Устройство для измерения параметров инерционных звеньев

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н) (51) 4 С 05 В 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3770630/24-24 (22) 05.07.84 (46) 30.01.86. Бюл. ¹ 4 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) А.Н.Ионов и Н.А.Калинина (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 622058, кл. G 05 В 23/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 877478, кл. G 05 В 23/02, 1981. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ИНЕРЦИОННЫХ ЗВЕНЬЕВ, содержащее первый и второй интеграторы, подключенные выходами соответственно к первому и второму входам измерительного блока, последовательно соединенные первый фильтр, под" ключенный входом к выходу исследуемого объекта, первый блок масштабирования и первый сумматор, последовательно соединенные второй блок масштабирования, подключенный входом к выходу первого блока масштабирования, и второй сумматор, второй вход которого подключен к выходу первого интегратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и стабильности измерения, оно содержит первое и второе нелинейное звено и второй фильтр, подключенный входом и выходом соответственно к входу исследуемого объекта и второму входу первого сумматора, выход которого через первое нелинейное звено соединен с входом первого интегратора, выход второго сумматора через второе нелинейное звено подключен к входу второго интегратора.

1208538 2

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может.быть использовано при исследованиях и наладке систем автоматического регулирования.

Целью настоящего изобретения является повышение точности и стабильности измерения параметров.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Вход исследуемого звена 1 соединен с входом фильтра 2, а выход исследуемого звена — с входом фильтра 3. Выход фильтра 3 через блок 4 масштабирования подключен к второму входу сумматора 5. Первый вход сумматора 5 соединен с выходом фильтра 2. Выход сумматора 5 через нелинейное звено 6 типа зоны нечувствительности соединен с интегратором 7, выход которого подключен к одному из входов измерительного блока 8 и к первому входу сумматора 9 ° Второй вход сумматора 9 через блок 10 масштабирования соединен с выходом блока 4 масштабирования, а выход сумматора 9 через последовательно соединенные нелинейное звено 11 типа зоны нечувствительности, интегратор 12 подключен к другому входу измерительного блока 8.

Блоки масштабирования и интеграторы могут быть выполнень: на интегральных операционных усилителях (например, К140УД5). Причем интеграторы снабжаются переключателем„ который позволяет им работать как в режиме интегрирования, так и,в режиме усиления, кроме того, интеграторы должны иметь кнопку сброса на нуль. Эта кнопка подключается параллельно емкости, которая находится в обратной связи операционного усилителя.

Нелинейные звенья типа зоны нечувствительности могут также быть выполнены на базе операционных усилителей.

Процесс измерения состоит из,цвух операций: настройки коэффициентов усиления блоков 4 и 10 масштабирования, измерения параметров звена.

Установка коэффициентов осуществляется следующим образом.

В установившемся режиме, изменяя коэффициент усиления блока 4 масштабирования, устанавливают нулевой уровень сигнала на выходе суммато5

55 ра 5 (интеграторы 7 и 12 работают в режиме усиления) . Затем, переведя интегратор 7 в режим интегрирования и возвратив схему в исходное состояние, подают на вход исследуемого звена 1 ступенчатый сигнал и в установившемся режиме, изменяя коэффициент усиления блока 10 масштабирования, добиваются нулевого уровня сигнала на выходе сумматора 9. Переведя интегратор 12 в режим интегрирования и возвратив схему в исходное состояние (нулевое значение сигнала на входе исследуемого згена 1 и на выходах интеграторов 7 и 12), приступают к определению параметров исследуемого звена. Для этого подают ступенча" тый сигнал на вход звена 1 и в установившемся режиме с помощью измерительного блока 8 производят определение динамических параметров исследуемого звена.

Зона нечувствительности нелинейных звеньев 6 и 11 позволяет получить на входах интеграторов 7 и 12 нулевой уровень сигнала при наличии небольшого сигнала в установившемся режиме из-за неточности установки коэффициентов блоков 4 и 10 масштабирования на выходе сумматоров 5 и 9. Это приведет к тому, что на выходе интеграторов 7 и 12 будет установившийся режим (выходной сигнал неизменен во времени). Введение нелинейных звеньев приводит к некоторой погрешности измерения, которая зависит от величины зоны нечувствительности. Однако эта погрешность постоянна и может быть учтена при измерении.

Предположим, что передаточная функция исследуемого звена имеет вид

w ()=

К а рг+а р+1 а передаточная функция фильтров

1 и (р)= — —— а р+1 P

В процессе настройки коэффициентов блоков масштабирования получаем

1 — rr 1, --а,, где К, К вЂ” статические коэффициенты передачи блоков ма.сштабирования 4 и 10 соответственно °

Влиянием зоны нечувствительности нелинейных элементов из-за ее малости пренебрегаем.

ВНИИПИ Заказ 287/57 Тираж 837 Подписное

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

Используя далее правила структурных преобразований, получаем

aqP+aq — (р) хт рi gz > +а„р+1) (а р+1) а> х (р)- — — — — — — — - — — — х (p) (а р +а„р+1) (а р+1 ) 208538 4

В установившемся режиме (х (р)=-) .. х х ()=а„, х () =-а °

Устройство дает возможность измерять параметры инерционных звеньев первого и второго порядка при наличии на их входе и выходе помехи.