Устройство идентификации постоянной времени нелинейного объекта

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетскнк

Социалнстичесмих

Республик

«<>991377

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-вуР М gw з (22) Заявлено 06.07.81 {21) 3314479/18-24 с присоединением заявки МоG 05 В 23/02.Государственный комитет

СССР

llo делам изобретений н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 230183. Бюллетень Мо3 (53) УДК 62-50 (088 ° 8) Дата опубликования описания 239183

A.Ô.Âàñèëåíêo, O.A.Tèìîàæíêoâ и В.Г. калйн:; ".

/ йE ./ В .

I э .-:.1 -с»Таджикский политехнический институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ

НЕЛИНЕЙНОГО ОБЪЕКТА

Изобретение относится к автоматическому управлению, в частности, к устройствам идентификации параметров нелинейных инерционных объектов, и может быть применено в системах контроля, идентификации в реальном масштабе времени, в адаптивных системах.

Известно устройство для опреде.ления постоянной времени апериодического звена, которое содержит первый дифференциатор, соединенный с выходами двух других апериодических фильтров, и .индикатором нулевого уровня, причем выход последнего,как

:и выходы всех апериодических фильтров, соединен с выходом вычислитель: ного устройства 1 .

Недостатком этого устройства яв.ляется необходимость использования специализированного .вычислительного устройства. Кроме того, его нельзя применять для исследования объектов с. нелинейными характеристиками, особенно для объектов, работающих в оптимальных режимах.

Наиболее близким техническим решением к предпагаемому является устройство для определения постоянной времени нелинейных инерционных объектов, содержащее первый блок Формирования коэффициентов, первый интегратор, формирователь управляющего воздействия, последовательно соединенные второй блок формирования коэффициентов и аналоговый ключ, последовательно соединенные второй интегратор, блок деления, блок регистрации,вто-. рой выход второго блока формирования коэффициентов подключен к входу формирователя управляющего воздействия, а выход первого интегратора - к второму входу блока деления 2 3.

Недостатком этого устройства является необходимость возбуждения исследуемого объекта специально сформированным, пробным сигналом.

Цель изобретения — расширение

20 функциональных возможностей. системы путем обеспечения возможности идентификации при случайном входном сигна.ле в режиме нормальной эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит первый и второй блоки умножения и счетчик, вход, которого соединен с выходом формирователя управляющего воздействия, а выход через аналоговый ключс первыми входами первого и второго блоков умножения, вторые входы кото991377 рых подключены соответственно к первому и второму входам первого блока формирования коэффициентов, а выходы соответственно - к входам первого и .второго интеграторов. на чертеже представлена схема уст- 5 ройства.

Устройство содержит первый блок

1 формирования коэффициентов, второй блок 2 формирования коэффициентов, первый блок 3 умножения, второй блок 4, умножения, первый интегратор 5, второй интегратор б,блок 7 деления, блок 8 реги страции, фармиров атель 9, управляющего воздействия, счетчик 10, аналоговый ключ 11. 15

При этом х (t ) - входной си гн ал объекта, y(t) - выходной сигнал объ е кт а, 0у — эталонное н апряже ние—

{источник эталонного напряжения не показан). ФО

Устройство работает следующим образом.

Контролируемые входной x(t) и выходной у(t) случайные сигналы в режиме нормальной эксплуатации объекта, 25 без возбуждения специальным. пробным сигналом, подаются на входы блоков 1: и. 2 формирования коэффициентов.

Блок 2 формирования коэффициентов

dU

dt > вырабатыЬает сигнал 0О{t) и U (t)= 30 блок 1 формирования коэффициентов вырабатывает сигналы С (t) и C„(t)=— о

-..ЫПри определенных параметрах блоков 1 и 2 формирования коэффициентов сигна-35 лы 00() и С (й) практически совпадают с контролируемыми сигналами объекта x(t) и y(t) соответственно.

Получеиные сигналы позволяют преобразовать нелинейное дифференциаль- 4О ное уравнение, описывающее объект

Т-"+у(t) F fx(t)), (1) ,dt где x{ t) — входной случайный сигнал;

y (t) — выходной сигнал; 45

Т - постоянная времени, с;

F (х) — однозначная непрерывная нелинейная функция, к следующему виду

ТС, (t)+С (t) F (0в (t)), (2)

Сигналы С1 (t) и,uo(t) дополнитель; но модулируются путем умножения на сигнал U (t ), пропорциональный первой производной входного случайного сигнала x(t), и интегрируются на интервале времени t<-с2, причем в эти моменты времени сигнал Uo(t) проходит через эталонный уровень 0> что фиксируется формирователем 9 управляюще- 6О

ra воздействия, на раздельные входы которого подаются сигналы Uz(t) и -U>, а выход соединен с входом счетчика 10, регистрирующего п таких переходов, изменения знака функции sign (Uo(t)-U>jk5

Аналоговый ключ 11 открывается и закрывается сигналом с выхода счетчика 10 °

Можно доказать, что в этом случае

tg, sF(u,(t)) u„(t)dt-о, (3) если 1(Up) — непрерывная нелинейная функция.

Правая часть уравнения (2) в этом случае обращается в ноль, поэтому можно сразу определить неизвестную постоянную времени Т, которая характеризует инерционность объекта.

Сигналы с выходов интеграторов подаются на блок 7 деления и в момент ((up(с)-u ) =О или проходит через ноль), либо кратные и раз подобным моментам, на выходе блока деления регистрируется значение постоянной времени нелинейного объекта с учетом его нелинейных характеристик Сд . q„ () ° u (t)dt

t (4)

<„sc<(t)-u (t)dt

Предпоженное устройство идентификации постоянной времени нелинейных объектов в отличие от известного позволяет автоматически без дополнительных расчетов в режиме нормальной эксплуатации объекта при случайном входном сигнале определять постоянную времени инерционного объекта с произвольной однозначной нелинейной статической .характеристикой.

Формула изобретения устройство идентификации постоянной времени нелинейного объекта, содержащее первый блок формирования коэффициентов, первый интегратор, формирователь управляющего воздействия, последовательно соединенные второй блок формирования коэффициентов и аналоговый ключ, последовательно соединенные второй интегратор, блок деления, блок регистрации, второй выход второго блока формирования коэффициентов подключен к входу формирователя управляющего воздействия, а выход первого интегратора — к второму входу блока деления, о т л и ч а ю—

m e e с я тем, что, с. целью расширения функциональнЫх возможностей устройства, оно содержит первый и второй блоки умножения и счетчик, вход которого соединен с выходом формирователя управляющего воздействия, а выход через аналоговый ключ— с первыми входами первого и второго блоков умножения, вторые входы которых .подключены соответственно к первому и второму входам первого блока формирования коэффициентов, а выходы соответственно - к входам первого и второго интеграторов.

991377

Составитель В.Кузин

Редактор Т.Кугрышева Техред H.Ãàéäó

Корректор .А.ÔåÐåíÍ

Заказ 131/65 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Источники информапни, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 318920, кл. G 05 В 23/02, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2583570/18-24, кл. G 05 В 23/02, 1978 (прототип).