Устройство для определения коэффициента усиления объекта

 

Изобретение относитсй к устрой ствам контроля и может быть использовано в приборах, предназначенных для получения информации о коэффициенте усиления различных объектов в системах автоматического управления или контроля. Целью изобретения является повышение точности определения коэффициента усиления объекта ; при произвольном входном сигнале.Устройство содержит между выходом исследуемого объекта и первым входом сумматора последовательно соединенные первые фильтр и квадратор, а между входом исследуемого объекта и вторым входом сумматора-- последовательно соединенные блок умножения, вторые фильтр и квадратор, а выход сумматора подключен через усреднитель к входам ; интегратора и нуль-органа, выход которого подклк;чен к ;управляющему входу ключа, другой вход которого подключен к выходу интегратора,а вход - к входу индикатора. 1 ил. (Л tsD tc 00 о 00 о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3687897/24-24 (22) 05.01.84 (46) 30.04.86.Бюл. М 16 (72) IO.Î.Øòåðeíáåðã, В.В.Каманин,.

Б.В.Козловский и В.Л.Черников (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

h* 554526, кл. G 05 В 11/О1, 1974.

Авторское свидетельство СССР

М 235831, кл. G 05 В 23/02, 1967.

Пушной Б.И., Целоманов А.И. К вопросу об анализе качественных показателей систем регулирования прй воз; действиях произвольной формы. В сб.:

Автоматическое управление непрерывны ми процессами. Изд-во Сиботд.

АН СССР, вып,4, 1961. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЙРЕДЕЛЕНИЯ КОЭ4"

ФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ 00ЬЕКТА (57) Изобретение относится к устройствам контроля и может быть исполь„,Я0„„1228080 эовано в приборах, предназначенных для получения информации о коэффициенте усиления различных объектов в системах автоматического управления или контроля. Целью изобретения является повышение точности определения коэффициента усиления объекта при произвольном входном сигнале.Устройство содержит между выходом исследуемого объекта и первым входом сумматора последовательно соединенные первые фильтр и квадратор, а между входом исследуемого объекта и вторым входом сумматора . — последовательно соединенные блок умножения, вторые фильтр и квадратор, а выход сумматора подключен через усреднитель к входам;интегратора и нуль-органа, выход которого подключен к управляюцему входу ключа, другой вход которого подключен к выходу интегратора,а вход — к входу индикатора. 1 ил.,)228080

Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано в приборах, предназначенных для получения информации о коэффициенте усиления различных объектов в системах автоматического контроля, а также в самонастраивающихся системах с настройкой коэффициента усиления.

Целью изобретения является повышение точности устройства для определения коэффициента усиления объекта при произвольном сигнале °

Устройство позволяет определять коэффициент усиления объекта с передаточной функцией вида:

К (р) - — — — ——

1+ т.р а фильтры

1 и(р) - — — — вЂ”â€”

1+ т,р (2) при произвольном входном сигнале с спектральной плотностью Я„(с), а значит, не нарушая нормальную работу объекта в составе системы, путем сравнения усредненных интенсивностей сигналов на.выходах фильтров и интегрирования текущей разности этих интенсивностей до тех пор, пока напряжение на выходе интегратора (коэффициент усиления блока умножения) станет равным коэффициенту усиления исследуемого объекта. При изменении коэффициента усиления исследуемого объекта предлагаемое устройство отслеживает это изменение.

Использование фильтров нижних частот с частотой среза меньшей, чем частота среза исследуемого динамического объекта, позволяет при произвольной спектральной плотности Б (к) входного сигнала существенно уменьшить ошибку определения коэффициента усиления.

Зто достигается тем, что благодаря выделению только лишь низкочастотной части спектра сигнала спектры сигналов на выходе обоих фильтров при К „ = Ко становятся практически одинаковыми.

Можно показать, что в случае, когда объект имеет передаточную функцию. при соотношении постоянных времени

Т = nT, относительная ошибка определения коэффициента .усиления объекта (n не превосходит Ф = 1

5 1+n

Так, выбирая п = 10, обеспечивается ошибка менее 5Х.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство содержит исследуемый объект 1, блок умножения 2, первый и второй. фильтры 3 и 4, первый и второй квадраторы 5 и 6, сумматор 7, усреднитель 8, интегратор 9, нуль-орган ll, индикатор (вольтметр) 12, ключ.

В качестве исследуемого объекта 1 могут использоваться различные устройства, объекты и блоки систем автоматического управления, имеющие передаточную функцию (1), например усилители, фильтры или следящие системы. д5 Фильтры 3 и 4 представляют собой фильтры низких частот с передаточными функциями (2), которые могут быть реализованы путем включения RC-цепочки в обратную связь усилителя.Квадраторы 5 и 6 реализуют операцию возведения в квадрат и представляют собой нелинейный блок, который воспроизводит функцию методом кусочно-линейной аппроксимации. Они могут быть

35 реализованы путем включения диодных ячеек во входную цепь усилителя.

Сумматор 7 имеет два входа, причем второй вход инвертирующий.

Усреднитель 8 представляет собой

4О фильтр с передаточной функцией (2), постоянная времени которого в m раз превышает постоянную времени фильтров 3 и 4, и может быть реализован аналогично им.

<5 Интегратор 9 реализуется путем включения конденсатора в обратную связь усилителя.

Нуль-орган 10 выполнен на триггере Шмитта, сигнал на выходе которо5Î го появляется, когда сигнал на его входе близок к нулю.

Ключ 12 представляет собой бесконтактное реле, причем когда подан сигнал на его управляющий вход (вход 1), 55 вход 2 подключается к выходу.

Устройство для определения коэффициента усиления объекта работает следующим образом.

28080

3 12

Сигналы с входа и выхода исследуемого объекта проходят через фильтры

3 и 4, на выходах которых выделяются низкочастотные области их спектров, и квадраторы 5 и 6, где фильт-. рованные сигналы квадрируются. Далее эти сигналы поступают на входы сумматора 7, где формируется разность текущих значений квадраторов сигналов, и на усреднитель 8, на выходе которого образуется усредненная разность интенсивностей (дисперсий) сигналов обоих каналов. Эта разность интегрируется интегратором 9 и посту пает на второй вход блока 2 умноже.ния.При этом коэффициент усиления блока умножения изменяется таким об" разом, чтобы разность интенсивностей сигналов уменьшалась.

После окончания переходного процесса в устройстве, время которого определяется выбором постоянной времени усреднителя и интегратора, коэффициент усиления блока умножения становится равным коэффициенту усиления исследуемого объекта, о чем свидетельствует прохождение через нуль сигнала иа выходе усреднителя.

Для индикации определенного значения коэффициента усиления К служит цепь, состоящая из нуль-органа 10, ключа 12 и индикатора 1l. е

В момент, когда разность равна нулю, срабатывает нуль-орган 10 и подает управляющий сигнал на управляющий вход ключа 12, который подключает второй вход блока 2 умножения к входу индикатора ll. Напряжение, фиксируемое индикатором ll пропорционально коэффициенту усиления блока 2 умножения, который в данный момент 1 авен коэффициенту уси.

Ления К исследуемого объекта I.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет при произвольном входном сигнале исследуемого объекта определить его коэффициент усиления, при этом не нарушается нормальная работа системы, в состав которой входит исследуемый объект, 10 что важно при построении систем автоматического контроля или в самонастраивающихся системах.

Формуца изобретения

15 устройство дЛя определения коэффициента усиления объекта, содержащее сумматор и блок умножения, соединенный первым входом с выходом иссле20 дуемого объекта, а йторым входом— с выходом интегратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства для определения коэффициента усиления

25 при произвольном входном сигнале, оно содержит последовательно соединенные ключ и индикатор, последовательно соединенные первый фильтр и первый квадратор, последовательно

ЗО соединенные второй фильтр и второй квадратор, последовательно соединенные усреднителц и нуль-орган, подключенный выходом к управляющему входу ключа, информационный вход которого соединен с выходом интегратора, входы первого и второго фильтров подключены соответственно к выходу ис" следуемого объекта и выходу блока умножения, выходы первого и второго

4О квадраторов соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, выход которого подключен через усреднитель к входу интегратора.1228080

Составитель В.Кузин

Редактор К.Волощук Техред И.Попович Корректор А.Зимокосов

Заказ 2286/48 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4