля время, в течение которого знаки сигнала и егопроизводной разные, больше, чемвремя, когда они одинаковые, тообъект считается асимптотически устойчивым (исправным), в противномслучае - неустойчивым (неисправным),Время подсчитывается счетчиком 7,управляемым дискриминаторами 2 и 3.уровней, 3 ил,(К) - неубывающий временнойугол, обеспечивающий выполнение соотношения Производная сигнала х имеет вид ойчивого (расходящегосе, при АО, времендет За анализируемый инте х-О; (,) сг.)с 7 - 1- Т/2 с )1 =2 - 1 +),. ечение которого хО ся в диапазонесоставит2 - + (, - ( - -1220р2( Это означает, что значение функции 8 однозначно характеризует временной угол между х и х и, следовательно, устойчивость объекта.(р:1 - апериодический процесс; р-О - близость к колебательной границе устойчивости.На фиг.1 и 2 представлены векторные диаграммы, поясняющие работу устройства; на Фиг,З - схема устройства для контроля исправности объекта. 25Устройство для контроля исправности объекта содержит дифференциатор 1, первый 2 и второй 3 дискрими-. наторы уровня, генератор 4 импульсов, первый 5 и второй 6 элементы И-ИЛИ, ЗО счетчик 7, дешифратор 8, триггер 9, элемент ИЛИ-НЕ 10, индикатор 11 работы устройства и индикатор 12 годности объекта.Счетчик 7 должен иметь и двоичных разрядов, причем максимальное записываемое в него число 1(1, определяемое соотношением И=2 , определяемое соотношением И=2 , должно удов -ялетворять условию 40 где Т - максимальное время контроля.45 Выполнение данного условия обеспе чивает несовпадение прямого и обратного кодов чисел при работе устройства в любых ситуациях.Дешифратор 8 можно реализовать как комбинационный автомат на п входов и один выход или записать программу сравнения выходного кода счетчика 7 в в запоминающее устройства (постоянное или оперативное), причем память должна иметь размерность 1(11. Например, если значение допустимого ко" да 1( лежит в пределахДоп в ячейках памяти с адресами М,-1(1 необходимо записать единичную информацию, а в остальных ячейках - .ну левую.Устройство для контроля исправности объектов работает следующим образом.С внешнего устройства управления сигнал 11, имеющий форму положительной ступеньки напряжения (единичншй логический сигнал) длительностью Т, равной заданному времени контроля объекта, подается на управляющий вход устройства и, следовательно, на вход установки в нуль счетчика 7, синхровход триггера 9, один из входов элемента ИЛИ-НЕ 10 и индикатор 11 работы устройства. В результате поступления сигнала Б счетчику 7 будет разрешен счет с нуля, так как счетчик 7 будет установлен в нуль нулевым значением сигнала 1), поступившем на его инверсный вход К до начала момента контроля, а единичное значение Б является разрешением на счет в прямом и инверсном направлениях для счетчика 7. Индикатор 11 в течение времени Т будет включен положительным значением сигнала П, а индикатор 12 в течение данного вре" мени будет включен вследствие того, что на него будет подан нулевой сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ, на один вход которого поступает единичное значение сигнала Б, Триггер 9 в момент прихода на его синхровход положительного фронта сигнала Б своего состояния не изменит. Сигнал х с датчика состояния контролируемого объекта поступает на информационный вход устройства и, следовательно, на входы дифференциатора 1 и дискриминатора 2 уровня. Сигнал х с выхода дифференциатора 1 поступает на вход второго дискриминатора 3 уровня.Первый дискриминатор 2 формирует на своем первом выходе сигнал х,О при значении сигнала х, ) 3( и сигнал х =в противном случае, На втором выходе дискриминатора 2 формируется сигнал х,хО упри х сх О 1 при х ) -3.й1На первом и втором выходах второго дискриминатора 3 сигналы х и х формируются в соответствии с соотношениямих = О прих) +8;х = 1г 3х = О при хмЯх -1 при х Ь -3,й при х 10 Значение допуска Д, можно установить произвольным для каждого выхода первого 2 и второго 3 формирователей. 15Злементгг И-ИЛИ 5 и 6, входы которых соединены с вьгходами дискриминаторов 2 и 3 и с выходом генератора 4, служат логическими управляемыми ключами для организации подачи импульс ной последовательности С с выхода генератора 4 на входы сложения и вы. читания счетчика 7 в зависимости от6значений сигналов х и х. Схема подключения входов элемента И-ИЛИ 5 25 к выходам соответствующих элементов . обеспечивает формирование на его выходе сигнала у=х.х,гх х АСС=1хх ух х+ С2 2 Из данного выражения следует, что- когда сигналы хг и х, или х и ходновременно принимают единйчное значение, что соответствуетФ ситуации, когда сигналы х и х. имеют одинаковые знаки. В противномслучае, когда сигналы х и х имеют АО разные знаки, сигнал у = С, что соответствует появлению на его выходетактовой последовательности у = Сс выхода генератора 4, которая поступает на вход сложения счетчика 7. 45Аналогично можно доказать, что сигнал у с выхода генератора 4 черезвторой элемент И-ИЛИ б будет поступать на вход вычитания счетчика 7в течение времени, когда сигналы хи х имеют одинаковые знаки.Таким образом, счетчик 7 будет3 вести сложение, когда сигналы х и х имеют разные знаки, и вести вычитание, когда данные сигналы имеют одинаковые знаки. Следовательно, в течение времени контроля счетчик бу- дет считать от нуля в соттветствующие моменты времени то в грямом, то в обратном направлениях в зависимости от значения сигналов х и х, причемтекущий код И на его выходах будетсоответствовать функционалу, каторьгй однозначно характеризует устойчивость исследуемого объекта,Отрицательному значению р будетсоответствовать прямой код числа И,а положительному - обратный, причемразрядность счетчика 7 обеспечиваетнепересекаемость(отсутствие совпадения) кодов.Код с выходов счетчика 7 посту -пает на входы дешифратора 8, на выходе которого формируется сигнал логической единицы, если 80 в текущий момент времени, и нулевой сигнал при е . О,Сигнал с выхода дешифратора 8 поступает на информационныйвход триггера 9 и в момент окончанияконтроля, что соответствует отрицательному фронту сигнала 1 г, поступающему на его синхровход, запоминается. По окончании контроля сигнал на выходе элемента ИЛИ-НЕ 10 будет определяться значением сигнала с инверсного выхода триггера 9, так как на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 10 будет подано нулевое значение сигнала 1). На инверсном выходе триггера 9 будут сАормированы единичный сигнал при я ( П и нулевой при 8О, который через элемент ИЛИ-НЕ 1 О, играющий в данном случае роль инвертора, поступит на индикатор 12. Следовательно, индикатор 12 будет включен при я . Й (неустойчивый процесс) или выключен угри 8 (й (устойчивый процесс).формула изос ретенияУстройство для контроля исправности объекта, содержащее первый дискриминатор уровня, генератор импульсов, триггер, счетчик, элемент ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с выходом устройства, информационный вход которого подключен к входу первого дискриминатора уровня, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет контроля устойчивости обьекта, устройство содержит второй дискриминатор уровня, дешифратор, первый и второй элементы И-ИЛИ и,цифференциатор, вход и выход которого подключены соответственно к информа.г ерсо Корректор О.Цип Подписноеениям и открытиям при ГКНТ Ская наб., д. 4/5 енно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 ционному входу устройства и входу ,второго дискриминатора уровня, первый и .второй выходы которого соединены соответственно с первыми входа 5 ми первых вентилей и с первыми входами вторых вентилей первого и второго элементов И-ИЛИ, вторые входы первого вентиля первого элемента И-ИЛИ и второго вентиля второго элемента И-: 10 ИЛИ подключены к первому выходу пер" вого дискриминатора уровня, второй выход которого соединен с вторыми входами второго вентиля первого эле" мента И-ИЛИ и первого вентиля второго элемента И-ИЛИ, входы третьих Составитель А. Редактор АЯ 1 андор Техред И,ДйдыкЗаказ 4980 Тираж 668 ВНИИПИ Государственного комитета по изоб 113035., Москва, Ж, Ра17 10вентилей и выходы первого и второгоэлементов И-ИЛИ подключены соответственно к выходу генератора импуль-сов, суммирующему и вычитающему входам счетчика, выход которого соединен с входом дещифратора, выход которого подключен к информационномувходу триггера, выход которого сое"динен с первым входом элементаИЛИ-НЕ, выход которого подключенк входу индикатора годности обь"екта, управляющий вход устройствасоединен с входом сброса счетчика,синхровходом триггера, вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и входом индикатора работы устройства