Устройство для измерения динамических характеристик объекта регулирования

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ даНАМИЧЕСКИХ ХДРАКТЕРИСТИК рБЬЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащее генератор эталонного изменения управляю-щего воздействия, последовательно соединенные электромеханический дат- / чик, подключенный к выходу объекта регулирования, аналоговый умножитель и первый управляемый интегратор , последовательно соединенные первую линию задержки, подключенную J входом к входу объекта регулирования, и формирователь временного интерва , ла, подключенный выходом к-управляю щему входу первого управляемого интегратора , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности измерения характеристик нестационарного объекта, оно содержит последовательно соеданенные генератор линейно изме няющегося напряжения, подключенный входом к заходу тенедатора эталонного изменения управляющего -воздействия и входу второй линии задержки, управляемый аналоговый делитель, усилитель с переменным-коэффициентом усиления, инвертирующий сумматор, Q ® . подключенный вторым входом к входу усилителя с переменным коэффициентом усиления, и втор)й управляемый W интегратор, выход которого подключен к второму входу аналогового умножителя и второму сигнальному входу управляемого аналогового делителя , а управляющий;- вход - к управляющему входу управляемого аналогового делителя, к выходу .второй линии задержки и к входу первой ли нии задержки. оэ о:

. „„SU„„1043600 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(я) 0 05 В 23/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ с.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3455853/24 ла, подключенный выходом к управляю (22) 21.06.82 . щему входу первого управляемого ин(46) 23 09 ° 83. Вюл. lt 35 тегратора,отлнчающееся (72) Ю.М.Гусев, В:Н.Ефанов, . :: тем, что, с целью расширения функВ.Г.Крымский и И.Е.Чечулина циональных воэможностей путем обес(71). уфимский авиационный институт -, ." печения возможности измерения хаим. Орджоникидзе рактеристик нестационарного объекта, (53.) 62-50(088.8) . :.;::-:. оно содержит последовательно сое(56) 1. Авторское свидетельсТво СССР::.. диненные генератор линейно измеР 661511, кл. G 05 B 23/00, 1979 ; няющегося напряжения, подключенный

2. "теория автоматического управ".. = входом к выходу генератора эталонноления. Под ред. Нетушила. М., Выс"::; — го изменения управляющего воздейстшая школа, 1972,.ч.Н, с.334,, " :::. . вия и входу второй линии задержки, рис. 10. 5(б) - (прототип) . .,- : управляемый аналоговый делитель, усилитель с переменным коэффициентом (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ::,:. усиления, инвертирующий сумматор, ДИНАМИЧЕСКИИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЪЕКТА .-.- . - .подключенный вторым входом к входу Я

РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащее генера- :. ..:. усилителя с переменнЫм коэффициентор эталонного изменения управляю- ".." .том усиления, и второй управляемый щего воздействия, последовательно -::..-"- интегратор, выход которого под- . соединенные электромеханический дат-. ", ключен к второму входу аналогового чик, подключенный к выходу объекта .. ;= Умножнтеля и второму сигнальному регулирования, аналоговый умножи- . ...,". входу управляемого аналогового де- Я тель и первый управляемый интегра--." -: лителя, а управляющий;. вход — к уптор, последовательно соединенные :,,...:.-. :. равляющему входу управляемого анапервую линию задержки, подключенную.":. .:: †;„ -:. логовОго делителя, к выходу второй входом к входу объекта регулирования-;, -, линии задержки и к входу первой лии формирователь временного интерва-" .- .:,, нии задержки.

1043600

Изобретение относится к конт рольно-измерительной технике и к автоматическому управлению и может быт использовано для снятия динамических характеристик нестационарного объекта регулирования, например, газотурбинного двигателя.

Известно устройство для определения параметров передаточных функций линейного динамического объекта, которое содержит формирователь вход- 10

3 г ного сигнала, интегратор, компаратор и блок вычисления, при этом второй вход компаратора подключен к выходу формирователя входного сигнала С13. 15

Однако, это устройство предназначено для определения параметров объектов, описываемых дифференциальными уравнениями первого порядка, и не может быть использовано при исследовании объектов более высокого порядка.

Наиболее близким к изобретению является устройство -для измерения динамических характеристик объекта регулирования, содержащее генератор эталонного изменения управляющего воздействия, электромеханический датчик, аналоговый умножитель, первый вход которого подключен к выходу электромеханического датчика, управляемый интегратор, сигнальный вход которого соединен с выходом аналогового умножителя, последовательно соединенные линии задержки и формирователь временного интервала Г2 ).

Однако это устройство дает возмож. ность снимать динамические характеристики лишь стационарных объектов и не применимо для нестационарных 40 объектов регулирования.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности измерения характеристик иестационарного объекта, в частности, измерения харктеристик изображения импульсной переходной функции объекта по Меллину.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее генератор эталонного изменения управляющего воздействия, последовательно соединенные электромеханический датчик, подключенный к выходу объекта регулирования, аналоговый умно.житель и первый управляемый интегратор, последовательно соединенные первую линию задержки, подключенную входом к входу объекта регулирования, и формирователь временного 60 интервала, подключенный выходом к управляющему входу первого управляемого интегратора, дополнительно содержит последовательно соединенные генератор линейно изменяющегося напряжения, подключенный входом к выходу генератора эталонного изменения управляющего воздействия и вхо ду второй линии задержки, управляемый аналоговый делитель, усилитель с переменным коэффициентом усиления, инвертирующий сумматор, подключенный вторым входом к входу усилителя с переменным коэффициентом усиления, и второй управляемый интегратор, выход которого подключен к второму входу аналогового ум1 ножителя и второму сигнальному входу управляемого аналогового делителя, а управляющий вход — к управляющему входу управляемого аналогового делителя, к выходу второй линии задержки и к входу первой линии задержки.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 эталонного изменения управляющего воздействия, вторую линию 2 задержки и генератор 3 линейно изменяющегося напряжения, входы которых подключены к выходу генератора 1 эталонного изменения управляющего воздействия, управляемый аналоговый целитель 4, к первому сигнальному, входу которого подключен генератор 3, а к второму — выход второго управляемого интегратора 5, с выходом управляемого аналогового делителя 4 соединены вход усилителя 6 с переменным коэффициентом усиления и первый вход инвертирующего сумматора 7, при этом выход усилителя 6 с переменным коэффициентом усиления соединен с вторым входом инвертирующего сумматора 7, аналоговый умножитель 8, к первому входу которого подключен выход второго управляемого интегратора 5, а к второму — выход электромеханического датчика 9, управляющие входй управляемого аналогового делителя 4 и второго управляемого интегратора 5 подключены к выходу второй линии 2 задержки, первый управляемый интегратор 10, сигнальный вход которого соединен с выходом аналогового умножителя 8, а управляющий - с выходом формирователя 11 временного интервала, первую линию 12 задержки, включенную между второй линией 2 задержки и формирователем 11. Исследуемый объект

13 включен между второй линией 2 задержки и электромеханическим датчиком 9.

Устройство работает следующим об-, разом.

Генератор 1 эталонного изменения управляющего воздействия вырабатывает сигнал, который поступает на вход второй линии 2 задержки и через время задержки у, определяемое второй линией 2 задержки — на вход

1043600 т 13 Электроме ния У на реакцию x(t) объекта 13 исследуемого объекта 1 . Электроме-

xàíè÷åск д анический датчик 9 измеряет реак- на эталонное изменение управляющего воздействия. Результирующее е е ато а 1 эталонного напряжение поступает на сигнальходной сигнал генератора этало ный вход первого управляемого интегизменения управляющего воздействия: также запуск р ж зап скает генератор 3, на ратора

Интегрирование начинается с мовыходе которо о ф р Ру г фо ми ется линейт сдвинутого относительно моееся во в емени напря- мента, т поступления эталонного изменежение, поступающ ее на пе вый сигналь-, мента

P ния и авляющего воздействия на веный вход упра и авляемого аналогового ния упра

10 личину (+ ). Это объясняется тем, делител . Ро и еля 4. На второй сигнальный. что для некоторых функций интеграл вход управляемо вляемого аналогового де-

Меллина с нижним пределом, равным я пост пает сигнал ч с выхонулю оказывается расходящимся. Вео п авляемого интеграто- н личина $ задается первой линией 12 ра 5. Процессы деления в управляеоговом делителе 4 и интегри- 5 задержки. мом аналогов д . Процесс интегрирования продолжаетя во вто ом управляемом инся до момента Т+, где Т вЂ” интервал тегратор ато е 5 .начинаются с момента,. мента по- интегрирования. еличина его опресдвинутого относительно момента поделяется блоком ll и выбирается, исходя из требований к точности зату-;

РатоР эталонного измен ниЯ Управ 20,,„"„ „,х н го и „е„,, ж,ж ляемого воздействия на величину. . дуемом объекте б е13

С выхода управляемого аналоговоП и + (Ф<,Т+ф на выходе формигп делителя 4 си н л — / г а М = у /т+ „пователя 11 действует разрешающий ступает на первый. вход инвертирующ его Ровате сумма ор т а 7 и вход усилителя 6 с пеправляющий вход первого управляременным коэффициентом усиления К. упра а 10. илителя 6 с, емого интегратора 1

Выходное напряжение усил т

Ф Т у выходе формироватепеременным коэффициентом усилены я Ф При > +тна . ля 11 присутствует запре а п ещающий сигподается на второй вход инвертирующего сумматора 7. Сигнал U с выхода нал rIÐ í инвертирующего у его с мматора 7 поступает прекращается, т.е. на авля- ройства по истечении времени (Т+у) на сигнальный вход второго управля действует. напряжен емого интегратора 5. риближенно равна значению

Так как сигнал U на сигнальном торого при л изображения импульсн сной переходной входе второго управляемогО интегра» ункции объекта по елли

М лину при тора 5 и сигнал у на его выходе -. связаны между собой зависимостью S=- 1ñ: т+у

-14+1 в = о с(-1<1=i x(t)H+yl

С ф а сигнал U на сигнальном входе вто- f+ достаточно рого управляемого интегратора 5 с . 40 и совпадает с ним при до больших величинах интерв вала T инсигналом М на выходе управляемого лителя 4 — зависимос- тегрирования. аналогового делителя

Использование в подынтегральном тью U- =-(+1)Ч, то результирующий выражении Функции Т (1+ ) (+1) вместо сигнал на выходе второго управя т внос т (к+"1 осит некоторую погрешность. ляемого интегратора 5 представл е 45

Однако при задании собой результат решения дифферензначений задержки и адержки g(c $ можно полуциального уравнения треб-емой точностью . Ит =-Ф,1) — („(К „„,-%

+У на всем интервале интегрирования.

50 Изменяя коэффициент усиления 1, уси или ау .„ (у) лителя 6 с переменным коэффициенч ) + том усиления, можно по точкам снять характеристику нестационарного которое при нулевых начальных услообъекта регулирования. (к+" 55

"= (с+7) б азом введение дополНапряжение у с выхода второго управ- Таким образом, ляемого интегратора использ ляемо о р р 5 ользуется нительных блоков и связей позволяет расширить функциональные возможв качестве вспомогательного напрябеспечежения, подаваемого на первый вход ности устройства за счет о еспечения возможности получения харак чения характеаналогового умножителя 8, в котоистик нестационарных нарных объектов ром происходит умножение напряже- Р

ВНИИПИ, Заказ. 7335/49 Тираж 874 Подписное ектная 4

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проек