Патент ссср 410323

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

41ОЗ23

Своз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 04.11.1972 (№ 1745083/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05.1.1974. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 29.IV.1974

M. Кл, G 01г 19i16

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам нзоеретений н открытий

УДК 531.761(088.8) Авторы изобретения Г. Г. Костанди, И. А. Краснов, А. В. Мозгалевский и В. П. Ясеновец

Заявитель

Ленинградский электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕНИ РЕГУЛИРОВАНИЯ

АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Известны цифровые измерители времени регулирования автоматических систем, содержащие нелинейный элемент, безынерционное звено и схему вычитания.

Цель изобретения — повышение точности измерений и представление результатов измерений в цифровой форме.

Предлагаемый измеритель отличается тем, что к выходу нелинейного элемента последовательно подключены дифференцирующая цепь, триггер и схема совпадения, второй вход которой подключен через линию задержки и ключ к генератору эталонных импульсов; выход схемы совпадения соединен с первым входом схемы «ИЛИ», второй вход которой соединен со входом счетчика, выход схемы

«ИЛИ» подключен ко второму входу индикатора и ко второму входу триггера, а ко входам контролируемой системы и безынерционного звена подсоединен через ключ источник калиброванного напряжения.

Иа фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — амплитудная характеристика нелинейного элемента; на фиг. 3 — временная диаграмма напряжений.

Первый вход счетчика эталонных импульсов 1 через ключ 2 соединен с выходом генератора эталонных импульсов 3. Выход счетчика 1 подключен к первому входу схемы совпадения 4, второй вход которой через линию задержки 5 связан с выходом схемы совпадения 6.

Схема совпадения 6 имеет два входа, первый из которых подключен через линию задержки 7 и ключ 2 к выходу генератора эталонных импульсов 3, а второй подсоединен к выходу цепи, содержащей триггер 8, дифференцирующую цепь 9, нелинейный элемент 10, параллельно соединенные через схему выЧи10 тания 11 контролируемую систему 12 (илп эталонную модель 13) и безынерционное звено 14, ключ 15. Управляемые входы ключей

2, 15 соединены с выходом триггера 16, на первый вход которого подается старт-им15 пульс. Выход дифференцирующей цепи 9 подключен к первому входу триггера 8, выход генератора эталонных импульсов 3 — ко входу ключа 2.

20 Выход схемы совпадения 4 через дешифратор 17 подключен к первому входу индикатора 18. Выход схемы совпадения 6 связан с первым входом схемы «ИЛИ» 19, выход которой соединен со вторым входом (входом

25 сброса) триггера 8 и со вторым входом (входом гашения) индикатора 18. На вторые входы схемы «ИЛИ» 19, счетчика 1, триггера 16 подается импульс сброса. Время регулирования Т, определяется как время последнего

30 пересечения кривой динамической ошибки

410323 е(/) и границы заданной зоны нечувствительности б.

При первом пересечении кривой е(1) с прямой б в момент t со счетчика считывается некоторое количество эталонных импульсов

Л ь пропорциональное времени t . Количество импульсов преобразуется в число, равное t .

Это число 1 высвечивается на индикаторе.

В момент t> следующего пересечения кривой

8(t) с прямой б со счетчика считывается количество эталонных импульсов N>, пропорциональное времени tq. Это количество преобразуется в число, равное 4. Число t па индикаторе гасится и зажигается число, равное времени 1 . Гашение и высвечивание чисел, равных моментам пересечения кривой в(1) с прямой 4, продолжается до момента, соответствующего времени последнего пересечения кривой z(t) с б, т. е. времени регулирования Тр. Число, равное Т„окончательно устанавливается на индикаторе.

Устройство может работать в двух режимах — «измерение» и «проверка». Вначале подается питание на элементы устройства. Генератор эталонных импульсов 3 начинает выдавать импульсы с частотой f. Ha вход ключа

15 подается постоянное напряжение 1 в. 3атем подается импульс сброса. По этой команде все элементы устройства устанавливаются в исходное состояние, а именно: триггеры 8, 16 устанавливаются в нуль, благодаря чему закрываются ключи 2, 15 и схемы совпадения 4, 6, счетчик оказывается в исходном состоянии, индикатор 18 гасится (если он был включен) .

При подаче старт-импульса триггер 16 переходит в состояние «единица» и открывает ключи 2 и 15, благодаря чему импульсы с генератора эталонных импульсов 3 поступают через ключ 2 на счетчик 1 и через линию задержки 7 на первый вход схемы совпадения

6, а через ключ 15 единичный скачок подается на входы контролируемой системы 12 и безынерционного звена 14, выходы которых подключены ко входам схемы вычитания 11, вычитающей переходные характеристики контролируемой системы n> (t) и безынерционного звена h (t) (фиг. За). На выходе схемы вычитания появляется сигнал a(t) =h (t) — hi(t) (фиг. Зб), поступающий далее на вход нелинейного элемента 10.

Рассмотрим промежуток времени 0 — 1ь

В этом промежутке e(t) )б. На выходе нелинейного элемента 10 в момент t=0 появляется скачок напряжения U<> (фиг. Зв), который поступает на вход дифференцирующей цепи 9.

Импульс с выхода этой цепи открывает триггер 8, а выходной потенциал последнего поступает на второй вход схемы совпадения 6.

В момент совпадения сигналов с выхода линии задержки 7 и триггера 8 на выходе схемы совпадения 6 появляется импульс, который, пройдя через линию задержки 5, считывает со счетчика 1 число, соответствующее начальному состоянию. Этот же импульс че5

65 рез схему «ИЛИ» 19 возвращает триггер 8 в исходное состояние. Дешифратор 17 преобразует число, считанное со счетчика 1, из двоичной формы счисления в десятичную и высвечивает его на индикаторе 18. Это число принято 3а условный «нуль». Поэтому на индикаторе должно быть число, равное нулю.

В момент t=,t напряжение на выходе нелинейного элемента 10 изменяется скачком от

Up до нуля (фиг. Зв), в результате чего на выходе дифференцирующей цепи появляется импульс, открывающий триггер 8. Выходной потенциал триггера поступает на второй вход схемы совпадения 6. При совпадении сигналов с выхода линии задержки 7 и триггера 8 на входе схемы совпадения 6 на ее выходе появляется импульс, который через схему

«ИЛИ» 19 возвращает триггер в исходное состояние, гасит на индикаторе число, равное нулю, а через линию задержки 5 поступает на второй вход схемы совпадения 4, считывая со счетчика 1 количество импульсов N, пропорциональное времени t . Это количество импульсов преобразуется дешифратором 17 из двоичной формы счисления в десятичную и высвечивает»а индикаторе 18 время t,.

В момент,t=t, на выходе нелинейного элемента 10 сигнал изменяется скачком от нуля до — Up (фиг. Зв). На выходе дифференцирующей цепи 9 появляется импульс (фиг. 3r), который открывает триггер 8. Выходной потенциал триггера поступает на второй вход схемы совпадения 6, При совпадении на входе схемы 6 сигналов с выходов линии задержки 7 и триггера 8 на ее выходе появляется импульс, который через схему «ИЛИ» 19 возвращает триггер в исходное положение и гасит на индикаторе 18 число, равное времени а через линию задержки 5 поступает на второй вход схемы совпадения 4. При этом со счетчика 1 считывается количество импульсов

N>, пропорциональное времени 4. Дешифратор 17 преобразует это количество импульсов двоичной формы счисления в десятичную и высвечивает на индикаторе 18 число, равное 2

Гашение и запись новых значений времени пересечения кривой в(1) с прямой 6 повторяются до момента t = To, При t) Tpa (t) (д.

В этом случае на выходе нелинейного элемента 10 сигналы не появляются, следовательно, на выходе схемы совпадения 6 тоже нет сигналов, поэтому на индикаторе устанавливается число, соответствующее моменту последнего пересечения сигналом в(/) зоны нечувствительности б, т. е. число, равное времени регулирования Т,. Для синхронизации работы устройства для измерения времени регулирования Тр в схеме используются линии задержки 5 и 7. Величина задержки т линии задержки 7 равна времени между подачей сигнала на входы контролируемой системы 12 и безынерционного звена 14 и появлением сигнала на выходе триггера 8, а величина задержки т линии задержки 5 выбрана равной

410323 разноли т,— ть где т — максимальное время переноса.

Режим «Проверка» применяется для контроля работоспособности устройства, При этом режиме ко входным клеммам устройства вместо контролируемой системы

12 подключают эталонную систему 13, время регулирования которой То известно заранее (эталонная система может быть сделана из высоконадежных элементов, поэтому вероятность.ее отказа равна нулю), после чего измеряют время регулирования. Если измеренное время регулирования совпадает с заранес известным, с учетом погрешности устройства, устройство считается нормально работа.оп;им.

Предмет изобретения

Цифровой измеритель времени регулирования автоматических систем, содержащий генератор эталонных импульсов, ключ, счетчик импульсов, схему совпадения, индикатор, нелинейный элемент с зоной нечувствительности и параллельно соединенные через схему вычитания контролируемую систему и безынерционное звено, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и представления результатов измерения в цифровой форме, к выходу нелинейного элемента последова10 тельно подключены дифференцирующая цепь, триггер и схема совпадения, вход которой подключен через линию задержки и ключ к генер атору эталонных импульсов; выход схемы совпадения соединен с первым входом

15 схемы «ИЛИ», второй вход которой связан со входом счетчика, выход схемы «ИЛИ» подключен ко второму входу индикатора и ко второму входу триггера, а ко входам контролируемой системы и безынерционного звена

20 подсоединен через ключ источник калиброванного напряжения.

410323

Корректор Н. Аук

Редактор Б. Федотов

Заказ 1039/5 Изд. № 354 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ, Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, д. 2

Е(1.

Составнтсль Б. Коншин

Texpeд T. Миронова