Устройство для контроля времени переходного процесса

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВРЕМЕНИ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА, содержащее первый и второй пороговые бло-. ки, входы которых соединены с входом устройства, а выходы - с соот-г ветствугощими входами элемента И-НЕ, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу генератора стабильной частоты, а установочный вход к первому выходу блока управления, второй выход которого является выходом устройства, а первый и второй входы блока управления соединены соответственно с выходом генератора Стимулирующих сигналови входом запуска устройства,о тличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены блок сравнения и регистр, управляющий вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ, информационный вход - к выходу счетчика, а выход подсоединен к первому инФорма- $ ционному входу блока сравнения, (Л второй информационный вход которого является задающим входом устройства , а управляющий вход подключен к третьему выходу блока управления, третий вход которого соединен с входом Останова устройства.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

as> sU (1!1

3(50 0 05 В 23 02 (21 ) 3376673/18-24 (22 ) 30. 12. 81 (46 ) 15. 06. 84. Бюл. Р 22 (72) Ю.М.Смирнов, Г.Н.Воробьев, E.Â.Âèíîêóðîâ, В.В.Сюзев, Л.Н.Криков и К.M.Ìàõàíîâ (71) МВТУ им. Н.Э.Баумана (53) 621.325(088.8) (56) 1 . Авторское свидетельство СССР

Р 505127, кл. Н 03 К 13/20, 1976.

2. Основы построения автоматизированных систем контроля сложных объектов. Под ред. П.И.Кузнецова.

M., "Энергия", 196Я, с.165-169.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 714363, кл, 0 05 В 23/02, 1978 (прототип). (54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВРЕМЕНИ ПЕРЕХОДНОГО ПРОПЕССА, содержащее первый и второй пороговые бло-. ки, входы которых соединены с входом устройства, а выходы — с соот ветствующими входами элемента И-НЕ, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу генератора стабильной частоты, а установочный вход к первому выходу блока управления. второй выход которого является выходом устройства, а первый и второй входы блока управления соединены соответственно с выходом генератора стимулирующих сигналов и входом запуска устройства,о т л и ч а ю rq е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены блок сравнения и регистр, управляющий вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ, информационный вход — к выходу счетчика, а выход подсоединен к первому инйорма- ru ционному входу блока сравнения, второй информационный вход которого является задающим входом устройства, а управляющий вход подключен к третьему выходу блока управления, третий вход которого соединен с входом останова устройства.

1097973 где t „; — измеренное значение времени переходного процесса -ой проверяемой системы автоматического управления (САУ), время задержки запуска из5 мерителя временных интервалов, равное времени заполнения счетчика выработки признака "Останов" и определяющее условие окончания переходного процесса.

В прототипе с целью предупрежде- . ния остановки измерителя временных интервалов до момента окончания переходного процесса время заполнения счетчика выработки сигнала "Останов" должно выбираться больше периода колебаний (Т„)переходного процесса проверяемой САУ. С другой стороны, для обеспечения функциональных воэможностей прототипа величина t3, жестко определяемая временем заполнения.соответствующего счетчика, должна быть больше максимального из возможных значений Т„, заданного для прототипа класса САУ. Для большинства САУ число колебаний за вре}мя переходного процесса находится

:н пределах от 2-4, что определяет величину Т и.соответственно величину непроизводительных затрат прототипа н пределах 50-25% от максимальноз

ra значения времени переходного процесса.

15

Наиболее близким к предлагаемому является устройство измерения времени переходного процесса, содержащее два пороговых блока, два логических элемента И-НЕ, измеритель временных интервалов с раздельными входами

"Старт", "Стоп", два счетчика, пер- З5 вый из которых служит для формирования признака .окончания переходного процесса и выработки сигнала "Останов", а второй — для задержки запуска измерителя временных интерва- 40 лов на время, равное времени заполнения первого счетчика, генератор стабильной частоты, блок управления,. генератор стимулирующих сигналов, вход и выход устройства и соответ- 45 ствующие связи между ними t.3j.

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие вследствие непроизводительных временных за- трат при определении времени, переход-50 ного процесса, обусловленных предварительной задержкой запуска измерителя временных интервалов на время t равЭ ное времени заполнения счетчика вы- . работки сигнала "Останов".

Быстродействие устройств, равное среднему времени проверки, определяется выражением о

V л где Т; — время обработки i-ой реализации число реализаций.

В известном устройстве значение Т; равно

3

rli

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля динамических параметров различных объектов регулирования при построении информационно-измерительных систем, Известно устройство для контроля длительности переходных процессов, включающее формирователи импульсов измеряемой и эталонных частот, реверсинный счетчик, блок сравнения

С13.

Однако это устройство характеризуется невысокой точностью контроля, обусловленной двойным преобразованием кода, полученного на счетчике, в аналоговую величину.

Известно устройство визуального контроля переходного процесса,содержащее генератор стимулирующих сигналов и схему сравнения (23.

Недостатком данного устройства является то, что, позволяя осуществлять только визуальный контроль переходного процесса,.оно исключает возможность антоматиэации измерений и обеспечинает невысокую достоверность контроля.

Кроме того, при проверке САУ, имеющих амплитуду автоколебаний или величину статической ошибки больше размерности зоны ошибки(случаев типичных при настройке и поиске неисправности ), в известном устройстве не проиэнодится выработка признака

"Останов" соответствующим счетчиком и происходит зацикливание в работе устройства, требующее внешнего вмешательства. Это резко увеличивает непроизводительные затраты времени

С, снижает быстродействие устройства и приводит к отсутствию оценки проверяемой САУ.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройстна.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля времени переходного процесса, содержащее первый и второй пороговые блоки, входы которых соединены с входом устройства, а выходы — с соответствующими входами элемента И-НЕ, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу генератора стабильной частоты, а устаноночный вход — к первому выходу блока управления, второй выход которого является первым выходом устройства, а первый и второй входы блока управления соединены соответственно с выходом генератора стимулирующих сигналов и входом запуска

1097973 устройства, введены блок сравнения и регистр, управляющий вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ, информационный вход — к выходу счетчика, а выход подсоединен с первому информационному входу блока сравнения. второй информационный вход которого является задающим входом устройства, а управляющий вход подключен к третьему выходу блока управления, третий вход которого соединен с входом останова устройства.

На чертеже приведена структурная схема устройства для контроля времени переходного процесса.

Устройство содержит пороговые бло-15 ки 1 и 2, логический элемент И-НЕ 3, регистр 4, задающий вход 5 устройства для задания допустимого времени переходного процесса, блок сравнения б, генератор стабильной частоты 7, 7р счетчик текущего времени 8, блок управления 9, выход 10 устройства, подключаемый к входу контролируемой системы, входы 11 и 12 устройства для задания соответственно сигналов р5

",Останов" и "Пуск", генератор стимулирующих сигналов 13, вход 14 устройства, подключаемый к выходу контролируемой системы.

При этом пороговые блоки 1 и 2 3р служат для Формирования "1" на своих выходах, если текущее значение выходного сигнала контролируемой системы больше первого и меньше второго порогового уровней соответственно, причем второй пороговый уровень по модулю больше первого порогового уровня. При невыполнении вышеуказанного условия (условий) на соответствующем выходе (выходах) блоков сравнения появится " 0". 4Р

На выходе логического элемента

И-НЕ 3 будет "0", если выходной сигнал контролируемой системы больше первого и меньше второго пороговых уровней, т.е. находится в зоне ошиб- 45 ки (трубки), иначе на выходе элемента И-НЕ будет "1". Регистр 4 предназначен для хранения кода текущего значения времени с момента подачи сигнала "Пуск" на вход 12 устройства 5р до момента послепнего вхождения текущего значения выходного сигнала контролируемой системы в трубку.

Блок сравнения б производит сравнение по разрешающему сигналу, поступа- 55 ющему на его управляющий вход с выхода блока управления 9 измеренного значения времени переходного процесса (tn)i хранимого в регистре 4, с допустимым значением времени переход-,р ного процесса(1„»„) задаваемым с входа 5 устройства, и Формирует признак превьпаения при выполнении условия э+ и п *оп

Генератор 7 и счетчик 8 Формируют код текущего значения времени с момента снятия сигнала обнуления с установочного входа счетчика. Блок

9 при поступлении на вход запуска

12 устройства сигнала "Пуск" производит, подключение стимулирующего сигнала с генератора стимулирующих сигналов 13 на выход 10 устройства и далее на вход контролируемой системы. По сигналу "Останов", поступающему на вход 11 устройства, блок управления 9 вырабатывает разрешающий сигнал на управляющий вход блока сравнения 6, блокирует выдачу стимулирующего сигнала от генератора стимулирующих сигналов 13 на выход 10 устройства, и затем формирует сигнал обнуления на установочный вход счетчика 8.

В устройстве для контроля времени переходного процесса интервал измерения времени переходного процесса контролируемой системы ограничивается временем 1„ выбираемым в соответсивии с требованием кднтролируемой системы. При необходимости переходного процесса за интервал измерения

Ф„ последний принимает значение и °

Устройство работает следующим образом.

К началу каждого цикла контроля на задающий вход 5 устройства подается значение допустимого-времени переходного процесса 1 „ с выхода а дoï блока управления 9 сигйал обнуления поступает на установочный вход счетчика 8, сбрасывая его в нуль, вход

14 и выход 10 устройства подключены соответственно к выходу и входу контролируемой системы. Затем на вход

12 устройства подается сигнал "Пуск", по которому блок управления 9 подключает стимулирующий сигнал на вход контролируемой системы к одновременно снимает сигнал обнуления с установочного входа счетчика 8, после чего начинается его заполнение,.

При значении выходного сигнала контролируемой системы не в зоне трубки содержимое счетчика 8, явля-. ющегося значением текуг его времени с момента поступления сигнала "Пуск" и подачи стимулирующего сигнала на вход контролируемой системы, переписывается в регистр 4. При поступлении на вход 11 устройства сигнала "Останов", через интервал измерения tд с момента подачи сигнала

"Пуск" и блок управления 9 блокирует выдачу стимулирующего сигнала и одновременно вырабатывает синхронизируюший сигнал на вход блока сравнения б. Последний производит сравнение измеренного значения времени

1097973

Составитель . В. Иванов

Техред Л.Мартяшова Корректор О. Тигор

Редактор В. Ковтун

° »

Заказ 420б/39 Тираж 842 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 переходного процесса . c допусти мым „, " . вырабатывая сигнал превышения при выполнении условия превышения, затем блок управления 9 вырабатывает сигнал обнуления на вход счетчика Й, сбрасывая его в нуль.

В предлагаемом устройстве за счет исключения измерителя временных интервалов и счетчика, введения регистра и соответствующих связей время 10 обработки Т; определяется интервалом между моментами поступления сигналов "Пуск"и"Останов", задается в соответствии с требованиями проверяемой САУ и может быть равно допусти- 15 мому времени ее переходного процесса „„,„, что исключает непроизводительййе потери времени, возможность зацикливания в работе устройства и обеспечивает более высокое по сравнению с прототипом быстродействие.

Применение предлагаемого устройства в системах, работающих в реальном масштабе времени (АСУ технологических процессов и т.д.1, позволяет по сравнению с прототипом повысить коэффициент готовности этих систем и уменьшить расход их ресурса при контроле на 25-503 за счет сокращения времени контроля Т,. и среднего времени контроля соответственно.