Способ контроля амплитудной ифазовой частотных характеристиклинейных систем

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

М AIVCOCN©МУ Сви ЗТИЛЬСТЗУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 30. 06, 77 (31)2501733/18-21

Союз Сееетских

Ссщналнстических

Республик (5.1)м. кл.з с присоединением заявки t4o—

G 01 R 27/00

Государственный комнтет

СССР. «о делам нзобретеннй и открытнй (23) Приоритет Опубликовано 07.0481,бюллетень 89 13

Дата опубликования описания 07. 04. 81 (53j УД (б21. 374 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. A. Антропов, A. М. Белов и И. М. Лебеден

P1) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ АМПЛИТУДНОЙ И ФАЗОВОЙ

ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ

Изобретение относится к контроль-. но-измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитудной и Фаэовой частотных характеристик (АФЧХ) линейных систем, в частности для контроля систем автоматического регулирования и нх элементов.

Известны способы измерения АФЧХ; основанные на регистрации реакции линейной системы на гармоническое входное воздействие, определяемой по мгновенным эначейиям входного и выходного сигналов f1/.

Такие способы обладают следующими аогрешностямис динамическая погрешность второго рода, обусловленная конечным временем измерения мгновенных значений сигнала; существенное уменьшение точности измерения при наличии .постоянных .составляющих в входном и выходном сигналаху сложность вычисления параметров входного и выходного сигналов.

Наиболее близким к изобретений техническим решением является, спо ,соб контроля АФ Х линейных систем, основанный на регистрации реакции системы на гармоническое входное воздействие по мгновенным значениям входного и выходного сигналов в установившемся режиме, измеряемом в три последовательные момента вре» мени через равные интервалы, не превышающие пояупериода установившихся колебаний 21. Этому способу

1О соответствуют все те же недостатки.

Цель изобретения — повыаение точности измерения. для этого Формируют четыре наперед заданных постояиныж опорных

15 сигнааа — два для сравнения с входнввв смгИалом и два для сравнения с .вц ищным сигналом, ие превышающих по амплитуде входной и выходной сигнал«в, сравнивают входной и выход26 ной сигиалы с опорными и Фиксируют семь моментов времени равенства сиг- налов - по два последовательных

ieeeema для каждого опорного сигнала ва исключением четвертого, для которого Фвпссируют один момент ра- . венства, измеряют интервалы време.ни, ограниченные заФиксированными моментами, а по величинам опорных

:сигналов и интервалов времени вы30 3испяют амплитудные и фазовые

819743 частотные характеристики сна частоте входного сигнала.

На фиг,1 приведена функциональная блок-схема одного из возможных устройств, осуществляющих данный способу иа фиг.2 показаны временные диаграммы измерений.

Устройство содержит объект 1 конт роля, к входам которого подключены генератор 2 гармонических сигналов, задающий входной сигнал Уй„, и командный датчик 3. Генератор соединен через .амплитудный компаратор 4 с вычислительным блоком 5, к второму входу которого через амплитудный компаратор 6 подключен выход объекта

1. Выходы блока 5 через цифроаналоговые преобразователи {ЦАП} 7 и 8, формирующие опорные сигналы У -У4, соединены с вторыми входами компараторов 4 и 6, а также с входом управления генератора 2.

Способ контроля АФЧХ осуществляется следующим образом.

По командам вычислительного блока

5 генератор 2 подает гармонический сигнал на вход объекта контроля 1 и на измерительный вход компаратора

4 (см.фиг.2) UAII 7 подает на опорный вход компаратора 4 опорный сигнал Yq

ЦАП 8 подает на опорный вход компаратора б опорный сигнал Y .

Кроме того, на измерительный вход компаратора б поступает сигнал с объекта контроля.

По окончании переходного процесса на выходе объекта 1 контроля вычислительный блок 5 воспринимает сигналы, поступающие от компараторов 4 и 6 в моменты равенства мгновенных значений входного и выходного сигналов опорным сигналам {моменты t g - t ) .

Вычислительный блок 5 запоминает. момент поступления сигналов компараторов 4 и 5 и выдает команды в ЦАН

7 на изменение опорного сигнала У4 на

У2,а IJAII 8 — на изменение опорного сигнала УЭ на Y4 . По окончании набора необходимой информации (моментов времени tq - tY) вычислительный блок 5 переходит к ее обработке, вычисляя круговую частоту ее сигналов ., фазовый сдвиг 4 между входным и выходным сигналами амплиту ды входного Y „„ и выходного Y @ „ðèãналов и динамический коэффициент уси ления линейной системы

2 и

ы

Э 4 4 2

-;.д

5 Ь 1 2)

У„- Ут

2 - „-tq >

СО543 -COG

VÄ=y4 о.сь 26 -1о- совы — -совы

2 2

kg= — () ВЫк.rq

"ехв

Таким образом, данный способ позво- ляет уменьшить динамическую погрешность измерения в 2 и раэ,,где и число двоичных разрядов измеряемой величины (для реальной контрольно15 измерительной аппаратуры и ) 5).

Кроме того, способ позволяет контролировать системы автоматического регулирования в составе объектов без обнуления командных датчиков, а так же исключить погрешность из2О мерения, обусловленную постоянной составляющей на выходе объекта контроля.

I формула изобретения

Способ контроля амплитудной и фазовой частотных характеристик линейных систем, основанный на регистрации реакции системы на гармоническое входное воздействие, по определяемой мгновенным значениям входного и выходного сигналов в установившемся режиме, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повыше35 ния точности измерения, формируют четыре наперед заданных постоянных опорных сигнала — два для сравнения с входным сигналом и два для сравнения с выходным сигналом,не превышающих по амплитуде входной и выходной

40 сигналы, сравнивают входной и выходной сигналы, с опорными и фиксируют семь моментов. времени равенства сигналов - по два последовательных момента для каждого опорного сигнала за исключением четвертого, для которого фиксируют один момент равенства, измеряют интервалы времени, . ограниченные зафиксированными моментами, и по величинам опорных сигналов и интервалов времени вычисляют амплитудные и фазовые частотные характеристики на частоте входного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Э 266936, кл. 6 01 R 17/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 237262, кл. G 01 R 27/28, 1967 (прототип).

819743

Фиг./ .У,Щ

ЪаФ/

Составитель И. Горелова

Редактор Е. Гончар Техред М.Табаковнч Корректор М.Демчик

Заказ 1379/25 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4