Устройство для контроля запаса эффективности систем автоматического управления12

 

Вое o . " я внВ1ьитис-;,.: -- сная иб -e Ж

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

< >4294!8

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 27.03.72 (21) 1762879/18-24 с присоединением заявки— (32) Приоритет—

Опубликовано 25.05.74. Бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 27.01.75 (51) М. Кл. О 05b 23/02

G 01г 31/28

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.142 (088.8) (72) Автор изобретения

П. Е. Чистяков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗАПАСА

ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и обработки результатов измерений

Известно устройство для обработки результатов измерений, содержащее генератор импульсов, делитель частоты, счетчики импульсов, ключевые и логические схемы.

В известном устройстве вычисляется отклонение измеряемой величины от номинального значения в нормализЬванных единицах.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что входы реверсивного счетчика соединены с шифратором, двоичным счетчиком и ключом управления вторым триггером, единичный выход которого связан со вторым входом ключа управления двоичным счетчиком, а нулевой выход — с ключом управления индикатором, нулевые выходы реверсивного счетчика соединены со вторым входом ключа управления вторым триггером, а единичные выходы реверсивного счетчика соединены с входом ключа управления сумматором, причем единичный выход старшего разряда, кроме того, соединен с единичным входом второго триггера.

Это позволяет увеличить количество информации о контролируемой системе и повысить объективность в оценке состояния системы путем вычисления «индекса совпадения».

Пусть контролируемая система имеет и проверяемых параметров М;„, N;„»„N;„, и N;„„„— номинальное, измеренное, максимально и минимально допустимые значения

5 т -го проверяемого параметра; hi„„, — максимально допустимое отклонение i-го параметра от номинального значения Л „„., == (N;„— N;„,„,(= )Ф;„— N;ÄÄÄ(.

1о Значение каждого замеряемого параметра будем выражать числом импульсов, пропорциональным произведению (К; N;„»,).

Отклонение L-го параметра от допустимых значений Л; определяется по формуле

15 =. (Я, ф, Отклонение Л; каждого из параметров умнохкается на величину заранее установленного коэффициента К; (весового множителя), который характеризует степень влияния

20 отклонения данного параметра на эффективность системы Л; К;.

Полученное произведение представляет величину приращения критерия «индекса совпадения» по данному параметру.

Приращения, полученные по всем параметрам, составляют общую величину «индекса совпадения», выраженную в числе импульсов

К1, Л М К. иакс> чкн

Максимальное значение «индекса совпадения» I =- l,,gyp будет в случае, когда каждый пз и параметров спстемы точно совпадает со своим поминаль«ым значением (запас эффект« в«асти системы максимальный).

Нулевое значение «индекса совпадения»

/=0 будет в случае, когда каждый из и параметров системы точно совпадает со своим максимально или минимально допустимым значением, или один / несколько параметров системы .вышли за пределы допустимых значений (запас эффективности системы нулевой).

На чертеже приведена функциональная схема устройства, которое реализует приведенный алгоритм и позволяет автоматически вычислить количественный критерий состояния системы «индекс совпадения».

Устройство содержит и-разрядный двоич.ный реверсивный счетчик 1,для преобразования зафиксированной величины каждого параметра Л; . К, в двоичное число. Причем величина коэффициента К; каждого из параметров учитывается введением дополнений в реверсивный счетчик.

Дополнения Di и D> определяются по формулам: где Q — объем счетчика 1, а величины заранее известны. Ввад дополнений осуществляется по программе.

Двоичный счетчик 2 имеет т разрядов, причем т < и и предназначен для выдач« сигнала при отсчете максимально допустимого отклонения параметра от номинального значения Л;к1„, .

Статический триггер 8 слу>ки- для управления ключами, а статистический триггер 4— для управления реверсивным счетч«ком l. ключ 5 управляет переключающим триггером 8, ключ б — nz-разрядным двоичным счетчиком 2, ключ 7 — индикатором, ключ 8— сумматором. Все ключи выполнены по логической схеме И.

Шифратор 9 служит для ввода дополнений по каждому параметру в счетчики 1 и 2. Линия задержки 10 предназначена для обеспечения ввода дополнений в счетчики 1

«2 после «х установки в исход«ое поло;ке«ие, а сумматор 11 — для суммирования двоичных чисел, соответствующих величине Л; К; каждого из контролируемых параметров системы. Суммарное значение двоичных чисел по всем контролируемым параметрам составляет величину «индекса совпадения» 1.

I0

Индикатор 12 служит для индикации нулевого «индекса совпадения» при 1=0. Диоды

18 — для развязки электрических цепей.

На счетный вход 14 счетчика 1 и счетный вход 15 счетчика 2 через ключ б подключена цепь последовательной подачи пачек импульсов, пропорциональных величине измеряемых параметров.

«Единичные» выходы счетчика 1 соединены с входом ключа 8, а «единичный» выход старшего разряда счетчика 1 соединен, кроме того, с «единичным» входом переключающего триггера 8.

«Нулевые» выходы счетчика 1 соединены с входами ключа 5.

Цепь выдачи команды «Исходное» подключена на вход линии задержки 10, на «нулевые» входы счетчика 2, на «нулевой» вход триггера 4, на «нулевые» входы счетчика 1 и через диод 18 на «нулевой» вход триггера 8.

Выход линии задержки 10 подключен на вход шифратора 9, выходы которого соединены с

«единичными» входами триггеров счетчиков

1 и 2. «Единичный» выход старшего разряда счетчика 2 соединен с «единичным» входом триггера 4. «Единичный» выход триггера 4 соединен с входом команды на вычитание в реверсивном счетчике 1 и входом ключа 5.

«Нулевой» выход триггера 4 соединен с входом команды на сложение в реверсивном счетчике 1. Выход ключа 5 через диод:18 соединен с «нулевым» входом триггера 8, «Единичный» и «нулевой» выходы триггера 8 соответственно соединены с входами ключа б и ключа 7. Цепь выдачи команды «Считывание» подключена на входы ключей 7 и 8, выходы которых соответственно соединены с индикатором 12 и суммирующим устройством 11.

Рассмотрим принцип работы устройства на примере определения запаса эффективности одного параметра из их общего числа и. Работа устройства по определению запаса эффективност«по остальным параметрам аналогична.

Перед определением запаса эффективности по каждому очередному параметру на вход устройства выдается команда «Исходное». По этой команде осуществляется установка в

«нулевое» «сходное положение счетчика 1 и 2, триггера 8 через диод 18 и триггера 4. Одновременно-сигнал «Исходное» через линию задержки 10 поступает на шифратор 9, которьш формирует команды (дополнения), поступающие на «единичные» входы счетчиков 1 и 2.

Ввод дополнения в счетчик 1 обеспечивает формирование команды переполнения, снимаемой с «единичного» выхода старшего разряда счетчика при отсчете числа импульсов, равных Величине Л;мкк - К;.

Ввод дополнения в счетчик 2 обеспечивает сформирование команды переполнения с

«единичного» выхода старшего разряда счетчика при отсчете числа импульсов, равных величине Л;„.кс К;.

429418

У;ки,и (N;„„,N;„

Переход триггера 4 в «нулевое» состояние ооеспечивает выдачу команды . +», которая переводит реверсивный счетчик 1 в режи;1 суммирования. Переход триггера 8 в «нулевое» состояние закрывает ключ б и, таким образом, рабочие импульсы в начале их подачи не будут поступать на вход двоичного счетчика 2 до отсчета двоичным счетчиком 1 величины N;,,„„Ê;.

По команде «Пуск» на вход 14 счетчика 1 и вход ключа б начинают поступать импульсы, соответствующие величине измеряемого параЛ 1 иам .

Пусть измеряемый параметр имеет такое 15 значение, что находится в лределах

Ni . V, и(Ч!иам (!макс °

При отсчете импульсов, равных числ, N;,, К;, на выходе счетчика 1 формируется импульс переполнения, который поступает на триггер 3 и переводит его в «единичное» состояние, а счетчик 1 переходит в исходное «нулевое» состояние, Переход в «единичное» состояние триггера 3 приводит к открытию ключа б. С этого момента счетчик 1 начинает заполняться вновь от исходного состояния, а счетчик 2 — от величины введенного дополнения. Таким образом, измеряемое значение параметра переходит в предел отПри отсчете импульсов, равных числу ;„,к, К; с «единичного» выхода старшего разряда счетчика 2 формируется импульс переполнения, который переводит триггер 4 в 35

«единичное» состояние. Сигнал с «единичного» выхода триггера 4 подается на ключ 5 и счетчик 1, который переводится в режим вычитания. С этого момента в счетчике 1 из зафиксированной величины Ь |макс К импульсы начинают вычитаться, а в счетчике 2 начинается счет импульсов от исходного положения. С этого момента измеряемое значение параметра переходит в предел отсчета

М N

При определенном значении Я1„,„в этом пкределе пачка им пульсов, соответствующая величине па рамет ра, кончается;и следует команда «Считывание». По этой, команде, поскольку измеренный параметр лежит в пределах допустимых значений

N; аУ; мии - иам макс

55 ключ 8 открывается и с «единичных» .выходов счетчика 1 снимается двоичный иод, соответствующий величине.приращения «индекса соег1адения» по да иному параметру Ь;К;, отсчитываемого от верхнего, предела допуска, и по- 60 дается на суммирующее устройство 11.

Работа устройства, когда измеряемый параметр находится в пределах осуществляется а налогично рассмотренному выше случаю. Отличие состоит только в том, что пачка импульсов, соответствующая измерснно у .параметру закончится до сформирования счетчиком 2 имнульса переполнения. В этом случае число импульсов, зафиксированное в счетчике 1, также будет соответствовать величине Ь1К;, отсчитываемой от нижнего предела допуска.

Особенность работы устройства при соотношении измеряемого параметра с нижним

gIoII) сном Nr (Nig ии cocTQHT B TQM) что пачка импульсов, соответствующая измеряемому параметру, закончится до сформирования счетчиком 1 команды переполнения. Поэтому при выдаче команды «Считывание» будет открываться ключ 7 и формировать команду на включение индикатора 12, сигнализируюшего о том, что измеряемый параметр вышел за пред лы допуска. В этом случае величина «индекса совпадения» автоматически приравнивается нулю (I=O), независимо от величины приращений «индекса совпадения» в суммирующем устройстве 11, зафиксированнои при предыдущих замерах.

Особенность работы устройства при соотношении измеряемого параметра с верхним допуском N; >A „„., состоит в том, что пачка импульсов, соответствующая измеряе., ому параметру, закончится после полного списания величины Л;; К; в счетчике 1, работаю1цем в режиме вычитания. В этом режиме в момент, перехода счетчика через

«нуль» ключ 5 откроется и сформирует команду, которая через диод 13 поступает па

«нулевой» вход триггера 8. Триггер 8 перейдет в «нулевое» состояние и будет выдавать сигнал на ключ 7. По команде «Считывание» на входе этого ключа будет формироваться команда «индекс совпадения» (I=O) и поступать на индикатор 12.

Суммирующее устройство при последовательном замере всех параметров зафиксирует чпсло, равное полной величине «индекса совпадения», характеризующего запас эффективности контролируемой системы.

Предмет изобретения

Устройство для контроля запаса эффективности систем автоматического управления, содержащее линию задержки, соединенную с шифратором, выход которого связан с двоичным счетчиком, связанным через первый триггер с реверсивным счетчиком, ключи упр":âëåíèë, соединенные с сумматором и индикатором, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, входы реверсивного счетчика соединены с шифратором, двоичным счетчиком, с первым входом кл1оча управления двоичным счетчиком и ключом управления дополнительно введенным вторым тр;1ггером, единичный выход которого связан со вторым входом ключа управления дво ч ым счетчиком, а нулевой выход — с ключом

4294)8

Составитель В. Финогенов

Редактор E. Гончар Техред 3. Таранеико Корректор В. Гутман

Заказ 1684/541 Изд. № 848 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» управления индикатором, нулевые выходы реверсивного счетчика соединены со вторым входом ключа управления вторым триггером, единичные выходы — с входом ключа управления сумматором, единичный выход старшего разряда — с единичным входом второго триггера.