Устройство для измерения параметров инерционных звеньев систем регулирования

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕИВЙИЯ ПАРАМЕТРОВ ИНЕРЦИОННЫХ ЗВЕНЬЕВ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащее измерительный блок, первый операционный уси штель , второй операционный усилитель, последовательно соединенные первые интегратор, подключенный первьаа и вторыми соответственно к первенцу входу устройства и выходу первого операционного усилителя, и второй интегратор , подключенный вторым входом к выходу второго операционного ус1ллителя , вход первого операционного усилителя подключен к второму входу устройства , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения устройства , содержит переключатель, подключенный пёрвьол и вторБВ входами соответственно к выходу и второму ВХОДУ второго интегратора, a выходом - к входу измерительного блока, первый измерительный многооборотный потенС i oMexp, подключенный параллельно S первому операционному усилителю, вто (Л рой измерительный кшогооборотный потенциометр , выход первого операционс ного усилителя через второй измерительный многооборотмый потенциометр соединен с входом второго операционного усилителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИМИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ае - св

5(Ю 6 05 В 23 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 328 7427/1.8-24 (22) 15.05.81 (46) 07.05.83. Бюл. В 17 (72) A.Ô.Ãðèøêîâ, A Í.Гуляев и И.Г.Дорух (53) 62-50.{088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 467332, кл. G 05 В 23/02, 1971.

2. Борцев Ю.A. Суворов Г.В, Шестоков Ю.С. Экспериментальное определение параметров автоматизированных электроприводов. Л., Энергия, 1969, с, 13.

3. Авторское свидетельство СССР

В 622058, кл. G 05 В 23/02, 1978 (прототип). (54)(57)..УС1РОИСЮВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ÈAPANETPOB ИНЕРЦИОННЫХ ЗВЕНЬЕВ СИСТЕМ

РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащее измерительный блок, первый операционный усилитель, второй операционный усилитель, последовательно соединенные первый интегратор, подключенный первым и,вторыми соответственно к первому входу устройства и выходу первого операционного усилителя, и второй интегратор, подключенный вторым входом к выходу второго операционного усИлителя, вход первого операционного усилителя подключен к второму входу устройства,. о т л и ч а ю щ е е е я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения устройства, содержит переключатель, подключенный первым н вторым входами соответственно к выходу н второму входу второго интегратора, а выходом - к входу измерительного блока, первый измерительный многооборотный потенциометр-, кщключенный параллельно Я первому операционному усилителю, вто- рой измерительный мйогооборотный потенциометр, выход первого операционного усилителя через второй измерительный многооборотный потенциометр соединен с входом второго операцион- Я ного усилителя.

1016773

Изобретение относится к автоматическому регулированию и мо .ет быть использовано при исследованиях и наладке систем автоматического регулирования.

Известно устройство для измерения параметров инерционных звеньев систем автоматического регулирования, содержащее сумматор, интегратор, входы которого связаны с входами устрой10

15 ства, в выход - с измерительным прибором (1) .

Известно устройство для измерения параметров инерционных звеньев систем регулирования, содерх<ащее интег ратор, первый вход которого связан с первым входом устройства, и измери. тельный блок (2).

Недостатком известных устройств является то, что с их помощью можно измерять параметры только одного типа звеньев — звеньев первого порядка, в то время как на практике часто встречаются звенья второго порядка.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее два интегратора, два блока деления напряжения, 20

25 два блока маштабирования и измерительный блок. Устройство позволяет изме-, рять коэффициенты при обеих производных дифференциального уравнения исследуемого звена второго порядка (3).

Однако такое устройство не позволяет определять коэффициент передачи звена, что ограничивает его функциональные возможности. Кроме того, наличие двух блоков деления приводит к громоздкости и сложности устройства в целом, а такх<е вносит большую погрешность при измерении параметров инерционного звена.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, повышение точности и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее измеритель- 45 ный блок, первый операционный усилитель, второй операционный усилитель, последовательно соединенные первый интегратор, подключенный первым и вторым входами соответственно к первому входу устройства и выходу первого операционного усилителя, и второй интегратор, подключенный вторым входом к выходу второго операционного усилителя, вход первого операционного усилителя подключен к второму вхо-5 ду устройства, содержит переключатель, подключенный первым и вторым входами соответственно к выходу и второму входу второго интегратора, а выходом - к входу измерительного, 60 блока, первый измерительный многообо-; ротный потенциометр, подключенный параллельно первому операционному усилителю, второй измерительный многооборотный потенциометр, выход перво- 65, го операционного усилителя через второй измерительный многооборотный потенциометр соединен с входом второго операционного усилителя, На чертеже показана структурная схема устройства для измерения параметров инерционных звеньев систем регулирования.

Устройство содержит последовательно соединенные первый 1 и второй 2 интеграторы, переключатель 3 и измерительный блок 4, а также блоки 5 и

6 масштабирования, причем выход первого блока 5 масштабирования подключен к второму входу интегратора 1 и к входу второго блока 6 масштабирования, выход которого подключен к второму входу интегратора 2 и второму входу переключателя 3.

Блок 5 масштабирования состоит иэ первого операционного усилителя 7, в цепь обратной связи которого включен измерительный многооборотный потенциометр 8, а блок 6 масштабирования состоит из второго операционного усилителя 9, во входную цепь которого включен измерительный многооборотный потенциометр 10. В качестве потенциометра может быть использован 40-20-ти оборотный презиционный миниатюрный линейный потенциометр ППИЛ-M (ТУ-04094-66).

Вход ll устройства подключен к первому входу интегратора 1 и к входу исследуемого звена 12, а вход 13к входу блока 5 масштабирования и вы" ходу исследуемого звена 12.

Устройство работает следукщим образом.

Допустим, что передаточная функция исследуемого звена 12 имеет вид а(И вЂ”

К

Д 2+фр+ 1 (1 } где К, А, В - постоянные коэффйциен-. ты, которые требуется определить.

На вход 11 устройства подается скачкообразный сигнал, который поступает и на вход исследуемого звена 12. В установившемся режиме, изменяя коэффициент передачи интегратора 1 по входу 11, добиваются максимального напряжения на его выходе (интеграторы 1 и 2 работают в масштабном режиме). Затем, вращая шкальный механизм потенциометра 8, изменяют коэффициент передачи блока 5 масштабирования до тех пор, пока на выходе интегратора 1 установится нулевой уровень сигнала. При этом напряжение на выходе блока 5 масштабирования будет равно где К - коэффициент передачи блока

5 масштабирования, обратная величи1016773

"г = )1- )Ь) -" (6}

С учетом (3) к (5) получим

КО К КО

{7) илн (4) Составитель В.Кузин

Редактор Н.Безродная Техред О.Неце

Корректор Л. Бокшан

Заказ 3385/47 Тираж 874 .Поднксн

ВНИИПИ Государетвенкого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж»35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г,Ужгород, ул.Проектная, 4 на которого соответствует показанию шкалъного механизма потенцкометра 8. устройство возвращ. ется в исходное состояние. Интегратор -) переводят в режим интегрирования. На вход

11 устройства вновь подают скачкообразный сигнал.

В установйвшемся режиме; изменяя коэффициент передачи интегратора 2 по первому входу, на который поступает сигнал с выхода интегратора 1, 10 устанавливают максимальное напряженке на его выходе. Затем, вращая шкальный механизм потенциометра 10, изменяют коэффициент -передачи блока б масштабирования до тех пор, пока )5 на выходе интегратора 2 установится нулевой уровень сигнала. При этом напряжение на выходе блока 6 масшта- бирования будет равно

ОЬ= КУК6ЦЕЫХ! 20

{3) где Кб " коэффициент передачи блока

6 масштабирования,. величина которого соответствует показанию шкалъного механизма потенциометра 10. . Устройство возвращают в исходное состояние, Переключатель 3 ставят в положение, изображенное на чертеже, а интег 3О раторы 1 и 2 переводят в режим интегрирования. Затем на -вход ll устройства подают скачкообразный сигнал к фиксируют.сигнал U на выходе интег2 ратора 2 измерителънъва.блоком 4 и фиксируют показания шкалъных механизмов потенциометров 8 и 10.

Учитывая, что на первый вход интегратора 1 поступает сигнал U+< а на второй его вход сигнал 0 с протн5 воположнык знаком,.сигнал на выходе 40 интегратора 1 определяется выражением где — оператор интегрирования.

1 45

С етом (2) получим о к ),„

Если на первый вход интегратора 2

;поступает сигнал 0„, а на второйсигнал U4, с противоположным знаком, то сигнал П2 на выходе интегратора 2 определяется выражением

Затем переключатель 3 переводят в положение, противоположное изображенному на чертеже.

Прк этом на вход измерительного блока 4 поступает сигнал с выхода блока б масштабирования. Изменяя коэффициент передачи блока 6 масштабкрования, добиваются того же уровня сигнала на входе измерительного блока .4, что был в положении переключателя 3, изображенном на чертеже, и

Фиксируют показания шкального .механизма потенцкометра 10. Это значение обозначим К 6. При этом получим

"вх "Р8ык " "ь"эых „„ „(8)

2 2 P 6 5blx

О,х 1!К5

Р +"ЬP++

Ь . (9)

Сравнивая уравнение (9) с уравнением (1), можно сделать вывод, что коэффициент передачи К исследуемого звена 12 равен величине 1/К и. соот5 ветствует показанию шкального механизма потенцкометра 8.

Коэффициент A равен коэфФициенту передачк КЬ, а коэффициент  — К(, соответствующих показаниям шкального механизма потенциометра 10 блока б масштабирования при различных положениях переключателя 3.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет определять не только коэффициенты при производных дифФеренциального уравнения исследуемого звена 12, но и коэффициент передачи данного звена, что расширяет функцио" нальные возможности .устройства.

Кроме того, устройство проще и обладает высокой точностью, так как не содержит блоков деления.