Устройство для коррекции многосвязных измерительных систем
О П И С А Н И E 202275
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства № —Заявлено 07Л,1966 (№ 1074329/26-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Кл. 21с, 46/50
МПК G 051
УДК 681.2.08.088.6 (088.8) Комитет па делам изобретений и открытиЯ при Совете Министров
СССР
Опубликовано 14.IX.1967. Бюллетень № 19
Дата опубликования описания 18.XI.1969
Автор изобретения
В. Г,. Васильев
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ МНОГОСВЯЗНЫХ
ИЗМЕРИТЕЛЪНЬ1Х СИСТЕМ (2) (3) (4) (5) 1
Известны устройства для коррекции многосвязных измерительных систем, содержащих блоки первичных преобразователей, блоки сравнивающих устройств, блоки усиливающих устройств с комплексом элементов в цепи обратной связи и блоки регистрирующих устройств.
Предложенное устройство отличается о1 известных тем, что оно содержит многосвязную структурную модель последовательно соединенных блоков первичных преобразователей и регистрирующих устройств, которая включена в комплекс элементов обратной связи измерительной системы между выходами усиливающих устройств и входами комплекса устройств сравнения.
Это улучшает качество коррекции нелинейности, инерционности и неселективностп всех узлов системы, коррекции нестабильности блоков сравнивающих и регистрирующих устройств и повышает помехоустойчивость блоков преобразующих устройств.
На чертеже приведена блок-схема устройства.
Устройство содержит блок 1 r ервичных преобразователей, воспринимающих как подлежащие исследованию физические процессы,. описываемые функциями времени }Х,(фт= т,з... m, так и:помехи измерения, описываемые функциями времени {X,(t)}< +(, ...„. При этом функции времени }A;(t)}l = 1,2... выступают как компоненты и-мерного вектора Х(/); блок
2 сравнивающих устройств системы; блок 3 усилительных устройств; блок 4 регистрирующих устройств системы, например комплекс шлейфов магнитоэлектрического осциллографа, воспроизведения которых описываются функциями времени (Лл (t) }re = i,z... — компонентами и-мерного вектора Z(t) и комплекс элементов 5 обратной связи, вьгполненный в виде структурной модели «последовательно действующих» блоков первичных преобразователей и блоков регистрирующих устройств.
Примем, что воспроизводящие свойства блоков 1 — 4 таковы, что принадлежности X(t) к классу Ps имеют векторные соотношения
} «(с(-т((е) p w( U(t) = ЯХ(1) — блок 1; W (t) =N(U (t) — y (t) ) — блок 2; У(t) =К% (t) — блок 8; ЗО Z(t)=RY(t) — блок 4; 202275 V(t) =MY(t) — комплексы элементов 5, (б) приводящие к векторным соотношениям ц(ъ) енв, -.((.) eR., Ó Yåни. ) (7) g(t)q„; z(tI6RqВ операторных соотношениях (2) — (б) символы S, N, К, М и R обозначают операторы, в общем случае пел(шейные. С физической точки зрения правомерность операторных уравнений (2) — (6) обеспечивается в том случае, если при X (t () з для каждого из преобразующих комплексов системы, определенному характеру входных сигналов, характеризуемых векторнымн соотношениями (1), соответствует определенный характер выходHblx сигналов, характеризуемых векторными соотношениями (7). Если принять, что при X(t) E ps p наряду с соотношениями (1) — (7) выполняются соотношения РН- 1и : Ри: (t &, Г (8) и операторные соотношения Л(() =$ )U(t); U (t) — V (t) =N-iW (t); W(t) =К >Y(t); Ь У()=Л (z(t); м iv(t) что с физической точки зрения (9) (10) (11) (12) (13) обеспечивает« ся в том случае, если при x(.) E.Ðs=ý Р то воспроизводящие свойства блоков 1 — 5 будут таковы, что определенному характеру их выходных сигналов соответствует вполне определенный характер входных сигналов. с В рассматриваемомслучае при X(t) BPs Рз операторные уравнения (2) — (6) и (9) — (13) мо)ут рассматриваться как совместная система уравнений, приводимая методом подстановок к операторному уравнению Z(t) = RQ >SX(t), (14) где Q 1 — оператор, обеспечивающий выполнение операторного тождества (.} ((К >Y(t)+MY(t))): — Q->Y(t). (15) Требование выполнения операторного тождества (15) равнозначно требовачию возможности определения характера входных сигналов по характеру выходных сигналов для части измерительной системы, образованной из блоков 2, .) и комплекса элементов 5 обратной связи. Воспроизводящие свойства этой части измерительной системы в дальнейшем будут выражаться операторным соотношением U(t)=Q Y(t), (16) Если воспроизводящие свойства блоков 2, (8 и 5 таковы, что при X(<) p "- - — Ря то наряду с выполнением ранее сформулированных условий обеспечивается выполнение условия 10 (N 1К Y(t) ((MY(t) ((17) при (Y(t) (фО. Это условие представляет собой обобщенную форму требования о достаточно больших коэффициентах усиления. В случае, если воспроизводящие свойства части системы, состоящей из блоков 2, 8 и 5 А С таковы, что при х-(и >s >s ) s и сколь 20 угодно малых значениях параметра sup (N g g(t)I }(),(л <+(+ (18) V(t(C 1„ 25 (У(1)(ф A уравнение (16) может быть преобразовано к виду ЗО Y(t)=M 1U(t)+(t)(t), где u)(t) — мерный вектор с малыми (по модулю) компонентами, удовлетворяющий условию lim ((o(t) (=О. (20) с-о Из анализа соотношений (19) и (20) следует, 40 что при 4 (()" (Ъ == о и выполнении 4, перечисленных выше условий коррекции рассматриваемая часть измерительной системы выступает в роли «обратного оператора» для 45 комплекса элементов 5 обратной связи. Учитывая правомерность операторных уравнений (2) и (5), можно преобразовать операторное уравнение (19) к виду Z(t) = RM iSX(t) + 1(,(t), (21) где A(t) — мерный вектор погрешности преобразования рассматриваемой системы, удов. летворяющий условию lim j 4 (t) (= О. (22 55 о Так как в качестве комплекса 5 используется структурная модель последовательно действующих блоков 1 и 4, то развернутая форма) операторного уравнения (13) имеет вид 1 (1) = < (1 (S V(t))I (13,а) (n,n) а развернутая форма уравнения (21) — вид Z(t)=R(R- (D(S- SX(t})})+A(t). (2(,tt) (л,п) б5 В приведенных формулах символ D обо(п,n) значает диагональную матрицу с вещественными элементами Id>,д ) k = 1, 2, ..., n, а символ D — обратную матрицу для матри(п,n) цы D. (л,п) Анализ операторного уравнения (21,а) поa C казывает, что пРи )((.) г Рвс=Ри-с Рв H вы полнении УсловиЯ D x (tI 6 Н.„ Нн (2З) (n,nl в соответствии с операторными уравнениями (2), (9), (4) и (5) операторное уравнение (21,а) приводится к виду Z() =DX(t)+1(,(1), (24) (п,n) т. е, при выполнении условий (17), (1), (8) и (23) в измерительной системе с корректорными комплексами блоков 1 — 4 и с указанным характером комплекса элементов 5 обеспечивается при Х("(с «фс=Рs ps коррек Ф ция нелинейности и инерционности действия 6 блоков 1 — 4, нестабильности действия блоков 2 и 8 и неселективности (неизбирательности) действия блоков 1 — 4. Предмет изобретения Устройство для коррекции многосвязных измерительных систем, содержащих блоки первичных преобразователей, блоки сравнивающих устройств, блоки усиливающих устройств с комплексом элементов в цепи обратной связи и блоки регистрирующих устройств, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества коррекции нелинейности, инерционности и неселективности всех узлов системы, коррекции нестабильности блоков сравнивающих и регистрирующих устройств и повышения помехоустойчивости блоков преобразующих устройств, оно содержит многосвязную структурную модель последовательно соединенных блоков первичных преобразователей и регистрирующих устройств, которая включена в комплекс элементов обратной связи измерительной системы между выходами усиливающих устройств и входами комплекса устройств сравнения. Составитель А. А. Маслов Редактор Л. А. Утехина Техред Т. П. Курилко Корректор Е. Н. Миронова Заказ 3001/19 Тираж 535 Подписное ЦНИИПИ Комитета но делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4 Типография, пр. Сапунова, 2
