Устройство для контроля динамических характеристик систем управления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

< п 463949

r. союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 19.06.73 (21) 1932359/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет

Опубликовано 15.03.75. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 02.06.75 (51) M. Кл. G 05Ь 23/02

G 05b 13/00

G 061 15/46

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 658:562(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Чинков и С. А. Кравченко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано для определения и контроля динамических характеристик линейных систем автоматического управления различного назначения.

В процессе эксплуатации некоторых объектов требуется проводить оперативный контроль их динамических характеристик, выполняемый автоматически.

Из известных методов контроля динамических характеристик высокую оперативность обеспечивает контроль частоты «нулевой фазы», причем для контроля частоты «нулевой фазы» применяются аналоговые и цифровые устройства, основанные на измерении фазового сдвига между переходами через нуль выходного и входного сигналов исследуемой системы и поиске частоты сигнала, при которой фазовый сдвиг равен нулю.

Недостатком известных устройств является недостаточно высокое быстродействие, поскольку поиск частоты «нулевой фазы» осуществляется последовательным перебором ряда частот, выбранных по определенному закону.

Быстродействие устройства ограничивается и переходными процессами в схеме генератора при перестройке его частоты. Недостатком также является сложность схемной реализации, обусловленная трудностью автоматизации процесса перестройки частоты.

Автоматизацию поиска частоты «нулевой фазы» при более высоком быстродействии обеспечивает цифровой автомат контроля с генератором синусоидальных колебаний на основе преобразователя код — аналог.

К недостаткам цифрового автомата контроля следует отнести сложность схемной реализации и недостаточно высокое быстродействие. Быстродействие такого автомата контро1о ля ограничено поиском частоты «нулевой фазы» методом последовательного перебора сетки частот.

Сложность автомата обусловлена построением его на фурье-преобразовании, достаточ15 но сложном в реализации.

Преимуществом такого автомата является возможность его использования для нелинейных систем. Но в условиях эксплуатации, где к контролю динамических параметров не

20 предъявляется высоких требований по точности, а преобладающими являются требования по быстродействию и простоте схемной реализации, системы управления можно считать квазилинейными и применять для их контро25 ля более простые устройства.

Целью предлагаемого устройства является упрощение схемной реализации и повышение оперативности (быстродействия) контроля.

Предлагаемое устройство так же, как и из30 вестное, содержит преобразователь код—

463949

50 аналог, формирователь импульсов и анализатор знака фазы.

К отличительным особенностям предлагаемого устройства следует отнести введение в его состав преобразователя фаза — код и преобразователя код — частота. Преобразователь фаза код служит для преобразования фазового сдвига между выходным и входным сигналами исследуемого объекта в пропорциональный ему код.

Преобразователь фаза — код посредством блока переноса соединен поразрядно с первыми входами реверсивного сумматора, выполняющего функции суммирования и хранения кода частоты «нулевой фазы». Вторыми входами сумматор соединен поразрядно с блоком задания номинального значения частоты «нулевой фазы», а входом реверса — с выходом анализатора знака фазы. Своими выходами сумматор поразрядно подключен к преобразователю код — частота, соединенному с преобразователем код — аналог.

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.

Его основными узлами являются блок задания номинального значения 1 частоты «нулевой фазы», реверсивный сумматор 2, преобразователь код — частота 3, преобразователь код — аналог 4, исследуемый объект 5, анализатор знака фазы 6, формирователь импульсов 7, преобразователь фаза — код 8 и блок переноса 9.

В исходном состоянии из блока задания номинального значения 1 в реверсивный сумматор 2 вводится код, соответствующий номинальному значению частоты «нулевой фазы».

На выходе преобразователя код — частота 3 появляется последовательность импульсов, частота которых соответствует коду, введенному в реверсивный сумматор 2. Полученные импульсы поступают на преобразователь код — аналог 4, формирующий синусоидальный сигнал.

Этот сигнал поступает на вход исследуемого об.ьекта 5, а также на входы анализатора знака фазы 6 и формирователя импульсов 7.

На формирователь импульсов поступает также выходной сигнал исследуемого объекта.

Формирователь осуществляет выделение моментов перехода синусоидальных сигналов че5

30 рез нуль на восходящем участке и формирует в эти моменты короткие импульсы. Эти импульсы поступают на вход преобразователя фаза — код 8, который преобразует сдвиг фаз в пропорциональный двоичный код.

Анализатор знака фазы 6 определяет знак фазового рассогласования и в соответствии с этим знаком управляет режимом работы сумматора 2.

Блок переноса 9 осуществляет перенос кода с преобразователя фаза — код 8 в реверсивный сумматор 2.

В зависимости от режима работы сумматора, установленного анализатором знака фазы

6, код суммируется или вычитается с кодом номинального значения частоты «нулевой фазы». В соответствии с этим увеличивается или уменьшается частота на выходе преобразователя код — частота 3, а следовательно, и частота стимулирующего сигнала на выходе преобразователя код — аналог 4.

Поскольку в области частоты «нулевой фа. зы» фазочастотная характеристика исследуемого объекта 5 является, как правило, линейной, а характеристики вход — выход преобразователя фаза — код 8 и код — частота 3 также линейны, поиск частоты «нулевой фазы» осуществляется практически за 2 — 3 периода стимулирующего сигнала, т. е. значительно быстрее, чем известными устройствами.

Предмет изобретения

Устройство для контроля динамических характеристик систем управления, содержащее преобразователь код — аналог, подсоединенный своими выходами к анализатору знака фазы и формирователю импульсов, отличаю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит последовательно соединенные преобразователь фаза — код, блок переноса, реверсивный сумматор, преобразователь код — частота, причем блок переноса поразрядно подсоединен к первым входам реверсивного сумматора, и блок задания номинального значения частоты «нулевой фазы», поразрядно подсоединенный своими выходами ко вторым входам реверсивного сумматора, вход реверса которого подсое. динен к анализатору знака фазы.

4В3949

Составитель М. Каравай

Техред Т. Миронова

Редактор Е. Семанова

Корректор H. Аук

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1254/8 Изд. М 1253 Тираж 869 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4, 5