Анализатор переходных процессов

. н;ц,. -. 1 779976 О П И АЙ-И Союз СоветскикСоцивлистическикРеспублик ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) П риоритет по делам изобретений и открытийДата опубликования описаиия 17,11,80(54) АНАЛИЗАТОР ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ 1Изобретение относится к области автоматического регулирования и.может быть применено для определения параметров переходных процессов при построении следящих систем.Известн 1 анализаторы переходных процессов Я, содержащие блок управления, нормирующий блок и входные и выходные клеммы анализатора,Такие анализаторы не позволяют автоматически определять все параметры пе-реходных процессов.Наиболее близким к изобретению является анализатор переходнык процессов 23, содержащий блок определения час тоты, блок управления, первый выход кот 5 торого соединен с первым выходом анализатора, вход которого связан со входом нормирующего блока, выход которого соединен со входом блока определения экст 20 ремума, первый выход которого соединен с первым входом блока определения времени затухания, а второй выход - со входом блока управления, второй выход кото 2рого подключен ко входу блока определения времени достижения экстремума, вы,ход которого связан со вторым входом -блока определения затухания, причем выходы блока определения частоты, блока определения времени затухания И первый выход блока определения экстремума соединены с соответствующими выходамй анализатора.. Это устройство определяет параметры переходного процесса на основании обработки по определенным алгоритмам значения первого экстремума и времени его достижения, Однако обычно порядок исследуемого объекта неизвестен. В связи с этим при расчете параметров переходного процесса возникает погрешность, вызванная неправильным заданием порядка исследуемого обьекта.Целью изобретения является повышение точности анализатора.Поставленная цель достигается тем, что второй выход блока управления соединен со входом блока определения час3 77тоты и третьим входом блока определениявремени затухания, к четвертому входукоторого подключен выход нормирующегоблока.Кроме того, анализатор отдичаетсятем что бдок определения частоты содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, счетчик первыйкщоч и элемент опредедения обратной величины, выход которого связан с выходом блока, вход которого соединен совторым входом первого ключа и сбрасыва ющим входом счетчика.Кроме того, анализатор отличается тем,что блок определения затухания содержитпоследовательно соединенные второй кпюч,элемент памяти и третий ключ, задатчикустановок, нудь-орган, три перекдючателя, второй счетчик и элемент сраЬйения,первый вход которого соединен с первымвходом блока, второй вход - с выходомпервого перекдючатедя и первым входомнуль-органа, второй вход, которого соединен с четвертым входом блока, выходс управляющим входом второго ключа,сигнапьный вход которого подключен ковторому входу блока, третий вход которого соединен с управпяющими входамиперекдючателей, выход - с выходом третьего кщоча, управляющий вход которогосоединен с выходом счетчика, один входкоторого подключен к выходу второгоперекдючателя, а другой вход . - к выходу третьего переключателя, причем выходы эдемента сравнения связаны с соответствующими сигнальными входами второго и третьего переключателей, а сигнапьные входы первого переключателясоединены с соответствующими выходами задатчика уставок,.,На фигуре 1 представпена структурнаясхема анализатора переходных процессовна фиг.2 - структурная схема блока определения частоты на фиг,3 - структурная схема блока определения временизатухания,Структурная схема анализатора переходных процессов (фиг.1) содержит блокуправления 1, выход анализатора 2, нормирующий блок 3, вход анализатора 4,блок определения экстремума 5, бпок опредедения времени затухания 6, блок опредедения времени достижения экстремума 7 и блок определения частоты 8, выходы анализатора 9,10 и 11.Блок определения частоты 8 (фиг.2)содержит генератор тактовых импульсов12, первый счетчик 13, первый ключ 14 9976 фи элемент определения обратной величины 15.Блок определения времени затухания6 содержит элемент сравнения 16, нульорган 17, переключатель 18, захватчик(уровня) установок 19 (окончания переходного процесса), второй ключ 2 С, переключатели 21 и 23 второго счетчика23, ключ 24, элемент памяти 25. Вход4 и выход 2 анализатора подключенысоответственно к выходу и входу объекта26,Анализатор работает следующим образом,На вход обьекта 26 подается ступенчатый входной сигнапВыходной сигналобьекта при достижении установившегося.уровня нормируется до заранее заданного уровня, При этом с блока управления1 подается сигнад, разрешающий работублока определения времени достиженияэкстремума 7, Одновременно снимаетсясигнал со входа обьекта 26. При этомвозникает переходной процесс, сигналкотороГо поступает на входы блока опредепения экстремума 5 и блока опредедения времени затухания 6. В последнемсигнал сравнивается в нуль-органе 17с одним иэ пороговых напряжений, поступивших на другой вход нудь-органа 17через перекпючатель 18 с задатчика уставок 19. В момент равенства сигналов на входах нудь-органа 17 на еговыходе возникает сигнал, свидетельствующий о том, что сигнал (переходной проИцесс) находится в диапазоне значений,определяющих окончание переходного периода, По этому сигналу значение кодавремени из блока определения временидостижения экстремума 7 через первыйкпюч 24 записывается в элемент памяти 25. Если два ближайших за этим моментом времени экстремума переходногопроцесса находятся внутри пороговых нап 4ряжений, то значение кода времени изэдемента памяти 25 через третий ключ24 поступит на выход. Для определениятого, где находятся эти два экстремума,служит элемент сравнения 16, перекдю- .чатеди 21 и 2,2 и второй счетчик 23,Значение очередного экстремума переходного процесса поступает с блока определения экстремума 5 в блок определениявремени затухания 6 на элемент сравнения 16, где сравнивается с одним изфф пороговых значений, поступивших черезперекщочатедь 18, Элемент сравнения16 имеет два выхода, на одном из кьторых появляется сигнал, в случае, если779976 5экстремум больше порогового уровня, а на другом, - если меньше, Пройдя через переключатели 21 и 22, эти сигналы поступают на счетный вход и вход установки нуля второго счетчика 23. 5 Переключатели устанавливают таким образом, чтобы при сравнении максимального значения переходного процесса с максимальным пороговым значением выход " больше " элемента сравнения 16 б подключался ко входу установки нуля второго счетчика 23, а выход меньше" к счетному входу, В этом случае, если максимум больше порогового значения, то он находится вне пороговых значений И и счетчик очищается. В противном случае в счетчике добавляется единица. При достижении следующего экстремума ( в данном случае минимума) переключатели установятся в противоположное положение сигналом, поступившим с блока определения экстремума 5 через блок управления 1, В этом случае в элементе сравнения 16 с переходным процессом будет сравниваться минимальный пороговый уровень, выход "больше", будет подсоединен к счетному входу счетчика 23, а выход меньше" к выходу установки нуля. Таким образом, если минимум будет меньше порога, то счетчик очистится, в противном случае в него будет добавлена единица. Соедовательно, условие того, что два подряд экстремума находятся внутри порогов, эквивалентно тому, что значение хода счетчика 23 не меньше 2-х, В момент достижения значения 2 счетчик 23 раз Зй решит прохождение через ключ 24 кода, записанного в элементе памяти 25 и равного времени вхождения переходного процесса в заданный коридор значений. 40 Определение частоты затухающих колебаний производится в блоке определения частоты 8 по двум соседним экстремумам, Это происходит следующим образвм ц по сигналу с блока управления 1, определяющему момент достижения экстремума, В этот момент числовой код с первого счетчика 13 через первый ключ 14 поступает на элемент определения обрат- р ной величины 15, После этого первый .счетчик 13 очищается и начинается новое измерение времени путем подсчета им, пульсов генератора тактовых импульсов 12, Таким образом, определяется время между двумя экстремумами переходного процесса, т.е. полпериода. В элементе определения обратной величины 15 определяется частота затухающих колебаний.( Следует отметить, что, если при исследовании следящих систем на вход блока определения экстремума 5 подать разность между входным и отрабатываемым воздействием, то измерение параметров переходного процесса можно производить при любом входном воздействии (не обязательно ступенчатом).Таким образом, и время затухания переходного процесса и частота затухающих колебаний вычисляются по виду переходного процесса, в то время как в известном устройстве параметры переходного процесса определялись по значению и времени достижения первого экстремума. Это при неправильной оценке порядка исследуемого объекта обуславливало методическую погрешность, которая устраняется в описанном. анализаторе, Так может оказаться, что входное воздействие, которому подвержена следящая система и рабочем режиме содержит частоты, равные частоте затухающих колеба-. ний. Если последняя определена неверно, то при работе система может выйти из строя, что приведет к большим материальным затратам.Такой анализатор устраняет недостатки и увеличивает точность определения параметров переходного процесса. Формула изобретения 1. Анализатор переходных процессов, содержащий блок определения частоты, блок управления, первый выход которого соединен с первым выходом анализатора, вход которого связан со входом нормируюшего блока; выход которого соединен . со входом блока определения экстремума, первый выход которого соединен с первым входом блока определения времени затухания а второй выход - со входом1блока управления, второй выход которого подключен ко входу блока определения времени достижения экстремума, выход которого связан со вторым входом блока определения времени затухания, причем выходы блока определения частоты, блока определения времени затухания и первый выход блока определения экстремума соединены с соответствующими выходами анализатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности анализатора, второй выход блока управления соединен со входом блока определения частоты и третьим входом блока определения времени затухания, к четвертому входу которого подключен выход нормирующего блока.7 77992. Анализатор по п.1., о т л и ч аю щ и й с я тем, что блок определения . частоты содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, счетчик, первый ключ и элемент опреде-. ления обратной величины, выход которого связан с выходом блока, вход которого соединен со вторым входом первогоключа и сбрасывающим входом первогосчетчика.03, Анализатор по п.1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что блок определениявремени затухания содержит последовательно соединенные второй ключ, элементпамяти и третий ключ, задатчик устано 15вок, нуль-орган, три переключателя, второй счетчик и элемент сравнения, первыйвход которого соединен с первым входомблока, второй вход - с выходом первогопереключателя и первым входом нуль 20органа, второй вход которого соединенс четвертым входом блока, выход - с управляющим входом второго ключа, сигналь 7(ный вход которого подключен ко второму входу блока, третий ихол которогосоединен с управляющими входами переключателей, выход - с выходом третьегоключа, управляющий вход которого соединен с выходом второго счетчика одинвход которого подключен к выходу второгопереключателя, а другой вход - к выходутретьего переключателя, причем выходыэлемента сравнения связаны с соответствующими сигнальными входами второгои третьего переключателей, а сигнальныевходы первого переключателя соединеныс соответствующими выходами задатчика Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Блейз Е. С. и др. Динамика электромашинных следящих систем. М"Энергия", 1967, с. 69.2. Авторское свидетельство СССР Мо 392464, кл, 605 В 23/02, 1973 (прототип).779976 Васильев 956 . Пнного комитета Сий и открытий Раушская наб. Заказ 9323/13 Тираж ВНИИ ПИ Государстве по делам изобретенписноеССР 4 Патент, г,Ужгород, ул, Проекты филиал Составитель В.Редактор Г, Улыбина Техред Н.Бабурка КорректорМ, Шароши