Устройство для получения амплитудно-частотных характеристик электроэнергетических объектов

 

Изобретение относится к технике измерений и позволяет определять амплитудно-частотные характеристики электроэнергетических объектов без нарушения режима их нормального функционирования . 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 , регистры 10 и 11, блок 15 задания закона управления частотой, генератор I6 стабильных импульсов и .счетчик 17. В устройство введены счетчик 18 и дешифратор 19, служащие для управления работой запоминающего блока 21. При этом дешифратор 19 осуществляет выборку из запоминающего блока 21 и передачу в сумматор 20 соответствующих значений синфазных сумм. Сумматор 20 предназначен для получения за все посылки синфазных сумм : дискретных значений возмущающего входного сигнала, синфазных дискретных значений постоянной составляющей, измеренной в паузах, и синфазных сумм дискретных значений выходного сигнала . 5 ил. . (Л 00 05 со 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) . (51) 4 Ol

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1 Ж(. ю с5

JЦ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ;; . U

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4023462/24-21 (22) 17.02.86 (46) 30.12.87. Бюл. 9 48 (7l) .Сибирский энергетический институт СО АН СССР (72) Ю.И. Петров, В.М. Попов и Ю.М. Горский (53) 621 ° 317.757(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1260875, кл. G Ol R 27/28, 1984. (541 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к технике измерений и позволяет определять ам плитудно-частотные характеристики электроэнергетических объектов беэ нарушения режима их нормального функционирования. 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, регистры 10 и 11 блок 15 задания закона управления частотой, генератор 16 стабильных импульсов и . счетчик 17. В устройство введены счет-. чик 18 и дешифратор 19, служащие для управления работой запоминающего блока 21. При этом дешифратор 19 осуществляет выборку из запоминающего блока 21 и передачу в сумматор 20 соответствующих значений синфазных сумм.

Сумматор 20 предназначен для получения за все посылки синфазных сумм дискретных значений возмущающего входного сигнала, синфазных дискретных значений постоянной составляющей, измеренной в паузах, и синфазных сумм дискретных значений выходного сигнала. 5 ил.

1 136

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для определения амплитудно-частотных характеристик объектов, находящихся в процессе нормального функционирования, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и определение амплитудно-частотных характеристик электроэнергетических объектов без нарушения режима их нормального функционирования.

На. фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2-5 — диаграммы напряжений в различных точках устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор I перестраиваемой частоты, исследуемый четырехполюсник 2, коммутатор 3 и аналогоцифровой преобразователь 4, а также последовательно соединенные первый .сумматор 5, второй сумматор 6, цифровой делитель 7 кодов, индикатор 8 результата и частоты, а также блок 9 управления, первый и второй регистры

10 и 11, первую и вторую клеммы 12 и 13 для подключения исследуемого объекта. Генератор 1 перестраиваемой частоты выполнен в виде управляемого генератора 14, вход которого соединен с выходом блока 15 задания закона управления частотой. Кроме того, устройство содержит генератор 16 стабильных импульсов, первый 17 и второй 18 счетчики, дешифратор 19 и последовательно соединенные третий сумматор 20 и запоминающий блок 21.

Устройство работает следующим образом.

Управляемый генератор 14 и блок

15 задания закона управления часто-. той выполнены по схеме интерполирующего функционального преобразователя.

Управляемый генератор !4 формирует посылки возмущающего сигнала

U „, приведенные на фиг. 2б. Закон измеиения частоты возмущающего сигнала в посылке приведен на фиг.2а. Генератор 14 выдает импульсные сигналы о с частотой F 2 на выходе 31 и с часJ тотей Р„-2 на выходе 22, где F> частота возмущающего сигнала в каждом периоде. Блок 15 на выходе 23 выдает сигналы с частотой F. 2 ", где

F. — частота сигнала управления. 1

Блок 9 управления представляет со" бой счетчик с логическими элементами

3088 2

55 на входе и дешифратором на выходе.

Временные диаграммы работы блока 9 приведены,на фиг, 4 и 5. На вход блока 9 поступают сигналы с выхода 22 генератора 14, а во время паузы (фиг. 4б) — с выхода 23 блока 15.

Электронный коммутатор 3 предназначен для подключения на вход аналого-цифрового преобразователя возмущающего или выходного сигналов. Сигнал управления коммутатором поступает с выхода 24 блока 9 управления (фиг. 4е).

Аналого-цифровой преобразователь

4 осуществляет преобразование мгновенных значений возмущающего и выходного сигналов, поступающих на него в цифровую форму. Команда на преобразование поступает с выхода 25 блока 9 управления (фиг. 4д).

Сумматор 20 предназначен для получения за все посылки синфазных сумм дискретных значений возмущающего

h входного сигнала К А ., где =1

aai1Р номер посылки, 1 =з. п; р — номер измерения в периоде 0

1=1

1 . измерений, Pcz 1 (фиг. 2в), и синфазных сумм дискретных значений выходнои го сигнала g А, где g — количество jp

i=1 периодов возмущающего сигнала в посылке, 1

А „, А „, „р, А,„, на второй вход 27 г сумматора 20 поступают из запоминающего блока 21 соответствующие суммы, измеренные в предшествующие посылки и-1 и-t - >

i -=-1

Команды на суммирование поступают из блока 9 управления (фиг. 4д).

Запоминающий блок 21 хранит значе11 и ния синфазных сумм A„, А „;,р, ; =1 1™ 1=1 и

7 А„, поступающих из сумматора 20.

Счетчик 18 с дешифратором 19 управляет работой запоминающего блока

21. На вход счетчика поступают импульсы с выхода 28 блока 9 управления.

Дешифратор 19 осуществляет выборку з 13630 из запоминающего блока 21 и передачу в сумматор 20 для суммирования соответствующих значений синфазных сумм ь A П

Сумматор 5 предназначен для получения среднего за все посылки значения постоянной составляющей, полученной в паузах

1О

1-!пост суммы модулей за первые периоды дискретных значений возмущающего сигнала к и

B- =7 А;„Р

Р=1 i-1 и для получения дискретных значений сигнала реакции

H р 1-! пост

JP . 1JP

Сигнал управления сумматором 5 поступает с выхода 28 блока 9 управления в последней посылке (фиг.5д).

В регистре 10 хранится среднее за все посылки значение постоянной составляю-25 щей У„ .. . которое определяется в сумматоре 5. Значение У, в дополнипост тельном коде поступает на второй вход

29 сумматора 5. Запись значения У„ осуществляется в конце паузы последней посылки по команде из блока 9 управления (фиг. 5ж).

В регистре 11 хранится значение В, которое записывается в регистр !1 с первого выхода 30 сумматора 5 пос35 ле первого периода последней посылки по команде, поступающей из блока 9 управления (фиг. 5з).

Сумматор 6 предназначен для получения суммы модулей дискретных значе- 40 ний сигнала реакции за J-й период

К возмущающего сигнала 1 С. . СуммироР-1 вание осуществляется в последней посылке по командам из блока 9 управле- 4 ния (фиг. 5). Делитель 7 осуществляет

К, деление в цифровом виде суммы С

JÐ

P=1 поступающей с выхода сумматора 6 на значение В, поступающее с выхода регистра 11 ° Команда на деление поступает в конце каждого периода последней посылки с выхода 31 блока 9 управления (фиг. 5и). Результатом деления является текущее значение АЧХ в„(ы).

Генератор 16 предназначен для генерирования импульсов стабильной частоты.

88

Счетчик 17 предназначен для определения частоты в каждом периоде возмущающего сигнала. На разрешающий вход счетчика 17 в последнюю посылку поступает сигнал с выхода 32 генератора 14, который по длительности равен текущему периоду возмущающего сигнала, а на счетный вход 33 счетчика 17 поступают импульсы стабильной частоты с генератора 16. В конце каждого периода возмущающего сигнала на выходе счетчика 17 образуется код

N, пропорциональный частоте этого

J периода. Счетчик 17 устанавливается в "0" в конце каждого периода по команде с выхода 31 блока 9 управления (фиг. 5и), которая поступает на управляющий вход счетчика 17.

В индикаторе 8 результата и частоты хранятся дискретные значения АЧХ

RÄ(u)), поступающие в каждый период последней посылки возмущающего сигнала с выхода делителя 7 и дискретные значения кода частоты, поступающие от счетчика 17. Команды на запись в индикатор 8 поступают каждый период последней посылки с выхода 31 блока 9 управления (фиг. 5и). На выходе 34 индикатора 8 имеем последовательность дискретных значений АЧХ

R (M), а на выходе 35 — последовательность дискретных значений кода

1!., пропорциональ--ых частоте 1 ;, соответствующих В„(1!).

Последовательность работы устройства следующая.

С выхода генератора перестраиваемой частоты 14 на вход исследуемого объекта 2 поступают посылки возмущающего сигнала (фиг. 2б) с постоянной амплитудой и частотой, меняющейся по линейному закону. При этом амплитуду возмущающего сигнала задают такой, чтобы реакция объекта на этот сигнал не превышала уровень естественных флюктуаций на выходе объекта..

Количество посылок задается в блоке управления, причем за и-1 посылку осуществляется накопление сигналов, а в последней посылке осуществляется обработка этих значений и вычисление амплитудно-частотной характеристики.

В начале каждой из и-1 посылок в паузе, которая равна 1/32 длительности сигнала управления, на вход аналого-цифрового преобразователя 4 подключается выходной сигнал и осуществляются 32 измерения и преобразо50

5 13630 вания, в цифровую форму значения этого сигнала А, (!cг 32). Для определеи ния постоянной составляющей каждое измеренное значение А, поступает в

1т 5 сумматор 20, где суммируется с накопленными за предыдущие посылки значеl1- ниями А, з=

В.первый период каждой из п-1 по10 сылок коммутатор 3 подключает на вход аналого-цифрового преобразователя возмущающий сигнал. Аналого-цифровой преобразователь 64 раза осуществляет измерение за этот период, через рав.ные его доли измеряют мгновенные значения возмущающего сигнала А (фиг. За). Эти значения поступают в сумматор .20, где они синфазно суммип- руются со значениями А . где

ЬКi1P

1= --1

1 рс64.

С второго периода каждой из n-l .посылок коммутатор подключает на вход аналого-цифрового преобразователя 4 25 выходной сигнал. В каждый j-й период -й посылки через равные доли j-го периода осуществляется измерение мгновенных значений выходного сигнала

А 1р (фиг ° 2в ) ° Каждое из этих значе- 30 ний поступает в сумматор 20, где синфазно суммируется со значениями сумм

h-

А „, накопленных за предыдущие

1! Р

1=1 посылки, о 35

После .n-I посылки в запоминающем блоке 21 хранится 32 значения сумм п-1 П-1

А„,, 64 значения сумм А

1-1 !!-

1 и m значений сумм А. !.! Р

1с!

В последнюю посылку на аналого-цифровой преобразователь 4 не поступают команды на преобразование и блок не осуществляет преобразований сигналов.

Блок 9 управления открывает вход сум- 45 матора 5 и на него начинают поступать

I из запоминающего блока 21 последовательности накопленных за и-1 посылку значений сумм

П-! П-1

А., А „;„Р и, = 1 1 Т „

А „

За время паузы в сумматоре накапэ2 и-1 ливается сумма ) A .

2=1 1=

Значение постоянной составляющей

32 h-1

2 DA;

88 получается сдвигом вправо на пять разрядов накопленного значения сумматора. После деления значение U посТ поступает в регистр 10 и используется для вычисления дискретных значений сигнала реакции.

За первый период последней посылки в сумматоре образуется сумма A ÜÕ !1Р I

Р=1 1=1 которая в конце первого периода поступает в регистр Il с первого выхода

30 сумматора 5 и используется для вычисления амплитудно-частотной характеристики.

Далее за каждый последующий период последней посылки в сумматоре 5 вычисляются дискретные значения сигнала реакции и-1

Р . A 11по ! =1

Из запоминающего блока 21 эначеп-1 ния - А поступают на первый вход

1=1

36 сумматора 5, а значение 11„ в дополнительном коде поступает на второй вход 29 сумматора 5 из регистра

10. С первого выхода сумматора 5 модули значений С поступают в сумма,1Р тор б, где за каждый период формируется сумма

61

1С„Р1, которая поступает на первый вход 37 делителя 7. На второй вход 38 делителя ? поступает из регистра ll значение В. На выходе делителя 7 получаются дискретные значения амплитудночастотной характеристики В.(Э), которые поступают на первый вход индикатора 8 результата и частоты.

На второй вход индикатора 8 с выхода счетчика 17 поступает код !1

1 пропорциональный частоте текущего периода. В конце последней посылки в регистрах хранения индикатора 8 ре-; зультата и частоты образуется m nap значений R (!1) и И . Эти значения

J J можно использовать для визуального, наблюдения амплитудно-частотной ха рактеристики с помощью двух цифроаналоговых преобразователей и двухкоординатного графопостроителя или использовать для расчетов на ЦВМ в задачах управления или идентификации, Формулa èç обретения

Устройство для получения амплитудно-частотных характеристик электроэнергетических объектов, содержа7 1363088 8 щее последовательно соединенные гене- ления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, ратор перестраиваемой частоты, клеммы что, с пелью расширения функциональдля подключения исследуемого четырех- ных возможностей, в него введены пополюсника, коммутатор и аналого-циф- следовательно соединенные с выходом ровой преобразователь, а также после- аналого-цифрового преобразователя

5 довательно соединенные первый и вто- третий сумматор и запоминающий блок, рой сумматоры, цифровой делитель а также последовательно соединенные кодов и индикатор результата и часто- второй счетчик и дешифратор, выход ты, а также блок управления, первый )p которого соединен с управляющим вхои второй регистры, последовательно дом запоминающего блока, выход котосоединенные генератор импульсов и рого подключен к первому входу первосчетчик, прн этом управляющие входы го и третьего сумматоров, при этом коммутатора, аналого-цифрового преоб- управляющий вход третьего сумматора разователя, двух сумматоров, цифрово- 5 подключен к управляющему входу анаго делителя кодов, двух регистров, лого-цифрового преобразователя, а

I счетчика, индикатора подключены к входы счетчика подключены к соответсоответствующим выходам блока управ- ствующим выходам блока управления.

Ups.

Vayu

>i»

1363088

Вик 15,У

27

О

29 вихю

Фиа 4 г

Юьи, Уу

ЯФ

Выход дик. Яф

Составитель Н. Михалев

Редактор-И. Швыдкая Техред Л.Сердокова

Корректор И. Муска

Заказ 6399/34 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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