Устройство для контроля динамических объектов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащее генератор ступенчатого тестового воздействия и последовательно соединенные блок памяти эталонных напряжений, блок сравнения и блок регистрации, отличающееся тем, чтЬ, с целью расширения области применения устройства за счет обеспечения возможности контроля линейных и нелинейных динамических объектов, в устройство введены первый и второй блоки памяти эталонных коэффициентов, умножитель, распределитель тактовых импульсов, блок фиксации реакций и матричный умножитель, первые входы которого соединены с выходами второго блока памяти эталонных коэффициентов, выходы - с вторыми входами блока сравнения, а вторые входы - с выходами блока фиксации реакций, подключенного информационными входами к входам устройства, а управляющим входом - к первому выходу распределитес ля тактовых импульсов, соединенного вторым выходом с запускающим входом генератора ступенчатого тестового воздействия, выход которого свя .зап с первым входом умножителя, подсоединенного выходом к выходу устройства , а вторым входом - к выходу первого блока памяти эталонных коэффициентов , управляющий вход которого СП соединен с третьим выходом распредеО лителя тактовых импульсов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) G 05 В 23/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 4 з юеыймсзэ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;: ..

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2i) 3455973/24-24 (22) 04.05.82 (46) 15.05.85. Бюл. Р 18 (72) В.И. Кривоцюк, А.А. Матвеев, В.Н. Попов, Б.Г. Агаджанянц, С.П. Гарнов и Н).В. Славинский (53) 621.325(088.8) (56) Дегтяренко П.И, и др. Определение характеристик звеньев систем автоматического регулирования. М., "Энергия", 1973, с. 91-94, рис. 6-1 °

Грон Д. Методы идентификации систем. M "Мир", 1979, раздел 3.3, фиг. 1.

Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. М., "Мир", 1975, с. 133-147. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащее генератор ступенчатого тестового воздействия и последовательно соединенные блок памяти эталонных напряжений, блок сравнения и блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет обеспечения воз„,SU„„1156009 А можности контроля линейных и нелинейных динамических объектов, в устройство введены первый и второй блоки памяти эталонных коэффициентов, умножитель, распределитель тактовых импульсов, блок фиксации реакций и матричный умножитель, первые входы которого соединены с выходами второго блока памяти эталонных коэффициентов, выходы — с вторыми входами блока сравнения, а вторые входы — с выходами блока фиксации реакций, подключенного информационными входами к входам устройства, а управляющим входом — к первому выходу распределите- Ф ля тактовых импульсов, соединенного вторым выходом с запускающим входом генератора ступенчатого тестового воздействия, выход которого связан с первым входом умножителя, подсоединенного выходом к выходу устрой-ства, а вторым входом — к выходу первого блока памяти эталонных коэффициентов, управляющий вход которого соединен с третьим выходом распределителя тактовых импульсов.

1156009

Изобретение относится к автоматике и контрольно-измерительной технике и может найти применение при проверках различных динамических объектов, как линейных, так и нели- 5 нейных, например при динамических испь1таниях каналов связи, датчиков давления и т.п.

Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет обеспечения воэможности контроля

1линейных и нелинейных динамических объектов.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — < хема распре- 15 делителя тактовых импульсов.

Устройство содержит генератор ступенчатого тестового воздействия 1, контролируемый динамический объект 2, блок 3 сравнения, блок 4 памяти эталонных напряжений, блок 5 регистрации, второй блок 6 эталонных коэффициентов памяти, умножитель 7, блок

8 фиксации реакций, матричный умножитель 9, первый блок 10 памяти эта- >5 лонных коэффициентов и распределитель 11 тактовых импульсов.

Распределитель 11 предназначен для управления работой предлагаемого устройства. Он выполняется из типовыхЗО стандартных элементов и состоит, например, из кольцевого счетчика 12, счетчика 13 импульсов и генератора

14 импульсов (фиг.2).

В блоке 4 хранятся эталонные зна- 5 чения сигналов напряжений. В блоке 6 хранится набор сигналов напряжений о ,И числах C„, С,...,C>„ причем обязательно не равных между собой. В блоке 10 записаны и хранятся сигналы gp напряжений о М числах, величины которых определяются велич;п ами элементов матрицы размера N x N получаемой путем обращения матрицы Вандермонда, составленной по набору чисел, введенных и хранящихся в блоке 6.

Умножитель 7 может быть выполнен в виде безынерционного усилителя с переменным коэффициентом передачи, у величина которого определяется величиной числа С;, L = 1,М, последова— тельно считываемого из блока 6 по команде, поступающей от распределителя 11. Умножитель 9 может быть вы- 55 полнен в виде матричного безынерционного усилителя с коэффициентами передачи, определяемыми величинами N чисел, записанных и хранящихся в блоке 10.

Устройство работает следующим образом.

Нажимается кнопка запуска (не показана) на входе распределителя 11.

Запускается генератор 14 и запитываются все блоки устройства, приведенного на фиг.1.

В распределителе 11 вырабатывается сигнал на считывание из блока 6 числа С„. Этот сигнал поступает на блок 6 с выхода распределителя 11.

С выхода блока 6 число С, поступает через умножитель 7 и устанавливает в нем коэффициент передачи, равный величине С„. После этого в распределителе 11 вырабатывается сигнал на запуск генератора 1. На выходе генератора 1 вырабатывается единичное ступенчатое воздействие 1 (t ) и поступает на вход умножителя 7. На выходе распределителя 7 формируется эталонное ступенчатое воздействие величиной С„ 1 (й) и подается на вход объекта 2, Выходной сигнал

y,(t) обьекта 2 запоминается в блок 8.

После этого в распределителе 11 вырабатывается сигнал на считывание из блока 6 следующего числа С., которое подается в умножитель 7. В ре.зультате после запуска генератора

1 по команде распределителя 11 на вход объекта 2 уже подается эталонное ступенчатое воздействие величиной

С 1 (t). Выходной сигнал у, (t) объекта 2 запоминается в блоке 8.

После этого в распределителе 11 вырабатывается сигнал на считывание следующего числа из блока 6 и все повторяется по указанной схеме.

Тестирование объекта .2 продолжается до rex пор, пока в блок 8 не поступит N реакций объекта 2: у„ (g),..., Y,(t). После этого в распределителе

11 формируется команда на считывание из блока 8 записанных там выходных сигналов /;(т.), (l= 1,N) объекта 2. Командный сигнал поступает с выхода распределителя 11 на вход блока 8. Б результате сигналы у„(1), y,(t),..., „() поступают no N параллельным каналам на вход умножителя 9. Коэффициенты (передачи) для умножителя 9 определяются величинами

N чисел, хранящихся в блоке 10.

Эти числа определены по набору й

1156009 4 воздействий различной С, . 1 (Е), — 1,2,...,Я, величины, с переходными функциями первого ) л(г), второго

Q. (4),..., N -го „(1 ) порядков.

c." ; t,Ж

3,{ ) з,{к) h,(О с, с, . с, {2) ((< j (у,„(<1

1 с„с„ где (l,(t) = 55< у.((„(.) у< 1 (. - » „) 5 {1- - (.,)» », d 7, .. < (t - (. (» И» л с z " О "(1 иа чисел (хранивин(хся в блоке 6 и опре делявших величины эталонных ступен— чатых воздействий) таким образом, что в результате прохождения сигналов у,(1.), у,(),..., у (» ) через умножитель 9 на его вйходе формируются переходные функции первого 4,(».), второго, (t ). .. N -го P (y) порядков. Эти переходные функции по М каналам подаются на блок 3, где проис- 1О ходит их сравнение с эталонными переходными функш»ями, поступающими по (у» каналам из блока 4, Результаты сравнения поступают в блок 5.

В основу изобретения положен известный метод описания нелинейных динамических объектов: с помощью рядов Вольтерра, ядра которых пред- .< ставляют собой импульсные переходные функции первого, второго, ° .., 2О

N-го порядков, В этом случае связь между выходным у (1) и входным )(($) сигналами через импульсные переходные функции первого Ъ(().„), второго л

{ (1 (-т ) ° °, М -го +»» (Lt 2>" L(») порядков контролируемого динамйческого объекта описывается следующей моделью, являющейся непосредствен1 ным обобщением модели линейного контролируемого объекта в форме интеграла ЗО .свертки:

t t t у 5 у< (у )ll(t-<)<(l 5 5 Iris (l

О

35 ,у(<,,)t(-„<(;, ° ". 55... ..(wÄ(?l < " 4)" (),{,-,).{, ",,) « а.7,)dT„@T,...Ä ..

Используя уравнение (1), легко составить следующую систему уравнений, связывающую q реакцйй у„(Е), у (t),..., у„(ф) объекта 2, получаемых в результате последовательной подачи на его вход (((эталонных ступенчатых

Переходные функции первого )»,(t), второго h,(Е),...,))-го h„(4 ) порядков объекта 2 определяются из уравнения (2) путем обращения матрицы Вандермонда, составленной по набору чисел С,, С .. .,С»,, хранящихся в блоке 6 и определяющих величины эталонных тестирующих ступенчатых воздействий, а следовательно, и коэффициенты для умножителя 9, на выходе которого формируются переходные функции первого ))л (4), второго h (6),...

g-ro g„(t) порядков объекта 2. Это позволяет организовать, контроль по переходным функциям первого, второго, . ° ., )у),-ro порядков, а следовательно, и расширить функциональные возможности устройства-прототипа, так как если предлагаемым устройством будет контролироваться линейный объект, то переходная функция первого порядка совпадет с обычной переходной функцией линейного объекта.

ВЩ4ИПИ Заказ 3143!43

Тираж 863 Подписное

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород ул. Проектная, 4