Устройство для контроля динамических систем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ по авт.св. №769496, отличающееся тем, что, с целью увеличения полноты , контроля,.в устройство введены третий усилитель и дополнительный элемент задержки, вход которого подключен к выходу компаратора, первый вход третьего усилителя соединен с одним выходом второго задатчика коэффициента усиления, второй вход - с выхо ,дом второго элемента задержки, а вЫ ХОД - с дополнительным выходом устрОЙСТВа-

С(МОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3ДЦ G 05,B 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕПЬСТВЪ

»»»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

„ 61 ) 769496 (21 ) 3411569/18-24 (22) 22.03.82 (46) 07.08.83. Бюл, Р 29 (72) Б,П. Анисимов, В.Д. Гришин, Л.М. Мушниченко и .В.А. Савичев (53) 681.325(088>8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 769496g кл. 0 05 В 23/02., 1980 (прототип).

;(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ по авт.св..

„„SU141А

Р 769496, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения полноты контроля, в устройство введены третий усилитель и дополнительный элемент задержки, вход которого подключен к выходу компаратора,.первь|й вход третьего усилителя соединен с одним выходом второго задатчика коэффициента усиления, второй вход - с выхо« ,дом второго элемента задержки, а вы ход — с дополнительным выходом уст ройств=1034018

Изобретение-отноСится к автоматике и может быть использовано в научных исследованиях и при контроле систем автоматического управления.

Известно устройство для контроля динамических систем, содержащее генератор тест-сигналов, подключенный к одному выходу устройства, и включенные последовательно компаратор один вход которого соединен с первым входом устройства, и блок оценки результатов контроля, подключенный к другим выходам устройства, сумматоры, инвертор, накопитель, элемент задержки, усилители, задатчики коэф фициентов усиления, импульсный пре- 15 образователь, вход и первый выход которбго подключены соответственно к второму входу устройства и одному входу первого сумматора, и генератор последовательности импульсов, соединенный входами с вторым выходом импульсного преобразователя и третьим входом устройства, а выходом через первый задатчик коэффициента усиления с управляющим входом первого усилителя, информационный вход которого подключен к выходу накопителя и через инвервор к другому входу первого сумматора, подключенного выходом к информационному входу второго усилителя, управляющий вход которого соединен с одним выходом второго задатчика коэффициента усиления, подключенного входом к второму выходу импульсного преобразователя и другим выходом через элемент задержки35 к одному входу накопителя, другой вход KoTopdro через второй сумматор соединен с выходами усилителей, причем выходы второго сумматора и первого усилителя подключены к другим 40 входам компаратора (1).

Недостатком известного устройства, является ограниченная полнота контроля из-за разомкнутого контура системы Регулирования, что не позво- 45 ляет осуществить проверку в реальном режиме работы контролируемой системы.

Цель изобретения — увеличение пол-. ноты контроля.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля- динамических сиатем введены третий усилитель и дополнительный элемент задержки, вход которого подключен к выходу компаратора, первый вход третьего усилителя соединен с одним выходом второго задатчика коэффициента усиления, второй вход — с выходом второго элемента задержки, а выходс дополнительным выходом устройства. Я)

На чертеже показана функциональ ная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 тест-сигналдв, импульсный ггресеразователь 2, первый сумматор 3, первий усилитель 4, второй сумматор 5, накопитель 6, инвертор 7, второй усилитель 8, первый эадатчик 9 коэффициентов усиления, элемент 10 задержки, генератор 11 последовательности импульсов,. второй задатчнк 12 коэффициента усиления, компаратор

13, блок 14 оценки результатов контроля, дополнительный элемент 15 за-. держки „ и третий усилитель 16 и вы-. числитель 17 °

Устройство работает следующим образом.

Стимулирующее воздействие с выхода генератора 1 подается на первый вход контролируемой динамической системы. На выходе последней появляется случайный вектор состояния w(t), служащий входным сигналом преобразователя 2. По этому сигналу вычисли" тель 17 реализует получение значений текущей W(k+1/k+1) и предсказанной (+1/k) оценок, на основе которых с помощью блоков компаратора 13, элемента 15 и усилителя 16 осуществляется управление состоянием контролируемой динамической системы, а блок 14 оценивает результаты контроля и управлейия.

В связи с этим рассмотрим два режима Работы устройства.

Режим определения текущей оценки

0(1+1/k+1) и управления текущим сос. тоянием.

Работа начинается с нулевого ,/ значения оценки Wp (O/0)=0 (накопи" теле б — нулевое значение оценки), В момент k = 0 по приходу на вход импульсного преобразователя 2 случайного значения сигнала W <(t ) (в данном случае, при k = 0 Wp (I)) длительностью, обеспечивающей нормальное срабатывание элементов схемй устройства, и амплитудой, соответствующей значению W>(t) в момент k=0, сигнал W > (k+1 ) с одного из выходов преобразователя 2 поступает на входы второго задатчика 12 коэффициента усиления и генератора 11 последовательности импульсов, с другого выхода на первый вход сумматора 3. Второй задатчик 12 коэффициента усиления обеспечивает установку коэффици-. ентов усиления k>(k+1) при k = 0, k (I) усилителя 8, усилителя 16

М„ Ъ, k 1) при к = 0 Ч „(0-1)=0 и управ ление сбросом накопителя б старой оценки через элемент 10 задержки, имеющий задержку на один шаг (такт счета). Первый задатчик 9 коэффициента усиления с помощью генератора

11 импульсов обеспечивает установку коэффициента усиления усилителя 4 ф (+1, k) при k = 0 Ф (1,0). В этот момент времени при k = 0 на втором входе сумматора 2 сигнал W (0/0)=0 с выхода сумматора 3, сигнал Ид(?), усиленный усилителем 8 в k 1(17 раз,.

1 034018

Составитель В. Руднев

Редактор Н: Ковалева Техред N.Кузьма Корректор A. Ильин

За аз 5625/51 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.

Ужгород, ул. Проектная, 4 пройдя через сумматор 5, поступает в накопитель б и компаратор 13, т.е. полученное значение оценки w„(1/1 ) передается в компаратор 13 и задерживается в накопителе б, обеспечи-. вающем выдачу сигнала W>(h/k) на вход усилителя 4 и через инвертор 7 на вход сумматора 3. Вычисленное значение оценки 9 (1/1) сравнивается компаратором 13 с соответствующим значением Uпо,величина отклоне- 10 ния дП „ передаемся в блок 14 оценки результатов контроля и задерживается в элементе 15 задержки на один шаг до момента поступления (следующей величины отклонения. В момент k = 0 Y>=- 0; управление конт-. ролируемой системой не осуществляется.

В момент k 1 поступившее с выхо-, да преобразователя 2 на первый вход сумматора 3 значение сигнала w>(k+1) при и = 1+- w>(2) суммируется с сигналом 9 (1/1), имеющимся на втором входа последнего. Полученный с выхода сУмматоРа 3 сигнал w„(k+ 1/k)

= WZ(k+1) — Ф (+1, k) „ (/k) в данном:случае при k = 1 w (2, 1) = w>(2)-4>(2,1) . 9A(1/1), усиленный усилителем 8 в kA(2) раз, подается на первый вход сумматора 5, на второй вход которого поступает из накопителя б предыдущее значение оценки w (1/1), усиленное усилителем 4 в ф (k+1,1 ), при k = 1 в ф (2,1) раэ. Полученное в результате суммирования указанных величин на выходе сумматора 5 теку- 35 щее значение оценки состояния

% (®+ /K+4)=фp(K+ K)i p (К/К)+ К (К+-i) „

Л

)W„(K<)- ф (Kq, К) Ф„(Ку К)), л

"* Л(/")=ф„(,К),(К- Ь- ). УК K„j

«d V„(к- ), в данном случае при k = 1.

% (Z(2)= I„(2, 14„(l )+Kл (2)(®Ä(2)- „(, ) „(1И, где ф (/- )=ф (1 ()АЦ (p/p)+Чр (1,0) Ь (0)ю передается в компаратор. 13 и задерживается в накопителе б. В компараторе 13 определяется величина откло-. нения ьпмр (е ), котоРая поступает 55 в блок 14 оценки результатов контроля и в элемент 15 задержки, где, казанное значение задерживается, . а хранившееся значение UÄ (О). передается на вход усилителя

1б. Значение. U„ (0) усиленное

:усилителем. 1б 4, (k, k - 1) при k = 1 в 9 (1,0) раз, воздействует на управляющий вход контролируемой динамической систеьы, приводя ее в нормальное состояние, В дальнейшем (при k = 2,3...,) описанный цикл повторяется.

Режим предсказания оценки на заданный интервал времени Я (Х+1/k).

В этом режиме в соответствии с установкой с заданного интервала предсказания: ("установка t ") в зад генераторе 11 последовательности импульсов последний с помощью перного задатчика 9 коэффициента Усиления обеспечивает установку коэффициента 4 усиления усилителя на .величину ф (К+1, k), что позволяет усиливать W>(k/k) в указанное. число раз, обеспечивая тем самым выдачу через второй вход сумматора 5 на вход компаратора 13 предсказанного значения оценки на 1 шагов вперед Ч„(Е+1/k)=

C»(k+1,k) f >(k/k), т.е. на заданный интервал времени.

В остальном работа устройства аналогична работе в первом режиме.

Вычисленные значения оценок сравниваются в компараторе 13 с соответствующими значениями Q и по величиор не отклонения д0„орсхема управления (элемент 15 и усилитель 16) вырабатывает соответствующий сигнал управления, приводящий состояние контролируемой системы к норме, а блок 14 оценки результатов контроля выдает один из сигналов "Годен до и д (на заданный интервал времени объект контроля годен )или "Не годен".

При контроле состояния динамической системы используются определенные при синтезе системы номинальные значения оценок и допустимые их отклонения Ьц„ор, значения параметров ф, Г )l, k. (Положительный эффект изобретения заключается в том, что оно позволяет управлять .поведением конт-. ролируемых динамических систем, создавая им реальный режим работы гри проверках, что увеличивает полноту контроля.