Устройство для определения амплитудно-частотных характеристик энергетических объектов

 

Изобретение относится к технике измерений и служит для повьппения точности получения амплитудно-частотной характеристики в условиях действия аддитивной помехи в виде изменяющейся во времени постоянной составляющей . Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит генератор 1 перестраиваемой частоты, коммутатор 3, аналого-цифровой преобразователь 4, сумматоры 5 и 6, цифровой делитель 7 кодов, индикатор 8 результата и частоты, блок 9 управления, а также регистры 10 и 11, управляемый генератор 14, блок 15 задания управления частотой, генератор 16 импульсов и счетчик 17. Введение регистров 20 и 21, цифровых блоков 18 и 19 и сумматора 22 исключает время измерения постоянной составляющей в нйчале посылки (паузы). 2 нл. § (Л

СОЮЗ COBETGHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

09) (И) 159 4 G 01 R 27 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 4044186/24-21 (22) 17.02.86 (46) 23.11.87. Бюл. И 43 (71) Сибирский энергетический институт GO АН СССР (72) Ю.И,Петров и P.Á.Êóýbìèí (53) 621.317 ° 757(088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

11 1260875, кл. G 01 R 27/28, 1984. (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЬЕКТОВ (57) Изобретение относится к технике измерений и служит для повышения точности получения амплитудно-частотной характеристики в условиях действия аддитивной помехи в виде изменяющейся во времени постоянной составляющей. Цель изобретения — повышение быстродействия устройства. Устройство содержит генератор 1 перестраиваемой частоты, коммутатор 3, аналого †цифров преобразователь 4; сумматоры 5 и 6, цифровой делитель

7 кодов, индикатор 8 результата и частоты, блок 9 управления, а также регистры 10 и 11, управляемый генератор 14, блок 15 задания управления частотой, генератор 16 импульсов и счетчик 17. Введение регистров 20 и

21, цифровых блоков 18 и 19 и сумматора 22 исключает время измерения постоянной составляющей в начале посылки (паузы) . 2 ил.

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для определения амплитудно-частотных характеристик электроэнергетических объектов.

Цель изобретения — повышение точности получения амплитудно-частот" ной характеристики в условиях действия аддитивной помехи в виде изменяющейся во времени постоянной составляющей и повышение быстродействия за счет исключения времени измерения постоянной составляющей в начале посылки (йауэы).

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — временная диаграмма работы блока управления.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 перестраиваемой частоты, исследуемый четырехполюсник 2, коммутатор 3, аналогоцифровой преобразователь 4, первый

5 и второй 6 сумматоры, цифровой делитель 7 кодов, индикатор 8- результата и частоты, а также блок 9 управления, первый 10 и второй 11 регистры, первую 12 и вторую 13 клеммы для подключения исследуемого четырехполюсника, управляемый генератор 14, блок 15 задания управления частотой, генератор 16 импульсов, счетчик 17, цифровые блоки 18 и 19 сравнения, третий 20 и четвертый 21 регистры, сумматор 22, при этом выходы цифровых блоков 18 и 19 сравнения соответственно через регистры 20 и 21 подключены к входам сумматора 22, выход которого подключен к входу регистра 10. Управляющие входы блоков подключены к соответствующим выходам блока 9 управления.

Генератор 1 перестраиваемой частоты содержит управляемый генератор

14 и блок 15 задания управления частотой.

Управляемый генератор 14 формирует выходной сигнал U „ ñ линейно изменяющейся частотой. Закон изменения частоты сигнала U „ поступает с выхода 23 генератора 15 на вход генератора 14. Генератор 14 выдает импульсные сигналы с частотой F 2

О на выходе 24 и частотой F; 2 на вьг ходе 25, где F; — частота сигнала в каждом периоде.

Блок 9 управления представляет собой счетчик с логическими элемен4136 2

Если в результате сравнения значение поступившего из аналого-цифрового преобразователя кода больше значения, хранящегося в регистре 20, то это значение записывается в регистр

20, если меньше — то перезапись не осуществляется.

Цифровой блок 19 сравнений кодов осуществляет аналогичное сравнение с значением кода, хранящегося в регистре 21 для выделения минимального за период значения выходного сигнала.

Если в результате сравнения значение поступившего из аналого-цифрового

55 тами на входе и дешифратором на выходе. Временные диаграммы работы блока 9 приведены на фиг ° 2. На вход блока 9 поступают сигналы с выхода

5 генератора 14. Выходной сигнал 11 „„ исследуемого четырехполюсника содержит постоянную составляющую 13„„,, Электронный коммутатор 3 предназначен для подключения на вход блока

4 входного и выходного сигналов, Сигнал управления коммутатором поступает с выхода 26 блока 9 управления (фиг. 2 ) .

Аналого-цифровой преобразователь

4 осуществляет преобразование поступающих на него мгновенных значений входного и выходного сигналов в цифровую форму. Команда на преобразование поступает с выхода 27 блока 9 управления (фиг.2g).

Сумматор 5 предназначен для получения суммы модулей мгновенных знаи

25 чений входного сигнала В= 7 !А,"

< 1 за первый период колебаний входного сигнала и для получения модулей мгновенных значений сигнала реакции четырехполюсника 2 путем вычитания из

3р мгновенных значений выходного сигнала А „" значения постоянной составляющей H „„, . Ha вход сумматора поступает цифровой код с выхода аналогоцифрового преобразователя. Сигнал управления сумматором поступает с выхода 27 блока 9 управления (фиг.2g).

Цифровой блок 18 сравнения кодов осуществляет сравнение поступающих с выхода аналого-цифрового преобра4О зователя мгновенных значений выходного сигнала со значением кода, хранящегося в регистре 20, и предназначена для выделения максимального за период значения выходного сигнала.

3 1 3541 преобразователя кода меньше значения, хранящегося в регистре 21, то это значение переписывается в регистр 21, если больше — то перезапись не осу5 ществляется.

Команды на сравнение и перезапись поступают с выхода 27 с блока 9 управления (фиг.2 ). В конце каждого периода регистры 20 и 21 устанавливаются в "0" командой с выхода 28 блока управления (фиг.2е).

Сумматор 22 предназначен для получения полуразности максимального и минимального значений выходного 15 сигнала. На вход 29 сумматора 22 иэ регистра 20 поступает максимальное за период значение выходного сигнала, а на вход 30 из регистра 21 минимальное за периоц значение. Де- 2р ление на два осуществляется сдвигом значения регистра на один разряд вправо.

В регистре 10 хранится значение постоянной составляющей. Запись это- 25

ro значения осуществляется с выхода сумматора 22 в конце каждого периода.

Значение Uð с выхода регистра 10 в дополнительном коде поступает на вход 31 сумматора 5. Команда записи З0 поступает с выхода 28 блока 9 управления (фиг.2 ) в конце каждого периода.

В регистре 11 хранится значение

В, которое записывается в регистр 11 с выхода сумматора 6 в конце первого периода, по команде, поступающей с выхода 32 блока 9 управления (фиг. 2у), Сумматор 6 предназначен для получения суммы отсчетов модулей мгновен- 4р

Tl ных значений сигнала реакции А ; j

=! за период входного сигнала. Значения поступают с выхода сумматора 5. Сигнал управления сумматором поступает с выхода 32 блока 9 управления (фиг. 2 g) .

Делитель 7 осуществляет деление в и цифровом виде суммы, } А; j, пос- 5(}

2ii тупающей с выхода сумматора 6 на значение В, поступающее с выхода регистра 11. Команда на деление поступает в конце каждого периода на вход 33 делителя 7 с выхода 28 блока 9 управ- 55 ления (фиг. 2 e ) .

Генератор !6 предназначен для генерирования импульсов стабильной часЗь

4 тоты. Счетчик 17 предназначен для оп— ределения частоты в каждый период возмущающего сигнала. На разрешающий вход счетчика 17 поступает сигнал с выхода 24 генератора 14, равный по длительности текущему периоду возмущающего сигнала. На счетный вход счетчика 17 поступают импульсы стабильной частоты с выхода генератора

16. В конце каждого периода возмущающего сигнала на выходе счетчика 17 образуется код N; пропорциональный частоте этого периода. Счетчик уста— навливается в "0" в конце каждого периода по команде с выхода 28 блока

9 управления (фиг.2е), которая поступает на управляющий вход счетчика.

В индикаторе результата и частоты хранятся дискретные значения АЧХ, поступающие в каждый период возмущаю— щего сигнала с выхода делителя 7, и дискретные значения кода частоты, поступающие от счетчика 17. Команды на запись в индикатор 8 поступают каждый период с выхода 28 блока управления 9 (фиг.2=). На выходе 34 индикатора 8 имеется последовательность значений АЧК R;(ы), а на выходе 35 последовательность дискретных значений кода N,, пропорциональных частоте и;, соответствующих R;(u).

Устройство работает следующим образом.

Посылка возмущающего сигнала с выхода генератора 1 поступает на исследуемый объект. В первый период воэ— мущающего сигнала блок 9 управления через коммутатор 3 подключает на вход аналого-цифрового преобразователя возмущающий сигнал для получения константы В. По командам с выхода блока

9 управления (фиг.23). аналого †ци ровой преобразователь 64 раза эа этот период через равные его доли осуществляет измерение и преобразование в цифровую форму мгновенных значений возмущающего сигнала А}, . Значения

А „ в цифровой форме поступают на вход сумматора 5. В сумматоре 5 за

6< период образуется сумма В= i /A, } значение которой поступает на вход регистра ll и хранится там до конца посылки

Далее блок 9 управления пропус— кает пять периодов входного сигнала и подключает до конца посыпки на

1354136 вход аналого-цифрового преобразователя через коммутатор 3 выходной сигнал исследуемого объекта.

Далее в каждом i-м периоде входного сигнала аналого-цифровой преобразователь по командам с выхода блока 9 управления (фиг.2е) через 1/64 этого периода осуществляет измерение и преобразование в цифровую форму мгновенных значений выходного сигнала А ;; . Значения Ао; в цифровой форме поступают на первые входы цифровых схем 18 и 19 сравнения кодов.

На вторые входы блоков 18 и 19 поступают значения кодов, хранящиеся в регистрах 20 и 21. С помощью блоков

18 выделяется максимальное за этот период А о!. .. а с блоков 19 — ми— нимальное А,„,„. Максимальное и минимальное значения А поступают в сумматор 22, где определяется значение U„o!l- çà этот период, равное

А <1 макс А2!1 мз!н

А

Пост

Зто значение поступает в регистр

10 и используется для вычисления мгновенных значений сигнала реакции

А ;,! = А,; „; — U в следующем ! р!

i+1 — м периоде. Б шестом периоде возмущающего сигнала вычисляется только значение U„, а значение R не вычисляется, Начиная с седьмого периода, на первый вход сумматора 5 поступают дискретные значения выходного сигнала А,, а на второй вход— значение U„«,, в дополнительном коде. С выхода сумматора 5 модуль раз-! ности Ао;„- U„„, ° =Ао, поступает на вход сумматора 6. В сумматоре 6 за каждый период входного сигнала

64 ! сара.гуетса сумма а Аа!, зма1=1 чение которой в конце периода поступает на первый вход делителя 7. На второй вход делителя 7 поступает значение В из регистра 11. На выходе делителя 7 в каждый период получается дискретное значение амплитудно-частотной характеристики Р (Q) которое поступает затем на первый вход индикатора 8 результата и частоты.

На второй вход индикатора 8 результата и частоты поступает с выхода счетчика 17 код N,, пропорциональный частоте текущего периода, В конце посылки в регистрах хранения индикатора 8 образуется и пар значений R,(и) и N, амплитудно-частотной характеристики. Эти значения

5 можно использовать для визуального наблюдения амплитудно-частотных характеристик с помощью двух цифро-аналоговых преобразователей и двухкоординатного графопостроителя или использовать дискретные значения для расчетов на ЦВМ в задачах управления или идентификации.

Формула и э о б р е т е н и я

Устройство для определения амплитудно †частотн характеристик энергетических объектов, содержащее последовательно соединенные генератор перестраиваемой частоты„ клеммы для подключения исследуемого четырехполюсника, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, первый и второй

25 сумматоры, цифровой делитель кодов и индикатор результата и частоты, а также блок управления, первый и второй регистры, генератор импульсов, выход которого через. счетчик подклюЗп чен к второму входу индикатора результата и частоты, второй выход генератора перестраиваемой частоты подключен к второму входу счетчика, а третий — к входу блока управления, 35 выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих блоков, выход первого сумматора через второй регистр подключен к второму входу цифрового делителя кодов, о т4О л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьш ения точности и быстродействия, в него введены два цифровых блока сравнения, третий и четвертый регистры и третий сумматор, причем

45 первые входы цифровых блоков сравнения соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, а вторые входы — соответственно с выходами третьего и четвертого регистров, выходы

5О цифровых блоков сравнения соединены с входами третьего и четвертого регистров, выходы этих регистров также соединены с первым и вторым входами третьего сумматора, выход которого соединен со входом первого ре гистра.

1354136 C 4

Составитель Н.Михалев

Техред А. Кравчук Корректор Л. Патай

Редактор А.Ворович

Заказ 5690/41 Тирам 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.укгород,ул.Проектная,4