Устройство для определения оценок частотной передаточной функции

 

Изобретение относится к аналоговым вычислительным машинам, в которых операции вычисления вьшолняются путем измерения электрических величин, и может быть использовано для решения различных задач статистической динамики . Цель - упрощение устройства. Оно состоит из трех каналов: первый - из последовательно соединенных первых I д«; .узкополосного фильтра 1, квадратора 2, инвертора 3 и интегратора 4, второй - КЗ последовательно соединенных вторых узкополосного фильтра 5, квадратора 6, инвертора 7, первого усилителя 8 с переменным коэффициентом усиления, выходом соединенного с вторым входом первого интегратора 4, третий - из последовательно соединенных третьих узколосного фильтра 9, квадратора 10, выходом соединенного с т 5етьим входом первого интегратора 4, соединенного с первым регистратором 11.При этом выход второго инвертора 7 через второй усилитель 14 с переменным коэффициентом усиления соединен с первым входом второго интегратора 15, выход первого квадратора 2 соединен с вторым входом второго интегратора 15, выходом соединенного с вторым регистратором 16. Вход исследуемого объекта 12 соединен с вхоS ел со к ел 4 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГМЬЛИН (so 4 С 05 В 23/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, ц

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

lttl (21) 4032776/24-24 (22) 04.03,86 (46) 23.07.87. Бюл. И 27 (7i) Коммунарский горно-металлургический институт(72) Н.Я. Портной (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1164669, кл. С 05 В 23/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 1272312, кл. G 05 В 23/02, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЦЕНОК ЧАСТОТНОЙ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИИ (57) Изобретение относится к аналоговым вычислительным машинам, в которых операции вычисления выполняются путем измерения электрических величин, и может быть использовано для решения различных задач статистической динамики. Цель — упрощение устройства.

Оно состоит из трех каналов: первый— из последовательно соединенных первых

„„ЯЦ„„ 1 325415 А ) .узкополосного фильтра 1, квадратора

2, инвертора 3 и интегратора 4, второй — из последовательно соединенных вторых узкополосного фильтра 5, квад- ратора 6, инвертора 7, первого усилителя 8 с переменным коэффициентом усиления, выходом соединенного с вторым входом первого интегратора 4, третий — из последовательно соединенных третьих узколосного фильтра 9, квадратора 10, выходом соединенного с третьим входом первого интегратора

4, соединенного с первым регистратором 11.При этом выход второго инвертора 7 через второй усилитель l4 с переменным коэффициентом усиления сое- g динен с первым входом второго интегратора 15, выход первого квадратора

2 соединен с вторым входом второго . интегратора 15, выходом соединенного с вторым регистратором 16. Вход исследуемого объекта 12 соединен с вхо- 2

1325415 дами первого, второго и третьего каналов, а его выход — с третьим инвертором 13. Новым, обеспечйвающим достижение цели, является соединение входа первого канала с выходом третьИзобретение относится к аналоговым вычислительным машинам, а именно к устройствам, в которых вычислительные операции выполняются путем измерения электрических величин, в частности для вычисления среднеквадратичньпс значений, и может быть исполь зовано для идентификации объектов управления и решения других задач статистической динамики.

Цель изобретения — упрощение устройства.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство состоит из последова15 тельно соединенных первого узкополосного фильтра 1, первого квадратора 2 и первого инвертора 3, образующих первый канал (Т), на вход которого поступает входнои сигнал, а выход

20 которого соединен с первым входом первого интегратора 4, на второй вход которого поступает также выходной сигнал второго канала (II), состоящего

25 из последовательно соединенных второго узкополосного фильтра 5, второго квадратора 6, второго инвертора 7 и первого усилителя 8 с переменным коэффициентом усиления. Входы первого и второго каналов соединены с входом

30 третьего канала (III) состоящего из последовательно соединенных третьего узкополосного фильтра 9 и третьего квадратора 10, выход которого соединен с третьим входом первого инте- 35 гратора 4, соединенного с первым регистратором 11. Вход исследуемого объекта 12 соединен с входами каналов I-III, а его выход с входом тре.тьего узкополосного фильтра 9 и через третий инвертор 13 с входом первого узкополосного фильтра 1 ° Выход второго инвертора 7 соединен через второй усилитель 14 с переменным коэффициентом усиления с первым входом второго 45 его инвертора 13, выхода объекта с входом третьего узкополосного фильтра 9 и выхода третьего квадратора

10 с третьим входом второго интегратора 15, 1 ил. интегратора 15, второй вход которого соединен с выходом первого квадратора

2, третий — с выходом третьего квадратора 10, а его выход — с вторым регистратором 16. На чертеже показан входной случайный сигнал.X(t).

Устройство работает следующим образом.

Вещественная часть частотной передаточной функции определяется по спектральным плотностям $ (м) разности входного и выходного сигналов объекта и спектральной плотности суммы входного и выходного $ (у) сигналов объекта согласно формуле — 4/M(ja) cos (ы).

Амплитудно-частотную характеристику исследуемого объекта можно определить из соотношения

Случайный сигнал X(e) поступает (! одновременно на исследуемый объект

12 и фильтры 1, 5 и 9 первого, второго и третьего каналов соответственно.

На входы фильтров 1 и 9 поступают инвертированный выходной и сам выходного сигнал исследуемого объекта соответственно. Благодаря этому посредством фильтра 1 и квадратора 2 определяется мгновенное значение мощности разности входного и выходного сигналов исследуемого объекта на заданной частоте, а посредством фильтра 9, квадратора 10 — мгновенное значение мощности суммы входного и выходного сигналов исследуемого объекта.

Для получения дисперсии ($ (ы)-$+(w)) выходной сигнал квадратора 10 совместно с инвертированным сигналом квадратора 2 поступает на вход интегратора

1325415

8 () — 8y (ь) — а 8„(со), ВНИИПИ Заказ 3106/41 Тираж 8бЗ

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4,4, на выходе которого регистрируется

I регистратором 11.--Мгновенное значение мощности входного сигнала, получаемое с помощью последовательно соединенных фильтра 5 и квадратора 8 через инвертор 7 и усилитель 8 с переменным коэффициентом усиления, поступает также на вход интегратора 4. Таким образом, на входе интегратора 4 на часто- 1р те настройки узкополосных фильтров 1, 5 и 9 суммируются мгновенные значения мощности суммы входного и выходного сигналов объекта, инвертированной мощности разйости входного и выходного сигналов объекта, а также усиленной инвертированной мощности входного сигнала.

На выходе интегратора 4 получается сигнал, пропорциональный алгебраической сумме где а — коэффициент усиления усилите- 25 ля 8 ° Изменяя а, добиваются нулевого напряжения на выходе интегратора 4.

По а также можно найти величину

4 W(jv) cos ч(о>) на частоте настройки узкополосных фильтров, т.е. вещест- gp венную часть частотной передаточной функции.

На входе интегратора 15 суммируются мгновенные значения мощности разности и суммы входного и выходного сигналов исследуемого объекта, и инвертьфованного, усиленного входного .сигнала объекта.

На выходе 15 формируется сигнал, пропорциональный алгебраической сумме 4р

sx() + sr (ю) — ь х(ы), где b — коэффициент усиления 14. Изменяя b, добиваются нулевого напряжения на выходе 15. По Ь можно найти 4S величину 2 + 2)V(q )I на частоте настройки узкополосных фильтров, т.е. амплитудно-частотную характеристику объекта.

Предлагаемое устройство по сравне- 5Q нию с известным проще и позволяет получать частотную передаточную функцию за счет соединения входа первого канала с выходом третьего инвертора, выхода объекта исследования — с входом третьего узкополосного фильтра, а выхода третьего квадратора — с третьим входом второго интегратора.

Формула изобретения

Устройство для определения оценок частотной передаточной функции, содержащее последовательно соединенные первый узкополосный фильтр, первый квадратор, первый инвертор, подключенный выходом к первому входу первого интегратора, последовательно соединенные второй узкополосный фильтр, второй квадратор, второй инвертор, первый усилитель с переменным коэффициентом усиления, выход которого соединен с вторым входом первого интегратора, последовательно соединенные третий узкополосный фильтр и третий квадратор, выход которого соединен с третьим входом первого интегратора, подключенного выходом к входу первого регистратора, второй усилитель с переменным коэффициентом усиления, который входом соединен с выходом второго инвертора, а выходом — с первым входом второго интегратора, подсоединенного выходом к входу второго регистратора, второй вход второго интегратора соединен с выходом первого квадратора, а также третий инвертор, вход третьего инвертбра является входом устройства, соединенным с выходом объекта исследования вход которого соединен с первыми входами первого, второго и третьего узкополосных фильтров, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, второй вход первого узкополосного фильтра соединен с выходом третьего инвертора, вход устройства соединен с вторым входом третьего узкополосного фильтра, а выход третьего квадратора соединен с третьим входом второго интегратора.