Способ определения амплитудно-фазовых характеристик электрогидравлического цифрового привода
Использование: в системах управления самолетом или ракетой, в которых применяются цифровые электрогидравлические приводы. Сущность изобретения: задается граничная частота frp использования синусоидального сигнала возбуждения с частотой f без искажения формы. Цифровой вычислительный комплекс формирует сигнал возбуждения в виде параллельного двоичного семиразрядного кода, каждый разряд которого представлен двухполярным напряжением. Такт квантования Т0 сигнала возбуждения составляет 0,025 с, амплитуда синусоидального сигнала постоянна и составляет 5 единиц младшего разряда , т.е. амплитуда квантования , а частота сигнала возбуждения изменяется от 0,2 до 15 Гц. До частоты frp сигнал возбуждения подается в виде квантованной по времени синусоиды, а начиная с частоты frp до 15 Гц, - в виде прямоугольного периодического сигнала. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. ел С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 F 15 В 19/00
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ в1домство сссР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4891870/29 (2 ) 13.12.90 . (46) 15.02.93. Бюл. N. 6 (71) Головное конструкторское бюро Научно-производственного объединения иЭнерГИЯ (72) С,И.Байда, Д.С.Белицкий, С.В.Владимиров и B.È.Шутенко (56) Вавилов А.А„Солодовников А,И. Эксперйментальное определение частотных хар лктеристик автоматических систем. М.-Л, ГОсэнергоиздат, 1963. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДН(Э-ФАЗОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРРГИДРАВЛИЧ ЕСКОГО ЦИФРОВОГО
ПРИВОДА (57) Использование: в системах управления самолетом или ракетой, в которых применяются цифровые электрогидравлические
Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано, например, в (истемаx управления самолетом, ракетой, где применяются цифровые электрогидравп ческие приводы, в которых необходимо определить амплитудно-фазовые частотные характеристики (АФЧХ), Известен способ получения АФЧХ энергоГидравлического привода, в том числе и дИскретного (цифрового). путем подачи сигнала возбуждения, значение которого находится в пределах зоны линейности скоростной характеристики привода, а также получение сигнала на выходе, соответствуЮщего перемещению штока привода в функции времени, и вычисления АФЧХ при
„,. Ж„„1795157- А1 приводы. Сущность изобретения: задается граничная частота 1 р использования сийусоидального сигнала возбуждения с частотой f без искажения формы. Цифровой вычислительный комплекс формирует сигнал возбуждения в виде параллельного двоичного семиразрядного кода, каждый разряд которого представлен двухполярным напРЯжением. Такт квантованиЯ Тбу сигнала возбуждения составляет 0.025 с, амплитуда сину"оидального сигнала постоянна и составляет 5 единиц младшего разряда, т.е. амплитуда квантования А =Асин, а частота сигнала возбуждения изменяется от
0,2 до 15 Гц. До частоты frp сигнал возбуждения подается в виде квантованной по времени синусоиды, а начиная с частоты f
15 Гц, — в виде прямоугольного периодического сигнала. 1 з,п. ф-лы, 5 ил.
«4 разных частотах как отношения функции.вы-, 0 ходного сигнала к сигналу возбуждения. Ql
Сигнал возбуждения формируют в виде им- — а пульса или последовательности импульсов (Л минимальнои воаможнойдлительности, llpN которой величина сигнала наибольшего отклонения штока привода составляет рб100% от установившегося значения ь выходного сигнала.
Однако этот способ не обеспечивает получения достоверных значений АФЧХ, если уровень сигнала возбуждения выходит за пределы зоны линейности скоростной характеристики привода, кроме этого необходимо дополнительно обеспечивать минимально возможную длительность им1795157 пульса сигнала возбуждения, что не всегда представляется возможным.
Наиболее близким к изобретению по технической сути и достигаемым результатам является способ получения АФЧХ электрогидравлического привода, содержащего шток, взаимодействующий с нагрузкой, включающий формирование на входе привода синусоидального сигнала возбуждения и регистрацию сигнала на выходе привода, соответствующего перемещению выходного звена, а затем определение частоты среза и АФЧХ при разных частотах как отношения первых гармоник сигнала на выходе и сигнала возбуждения, Цель изобретения — повышение точности определения характеристик.
Указанная цель достигается тем, что в способе, включающем формирование на входе привода синусоидального сигнала возбуждения и регистрацию сигнала на выходе привода, соответствующего-перемещению выходного звена привода, синусоидальйый сигнал возбуждения формируют с фиксированной величиной такта квантования по времени в интервале частот, меньших дополнительно определенной гра, ничной частоты, а при дости>кении йоследней формируют сигнал возбу>кдения прямоугольной формы с амплитудой, равной целой части амплитуды первой гармоники синусоидального сигнала ,возбуждения.
Граничную частоту определяют, напри. мер, равной частоте среза.
На фиг.1 изображен график синусоидального сигнала возбуждения, на фиг.2— график синусоидального сигнала возбуждения с частотой, большей, чем частота сигнала по фиг,1; на фиг.З вЂ” график прямоугольного сигнала возбуждения; на фиг.4 — схема устройства для реализации способа; на фиг.5 — характеристики, полученные при реализации способа, Устройство фиг.4 содержит цифровой вычислительный комплекс (ЦВК) 1, блок 2 усилителей, электрогидравлический привод .3, размещенный на основании 4, а также имитатор 5 нагрузки, связанный пружиной
6 со штоком 7 привода 3, и датчик 8 положения имитатора 5.
Способ ойределения АФЧХ реализуется следующим образом.
Задается граничная частота тр использования синусоидального сигнала возбуждения с частотой f без искажения формы.
Определение равейства граничной частоты
1 р и частоты среза fop обуславливается фильтрующими свойствами привода 3 как обьекта системы регулирования и определяется расчетным или экспериментальным путем, т.е. это частота, при которой доля высших гармоник в сигнале возбуждения становится существенно меньше доли первой гармоники. Другими словами, если после частоты f
В общем случае частота fop, близкая, т.е. примерно равная f 15 значения резонансной частоты fpes поэтому при использовании способа, известного из прототипа, невозможно достоверно определить АФЧХ в области резонанса. Фиг.1-3 иллюстрируют зависимость фор20 мы сигнала возбу>кдения от соотношения между периодом Т синусоидального сигнала и постоянным тактом квантования То, На фиг.1 соотношение Т/Tp=20(Tp=0,025 с, Т=.20 Tp=0,5 с; f=1/T=2 Гц), на фиг.2 25 Т/Tp=5(Tp=0,025 с, T=0,125 с, f=8 Гц), при этом если не соблюдается условие кратности между Т и То, например, ТО=0,025 с. Т=0,111 с, т.е. f=9 Гц, то сигнал возбуждения становится непериодическим. На фиг.3 по30 казан вид прямоугольного сигнала, подаваемого на вход Электрогидравлического привода, начиная с частоты fop. ЦВК 1 по введенной в него программе . формирует сигнал возбуждения в виде па35 раллельного двоичного семираэрядного кода, ка>кдый разряд которого представлен двухполярным напряжением 5 В, которые после усиления становятся равными 28 В и достаточными для управления разрядными 40 гидроусилителями электрогидравлическогс привода, Такт квантования Тр сигнала возбуждения составляет 0,025 с, амплитуда синусоидального сигнала (А ин) постоянна и составляет 5 единиц младшего (ед.мл.) раз45 ряда, т.е. амплитуда квантования Ак=А ин, а частота сигнала возбуждения изменяется от 0,2 до 15 Гц. При этом в соответствии с инерционно-жесткостными свойствами нагрузки частоты рез=8 Гц frp=fñð=4 Гц До 50 частоты 1 р сигнал возбуждения подается в виде квантованной по времени синусоиды, а, начиная с частоты f
55 прямоугольного сигнала (Апр) определяется по соотношению App=entier (A>)=entier (лТА„/4)=entler(я 5/4)=4 ед.мл. разряда, где entier — обозначение целой частицы числа, А — амплитуда первой гармоники сигна1795157 10 ла возбужденйя на входе электрогидравлического привода. Происходит обработка сигнала возбуждения — перемещение штока 7 и имитатора 5 нагрузки, регистрируемое датчиком 8 по- 5 ложения, сигнал на выходе последнего поступает на вход ЦВК1. ЦВК" по заложенной в нем программе осуществляет анализ первых гармоник сигналов возбуждения на выФормула изобретения 1. Способ определения амплитудно-фазрвых характеристик электрогидравличеckoro .цифрового привода, при котором формируют на входе привода синусоидальньlA сигнал возбу>кдения и регистрируют сигнал на выходе привода, соответствующий перемещению выходного звена привода, а затем определяют: частоту среза и амплитудно-фазовые характеристики при разных частотах как отношение первых гармоник сигнала на выходе и сигнала возбуждвния, отличающийся тем, что, с целью ходе и расчет их соотношения, Полученные значения АФЧХ выводятся на печатающее устройство ЦВК1 в виде. показанном на фиг.5, — амплитудная А и фазовая рчастотные характеристики цифрового злектрогидравлического привода. Для сравнения показана АФЧХ, определенная по способупрототипу. повышения точности определения характеристик„синусоидальный сигнал возбуждения формируют с фиксированной веЛичиной такта квантования по временй в интервале частот, меньших дополнительно определенной граничной частоты, а при достижении последней формируют сигнал возбуждения прямоугольной формы с амплитудой, равной целой части амплитуды первой гармоники синусоидального сигнала возбуждения. 2. Способ по и, 1, отличающийся тем, что граничную частоту оп редел яют равной частоте среза, 1795157,г„ иг.5 Составитель C,ÐîæäåñòBåíñêèé Техред М.Моргентал: Корректор П.Гереши Редактор A.BeP Заказ 416 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
