Устройство для вычисления корневых годографов систем автоматического унравления1изобретение относится к автоматике и телемеханике и предназначено для исследования динамических свойств систем автоматического упр

408313 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕДЬСТВУСоюз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 24.1.1972 ( 1738407/18 с присоединением заявкиПриоритет 1. Кл, 60611 Государственный комитетСовета Министров СССРоо делам нзооретенийи открытий публиковано 1 О,Х 11,1973, Бюллетень47ата опубликования описания 15.1 Ч.1974 К 681,14-523Авторизобретени Г. В. РимскийМинский радиотехнический инсти 3 аявител ТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОРНЕВЫХ ГОДОГРАФОВ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к автоматике и телемеханике и предназначено для исследованиядинамических свойств систем автоматическогоуправления,Известны устройства для построения корневых годографов систем автоматическогоуправления, содержащие вентили, группы вентилей, блоки памяти, схемы ИЛИ, схемы задержки, схему сравнения, сумматор, выходыкоторого соединены с первыми входами одноименных вентилей первой и второй групп, первый регистр, выходы которого соединены спервыми входами соответствующих вентилейтретьей группы, второй регистр, выходы которого соединены с первыми входами одноименных вентилей четвертой и пятой групп, первый счетчик, выходы которого соединены спервыми входами одноименных вентилей шестой и седьмой групп, второй счетчик, выходыкоторого соединены с первыми входами одноименных вентилей восьмой и девятой групп,триггеры и генератор импульсов.Однако известные устройства имеют недостаточное быстродействие, невысокую точность работы и ограниченные функциональные 25возможности.Целью изобретения является повышениебыстродействия и точности работы, расширение функциональных возможностей устройства. 30 Для этого устройство содержит схему задания координат и два распределителя синхросигналов, первый вход первого из которых соединен с выходом генератора импульсов и с первыми входами первого и второго вентилей, первый вход второго распределителя синхросигналов соединен с нулевым входом первого триггера и с соответствующим выходом первого блока памяти, вторые входы распределителей синхросигналов соединены с выходом второго блока памяти, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами третьего блока памяти и с первым выходом второго распределителя синхросигналов, второй выход которого соединен с первым входом первой схемы ИЛИ, второй и третий входы которой подключены к соответствующим выходам первого и четвертого блоков памяти, выход первой схемы ИЛИ через первую схему задержки соединен со вторыми входами вентилей первой, второй и третьей групп, третьи входы вентилей первой группы подключены к выходу второго триггера и ко второму входу первого вентиля, выход которого соединен с соответствующими входами четвертого блока памяти и со вторыми входами вентилей девятой группы, выходы вентилей которой подключены к соответствующим входам второй и третьей схем ИЛИ, выход второй схемы ИЛИ соединен со входом второ 4083135 10 15 20 25 30 35 40 50 55 60 65 го регистра, выход третьей схемы ИЛИ через вторую схему задержки подключен ко вторым входам вентилей четвертой группы, выходы которой соединены с соответствующими входами четвертой схемы ИЛИ, выход которой соединен со входом сумматора, выходы которого подключены к соответствующим входам схемы сравнения, выход которой соединен со вторыми входами вентилей шестой и восьмой групп, выходы которых подключены к соответствующим выходам устройства, третьи входы вентилей второй группы подключены к выходу первого триггера и второму входу второго вентиля, выход которого подключен к соответствующим входам первого блока памяти и ко вторым входам вентилей седьмой группы, выходы которой соединены с соответствующими входами второй и третьей схем ИЛИ, один вход схемы сравнения соединен со входом схемы задания координат, с третьим входом первого распределителя синхросигналов и с одним выходом пятого блока памяти, другой выход которого соединен с четвертым входом первого распределителя синхросигналов, первый выход которого соединен с первым входом пятой схемы ИЛИ и с первыми входами вентилей десятой группы, второй выход первого распределителя синхросигналов соединен со вторым входом пятой схемы ИЛИ и с первыми входами вентилей одиннадцатой группы, выход пятой схемы ИЛИ подключен к соответствующим входам пятого блока памяти, вторые входы одноименных вентилей десятой и одиннадцатой групп подключены к соответствующим выходам пятого блока памяти, выходы вентилей десятой и одиннадцатой групп подключены ко входам соответственно второй и шестой схем ИЛИ, третий выход второго распределителя синхросигналов соединен с соответствующим входом третьей схемы ИЛИ, четвертый выход второго распределителя синхросигналов соединен со вторыми входами вентилей пятой группы и с соответствующими входами пятого и шестого блоков памяти, выходы вентилей пятой группы подключены к соответствующим входам шестого блока памяти, выходы которого подключены к соответствующим входам пятого блока памяти, выходы вентилей первой, второй и третьей групп подключены соответственно ко входам третьего и второго блоков памяти и четвертой схемы ИЛИ, входы шестой схемы ИЛИ соединены с соответствующими выходами первого, третьего и четвертого блоков памяти, соответствующие входы второй схемы ИЛИ подключены к соответствующим выходам второго блока памяти, входы счетчиков подключены к соответствующим выходам схемы задания координат, единичный вход второго триггера и соответствующие входы схемы сравнения соединены с соответствующими входами устройства, единичный вход первого триггера соединен с нулевым входом второго триггера и с соответствующим выходом четвертого блока памяти, выход шестой схемы ИЛИ соединен со входом первого регистра.Изобретение пояснено чертежами.На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - функциональные схемы блока памяти и распределителя синхросигналов и их взаимосвязи.Устройство для вычисления корневых годографов систем автоматического управления содержит блок исследования плоскости собственных частот 1, состоящий из блоков памяти 2,3,4 и 5, схем ИЛИ 6,7,8,9 и 10,схем задержки 11 и 12, регистров 13 и 14, счетчиков 15, 16, сумматора 17, схемы сравнения 18, схемы задания координат 19, генератора импульсов 20, триггеров 21, 22, вентилей 23, 24 и групп вентилей 25,26,27,28,2930, 31,32 и 33, и блок формирования фазовых углов 34, состоящий из блоков памяти 35, 36, распределителей синхросигналов 37, 38, схемы ИЛИ 39, групп вентилей 40 и 41.Входы устройства обозначены цифрами 42 и 43, а выходы его - 44 и 45.Кроме того, входы блоков памяти и распределителей синхросигналов обозначены через а, 6, с, Й, е, а их выходы (шины) через ,д,й,1. На фиг. 2 дополнительно приведены входящие в состав блока памяти 36 счетчик адресов 46, дешифратор 47, матрица 48, выполненная, например, на ферритах, схема задержки 49 и входящие в состав распределителя синхросигналов 38 триггеры 50, 51 и вентили 52, 53.Устройство работает следующим образом, Перед запуском устройства все регистры, счетчики, триггеры устанавливают в нуль. В блок памяти 2 вводят абсциссы полюсов 3, (у=1, 2,п) и нулей 6(у=1, 2, пг) передаточной функции разомкнутой цепи (р) Р (р) К. (Р - 1) (Р - 2)(Р - Ап)где К - общий коэффициент усиления системы автоматического управления(САУ),ф(р) - полином степени т; гь г,г -его нули,Фп(р) - полином степени а; рь р,р - егонули, являющиеся одновременно полюсами функции Р(р); р=б+0),В блок памяти 3 перед началом работы вводятся ординаты полюсов о, и нулей оь передаточной функции Р(р). Блок памяти 35 является постоянным и значения фазовых углов а, в него вводятся при изготовлении, причем их адресами служат числа А 1=1 да.По входу 43 в устройство задается значение фазового угла у функции отображенияплоскости собственных частот р на плоскостьсвободного параметра К, равнойр фп (Р)Ф. (Р)Если необходимо строить корневой годограф Теодорчика - Эванса, то угол у равент=Л., я=О, З, 2Для корневого годографа фазовых углов угол у может быть произвольным. В исходном положении блоки памяти 4, 5, 36 должны быть очищены от информации.Корневые годографы строятся на основании соотношенияи т- О о)ф - (иагс 1 д агс 1 до - Ь Р - ВРч гч,ч=1 .:1где ог, аф - соответственно абсцисса и ордината заданной исследуемой точкиплоскости собственных частот,ор пр, - абсциссы и ординаты полюсовпередаточной функции разомкнутой цепи,ог, в - абсциссы и ординаты нулей этойфункции,Запуск устройства осуществляют путем подачи сигнала на вход 42, с которого сигнал поступает на единичный вход триггера 21, Припереходе триггера 21 в единичное состояниевентиль 23 и вентили группы 26 открываются.Синхросигнал от генератора 20 проходит вентиль 23 и производит выдачу абсциссы бр, изблока памяти 2 по его кодовым шинамврегистр 13. При этом на выходевозникаетсигнал, который, пройдя схемы ИЛИ 6, 10 изадержки 11, выдает эту абсциссу через вентили 25 в сумматор 17. Кроме этого, синхросигнал с вентиля 23 поступает на вентили 33и производит опрос кода счетчика 16, где припомощи схемы задания координат рф=,бф+Ъобследуемых точек плоскости собственных частот р задается абсцисса бф. Эта абсцисса Рпоступает через вентили 33 в регистр 14, после чего сигналом со схемы ИЛИ 7 через вентили 29 она передается на сумматор 17, гдепроизводится вычитание,=1 8Эта разность М, через вентили 26 записывается в блок памяти 4, на счетчике адресовкоторого предварительно записывается кодединица.Второй сигнал генератора, пройдя аналогичные цепи, обеспечит получение разности1 Ь 81 6 ри запись ее в блок памяти 4. Подобным образом действия будут повторяться до тех пор,пока не будет вычислена последняя разностьп+ в - - 1 гши записана в блок памяти 4. После этого сигнал с выходной шины Й дешифратора адресаФдгт Ап+а = 50 Четвертый сигнал распределителя синхросигналов 37 обеспечивает передачу частного от деления из регистра 14 через вентили 30 в регистр адреса постоянного блока памяти 35 по входу с и опрос его по входу е, благодаря чему из блока 35 выбираются соответствующие значения фазовых угловаг - агс 1 д А.В частности, для Апгп находят значение Яп+гп=ФгпВыбранные значения фазовых углов записываются в блок памяти 36, переадресовка в котором осуществляется при помощи счетчика 55 60 65 20 25 30 35 40 45 блока памяти 2 устанавливает триггер 21 в нулевое, а триггер 22 в единичное состояние. В результате вентиль 23 закрывается, а вентиль 24 и вентили 27 открываются, Очередной сигнал генератора 20 проходит вентиль 24 и производит выдачу ординаты ап, блока памяти 3 по его кодовым шинамв регистр 13 и выдачу ординаты оф заданной точки рф плоскости р из счетчика 15 через вентили 32 в регистр 14, а затем в сумматор 17 через вентили 29. Задержанный синхросигнал с выхода 1 блока 3 производит выдачу ординаты сор, через вентили 25 в сумматор 17, где вычисляется разность Ьш,: а 1 - сор,.Эта разность Ло, через вентили 27 заносится в блок памяти 5, на счетчике адресов которого через вход Ь предварительно записывается код единица. Следующий импульс генератора производит те же действия, и на сумматоре вычисляется разностьЬЩг -- Щ 1 - о РПоследующие сигналы с генератора 20 обеспечивают нахождение остальных разностей между ординатой вф обследуемой точки и ординатами всех полюсов и нулей передаточной функции разомнутой цепи и запись этих разностей в блок памяти 5. После этого сигнал с выхода й блока 3 устанавливает триггер 22 в нулевое состояние и производит запуск блока формирования фазовых углов 34, запуская распределитель синхросигналов 37.При запуске блока 34 распределитель синхросигналов 37 начинает выдавать сигналы на схемы выборки кодов из блоков памяти 4, 5 и на схемы ИЛИ 6 и 7 регистров 13, 14 для деления считываемых кодов. Первый сигнал распределителя 37 производит выборку разности Мп.п из блока 4 и запись ее в регистр 13, а также разности Лап+,и из блока памяти 5 и запись ее в регистр 14, Второй и третий выходы распределителя 37 обеспечивают выдачу управляющих сигналов для выполнения операции деления и нахождения частного на регистре 14адресов 46, на суммирующий вход которого сигналы поступают одновременно с выдачей чисел на регистр адреса постоянного блока памяти 35. Таким образом, в блоке 36 записываются значения фазовых углов нулейглф,=атс 1 д(р =1,2, т)3 ф - 6и полюсов 5 1 О р, = агсф , Р" ( = 1, 2, и)Р - бКогда будет найдено последнее значениесигналом с выходной шины о блока 5 выключается распределитель синхросигналов 37 и включается распределитель синхросигналов 38. При этом вентиль 52 открывается и через него синхросигналы с генератора 20 начинают поступать на схему выборки кодов из блока 36. Переадресовка чисел в нем производится при помощи счетчика 46, на вычитающий вход которого сигналы поступают с вентиля 52 через схему ИЛИ 39, а сами числа через вентили 41 передаются в регистр 13. Из регистра 13 данные числа поступают в сумматор 17, где осуществляется их сложение, Благодаря этому в сумматоре накаплиигвается величина ,у Когда будет выбрано значение ф, на шине Й дешифратора 47 образуется сигнал, который поступает на нулевой вход триггера 50 и единичный вход триггера 51 (управляющий вход с распределителя синхросигналов 38). Триггер 51 открывает вентиль 53 и сигналы с генератора 20 начинают производить выборку фазовых углов ср, из блока 36 через вентили 40 на регистр 14, а затем на сумматор 17, где производится их выОТчитание из значения ф, . Когда будет выр.=1бран фазовый уголв сумматоре получится число 15 го 25 30 35 40 45 50 55 60 65 т и6 -уС нулевой шины дешифратора 47 (выход о блока памяти 36) сигнал поступает на нулевой вход триггера 51, на запуск схемы сравнения 18 и на схему задания координат исследуемых точек плоскости собственных частот 19. При запуске схемы сравнения 18 число на сумматоре т иЯ о,сравнивается с числом у (у - фазовый угол функции отображения), задаваемым по входу 43. Если эти числа равны, то схема 18 выдает сигнал, который поступает на вентили 28. 31 и производит выдачу координат анализируемой точки плоскости собственных частот на выходы 44, 45 устройства, к которым может быть подключена, например, электропнолу:свая трубка, В противном случае схема сравнения сигнала не выдает и на выходах 44, 45 информация отсутствует.Под действием входного сигнала срабатывает схема задания координат 19 и выдает на счетчики 15, 16 абсциссу и ординату очередной точки плоскости, и весь процесс вычислений повторяется полностью. Закон обследования точек плоскости собственных частот задается схемой 19, при этом анализ можно начинать с любой точки, задавая в исходном состоянии на счетчиках 15, 16 любые заданные числа.Предмет изобретенияУстройство для вычисления корневых голо- графов систем автоматического управления, содержащее вентили, группы вентилей, блоки памяти, схемы ИЛИ, схемы задержки, схему сравнения, сумматор, выходы которого соединены с первыми входами одноименных вентилей первой и второй групп, первый регистр, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих вентилей третьей группы, второй регистр, выходы которого соединены с первыми входами одноименных вентилей четвертой и пятой групп, первый счетчик, выходы которого соединены с первыми входами одноименных вентилей шестой и седьмой групп, второй счетчик, выходы которого соединены с первыми входами одноименных вентилей восьмой и девятой групп, триггеры и генератор импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности работы, расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит схему задания координат и два распределителя синхросигналов, первый вход первого из которых соединен с выходом генератора импульсов и с первыми входами первого и второго вентилей, первый вход второго распределителя синхросигналов соединен с нулевым входом первого триггера и с соответствующим выходом первого блока памяти, вторые входы распределителей синхросигналов соединены с выходом второго блока памяти, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами третьего блока памяти и с первым выходом второго распределителя синхроспгналов, второй выход которого соединен с первым входом первой схемы ИЛИ, второй и третий входы которой подключены к соответствующим выходам первого и четвертого блоков памяти, выход первой схемы ИЛИ через первую схему задержки соединен со вторыми входами вентилей первой, второй и третьей групп, третьи входы вентилей псрвсй группы подключены к выходу второго триггера и ко второму входу первого вентиля, выход которого соединен с соответствующими входами четвертого блока памяти и со вторыми входами вентилей девятой группы, выходы вентилей которой подключены к соответствующим входам второй и третьей схем ИЛИ, выход второй схемы ИЛИ соединен со входом второго регистра, выход третьей схемы ИЛИ че 4 О 8313 10рез вторую схему задержки подключен ко вторым входам вентилей четвертой группы, выходы которой соединены с соответствующими входами четвертой схемы ИЛИ, выход которой соединен со входом сумматора, выходы которого подключены к соответствующим входам схемы сравнения, выход которой соединен со вторыми входами вентилей шестой и восьмой групп, выходы которых подключены к соответствующим выходам устройства, третьи входы вентилей второй группы подключены к выходу первого триггера и второму входу второго вентиля, выход которого подключен к соответствующим входам первого блока памяти и ко вторым входам вентилей седьмой группы, выходы которой соединены с соответствующими входами второй и третьей схем ИЛИ, один вход схемы сравнения соединен со входом схемы задания координат, с третьим входом первого распределителя синхросигналов и с одним выходом пятого блока памяти, другой выход которого соединен с четвертым входом первого распределителя синхросигналов, первый выход которого соединен с первым входом пятой схемы ИЛИ и с первыми входами вентилей десятой группы, второй выход первого распределителя синхросигналов соединен со вторым входом пятой схемы ИЛИ и с первыми входами вентилей одиннадцатой группы, выход пятой схемы ИЛИ подключен к соответствующим входам пятого блока памяти, вторые входы одноименных вентилей десятой и одиннадцатой групп подключены к соответствующим выходам пятого блока памяти, выходы вентилей десятой и одиннадцатой групп подключены ко входам соответственно второй и шестой схем 5 ИЛИ, третий выход второго распределителясинхросигналов соединен с соответствующим входом третьей схемы ИЛИ, четвертый выход второго распределителя синхросигналов соединен со вторыми входами вентилей пятой 10 группы и с соответствующими входами пятогои шестого блоков памяти, выходы вентилей пятой группы подключены к соответствующим входам шестого блока памяти, выходы которого подключены к соответствующим входам 15 пятого блока памяти, выходы вентилей первой, второй и третьей групп подключены соответственно ко входам третьего и второго блоков памяти и четвертой схемы ИЛИ, входы шестой схемы ИЛИ соединены с соответ ствующими выходами первого, третьего н четвертого блоков памяти, соответствующие входы второй схемы ИЛИ подключены к соответствующим выходам второго блока памяти, входы счетчиков подключены к соответствую щим выходам схемы задания координат, единичный вход второго триггера и соответствующие входы схемы сравнения соединены с соответствующими входами устройства, единичный вход первого триггера соединен с нулеЗ 0 вым входом второго триггера и с соответствующим выходом четвертого блока памяти, выход шестой схемы ИЛИ соединен со входом первого регистра.408313 Состави актор А, Зиньковск юрин хред Изд.312Государственного по делам из Москва, Жписн пография, пр. Сапунова, 2 аказ 336/5ЦНИИ В. ЛукашинКамыш никона Коррект Тираж 647комитета Совета Министробретений и открытийРаушская наб., д. 4/5