Устройство для определения постоянной времени нелинейных инерционных объектов

 

(72) Авторы изобретения

Ю. А. Тимошенков, А. Ю. Хнманин и В. В."- Тет1оев

1:

Таджикский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ

ВРЕМЕНИ НЕЛИНЕЙНЫХ ИНЕРЦИОННЫХ ОБЪЕКТСЮ

Изобретение относится к автоматическому управлению, в частности к уст. ройствам для определения параметров нелинейных инерционных объектов, работающих в оптимальных режимах, и может быть применено в системах контроля, . 5 идентификации, стабилизации. в самонастраивающихся системах.

Известно устройство для измерения мгновенного значения постоянной времени

1Е апериодического звена автоматического регулирования, содержащее регистратор, генератор входного воздействия, связанный с генератором импульсов через . диод, четыре последовательно включен!

5 ных киппреле, первое из которых связано с входом генератора входного воздействия, интегратор, схему запоминания с инвертированием, сумматор и схему деления fl)

Устройство позволяет определить мгновенную постоянную времени, но

:только для линейных объектов, а для исследования объектов с нелинейными.характеристиками, особенно дитя объек тов, работающих в ойтнмальных режимах, оно не применимо, что является сущест венным его недостатком.

Известно также устройство для определения постоянной времени нестационарных инерционных объектов, содержащее регистрирующею устройство, два инвертора и четыре ключа, причем выходы первого и второго ключей соединены с соответствующими входами первого интегросумматора, вход третьего ключа соединен с выходом первого инвертора, а выход формирователя управляющего сигнала соединен с управпяияцим входом первого ключа (2) °

Известное устройство позволяет опре. делить постоянную времени исследуемого объекта, но без учета нелинейных

его характеристик, что является существенным его недостатком.

Цель изобретения «устранение влияния нелинейности объекта и повышение

930266 4 нию с непрерывно формируемыми коэффициентами

Сигналы со входа и выхода объекта

16 поступают на блоки 2 и 3 формирования коэффициентов, пропорциональных алгебраическому уравнению.

Блок 2 формирования коэффициентов

f 0 вырабатывает сигналы

duo(e)

00(с) и 04(Т1 <11

dC а блок 3 формирования коэффициентов вырабатывает сигналы Со()

360() и

Сигнал Uq(I,) пост, пает на формирователь 8 управляющего сигнала, выход которого управляет ключевыми схемами

4 — 7. Когда 5ign 01(Ц = 4 < открыты первый 4 и четвертый 7 ключи, а второй 5 и третий 6 ключи закрыты. Сигналы с блока 3 формирования коэффициентов через открытые ключи 4 и 7 по25 ступают на интегросумматоры 13 и 14.

Когда Ьй п 0 (Ц=-1 первый 4 и четвертый 7 ключи закрыты, а ключи второй

5 и третий 6 открыты. Затем сигнал с блока 3 формирования коэффициентов через инверторы 11 и 12 и ключи 5 и

6 поступает на интегросумматоры 13 и 14 соответственно.

Сигналы с выходов.интегросумматоров

35 по истечении времени описываются следующим уравнением

4> Правая часть уравнения обращается в ноль, так как (uO)uO(Ф) симметрич,но относительно точки 4I /, а сигнал

0„(Т) является производной от О (Т"), что видно из диаграммы работы устрой50 ства (фиг. 2), поэтому первая часть в устройстве не вычисляется. т + ъ = — a F (), (1) . где F (X) — нелинейная функция.

Принцип действия предлагаемого уст,ройства основан на периодическом воз буждении переходного процесса на выходе

:объекта и обработке входного и выходного сигналов скользящими модулирую- Ы шими функциями, которые позволяют. пере.йти от исходного дифференциального уров нвния (1) к алгебраическому уравнеточности определения постоянной времени.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит генератор симметричного сигнала, второй интегросумматор, блок деления, третий инвертор и два блока формирования коэффициентов, вход первого из которых соединен с выходом генератора симметричного сигнала и с выходом устройства, а выход— с входом формирователя управляющего сигнала, выход которого соединен с управляюшими входами четвертого ключа и через третий инвертор с входами второго и третьего ключей, вход второго блока формирования коэффициентов соединен с входом устройства, первый выход — с входом первого ключа и через второй. инвертор с входом второго ключа, а второй выход — с входом четвертого ключа и входом третьего инвертора, входы второго интегросумматора соединены с выходами третьего и четвертого ключей, выход — с первым входом блока деле ния, второй вход которого соединен с выходом первого интегросумматора, а выход — с входом регистрирующего устройства.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит генератор 1 симметричного сигнала, блоки 2 и 3 формированяи коэффициентов, ключи 4 — 7, формирователь 8 управляющего сигнала, регистрирующее. устройство 9, инверторы

1 О, 1 1 и 1 2, интегросумматоры 1 3 и

14, блок 15 деления и объект 16.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 симметричного сигнала вырабатывает сигнал симметричной формы, например треугольный, который поступает на объект 16, описываемый нелинейным дифференциальным управлением вида

TC„(i)+C Pi)=-К(0О)0 (С) (%) к к

1(")s" Ð "1() 1 Q (Ф)в«р о (ецио= (4.) =- ) <(o)s q о„().и.

Сигналы с выходов интегросумматоров подаются на блок деления и, спустя время после подачи на вход объекта сигнала с генератора 1 симметричного сигнала, на выходе блока деления появляется значение постоянной времени объек:930266 та с учетом его нелинейных характеристик

В . к С (С)Si@o V +)d a.

t»

® с„авар v„a". о

Предложенное устройство для определения постоянной времени нелинейных инерционных объектов имеет преимущество над известным, так как позволяет автоматически без дополнительных расчетов определять постоянную времени нелинейных инерционных объектов. В конструктивном отношении оно просто и удобно в эксплуатации.

Формула изобретения

Устройство для определения постоян« ной времени нелинейных инерционных объектов, содержащее регистрирующее устройство, два инвертора и четыре ключа, причем выходы первого и второго ключей соединены с соответствующими входами первого интегросумматора, вход третьего ключа соединен с выходом первого инвертора, а выход формирователя управляющего сигнала соединен с управляющим входом первого ключа, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения точности устройства, оно содержит генератор симметричного сигнала, второй интегросумматор, блбк деления, третий инвертор и два блока формирования коэффициентов, вход первого из которых соединен с выходом генератора симметрич5 ного сигнала и с выходом устройства, а выход — с входом формирователя управляющего сигнала, выход которого соединен с управляющими входами четвертого ключа и через. первый инвертор — с вхо- .

1О дами второго и третьего ключей, вход второго блока формирования коэффициентов соединен с входом устройства, первый выход — с входом первого ключа. и через второй инвертор — с входом второ13 го ключа, а второй вьдод — с входом четвертого ключа и входом третьего инвертора, входы втор6го интегросумматора соедийены с выходами третьего и четвертого ключей, выход — с первым

2п входом блока деления, второй вход которс

ro соединен с выходом первого интегросумматора, а выход — с входом регистрирующего устройства.

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 485420, кл. 06 В 23/00, зо

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 551613, an. 9 05 В 23/02, 03.07.74 (прототип).

930266

Ыуп с, Фиг.l

Составитель Г. Нефедова

Редактор Н. Лазаренко Техред М. Надь Корректор У. Пономаренко

Заказ 3470/63 Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4