Устройство контроля амплитудных и фазовых частотных характеристик механических систем Советский патент 1986 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к автомати- ке и измерительной технике и предназначено для контроля амплитудной и фазовой характеристик механических систем при высоких скоростях изм&ке- ния частот возбуждения.

Цель изобретения - повьшение точности работы устройства при больших скоростях возбунсдения механических систем,

Работа устройства основана на следующих соотношениях,

Выражения для амплитудной и фазо- вой характеристшс системы имеют вид;

Ф-vp

11

э.

d dt

Руаа.)у

IJT

амплитудная характе- ристика выходного сигнала, принимаемая за амплитудную характеристику контролируемой механической системы при медленном изменении частоты возбуждения системы;

измеряемая синфазная составляющая выходного сигнала;

измеряемая квадратурная составляющая выходного сигнала;

- скорость изменения частоты входного .сигнала;

скорость изменения частоты выходного сигнала;

- частота соответственно входного и выходного сигналов;

а, 4 arcto - фазрвая характерис

тика выходного сигнала при медленном изменении частоты возбуйщения контролируемой механической системы; A(i-py-j3;( - разность скоростей

изменения частот выходного и входного сигналов,

Ислользуемые выражения для амплиудной и фазовой характеристик конт олируемой механической системы тем

точнее,, чем выше скорость изменения частоты 1 -входного сигнала- что способоствует увеличению быстродействия контроля характеристик при сох- ранении задггнной точности, а с другой стороны повышает точность контроля характеристик в реальном масштабе времени.

На чертеже представлена блок- схема устройства,

Устройство содержит последовательно соединенные второй блок 1 умножения, первый интегратор 2, первый квадратор 3, последовательно соеди- 5 ненные третий блок 4 умножения, второй интегратор 5, второй квадратор 6, формирователь 7 гармонических сигна- лов, сумматор 8, первьш блок 9 умножения, блок 10 извлечения квадратно- 0 го корня, измеритель 11 частоты, блок 12 дифференцирования, первый блок 13 деления,, второй блок 14 деления, блок 15 вычисления арктангенса, блок 16 двойного дифференцирова- 5 ния, третий блок 17 деления, блок 18 ззычитания,

Первые входы третьего 4 и второго 1 блоков умножения соединены с первым 19 входом устройства, второй вход 20 0 которого соединен с входом формирователя 7 гармонических сигналов. Выход блока 10 вычисления квадратного корня подключен к первому 21 выходу устройства, второй выход 22 которого 5 соединен с выходом блока 18 вычитания ,

Устройство работает следующим об- разоь,

Возбуждающий систему сигнал посту- 0 пает на вход 20 формирователя 7 гар моничес чих сигналов для получения на его выходе синусоидальных и коси- нусоидальных функций с частотой воз- бужда.ющего сигнала,

fi Сигнал с входа 19 контролируемой системы поступает одновременно на входы блоков 1 и 4 умножения, затем на интеграторы 2 и 5 соответственно для формирования на выходах этих sjQ интеграторов синфазной а и квадратурной а составляющих вьшодного сигнала,

о В соответствии с выраженр:ем Ч а, а,

-Qrct: - jj - С помощью блока 14 деления 55 к блока 15 вычисления арктангенса на выходе последнего образуется нескор- ректи.рованная фазовая характеристика выкодно го сигнала.

В соответствии с выражением д- с помощью квадраторой 3 и 6, суммй- тора 8, блока 9 умножения, блока 10 извлечения,корня на выходе последне- го образуется амплитудная характерис тика Vv контролируемой системы, которая корректируется с помощью блока 9 умножения, на втором входе которого образуется значение отношения скорое тей частот входного и выходного сиг- контролируемой механической системы,

Коррекция фазовой характеристики

в соответствии с вьфажением Ф- MJ- .

Рх

осуществляется С помощью блока 17 деления и блока 18 вычитания.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение точ- ности быстродействия контроля характеристик механических систем при ; больших скоростях изменения возбуждающей частоты.

Формула изобретения

Устройство контроля амплитудных и фазовых частотных характеристик меха нических систем, содержащее блок из- влечения квадратного корня, блок вычитания, первый и второй блоки деления, первьм блок умножения, последовательно соединенные второй блок умножения, первьй интегратор, первый квадратор и сумматор, последовательно соединенные третий блок умножения

второй интегратор и второй квадратор , подключенный выводом к второг- у входу сумматора, первые входы второго и третьего блоков умножения соединены с первым входом устройства, последовательно соединенные формирователь гармонических сигналов, соединенный входом с вторым входом устройства, измеритель частоты и блок дифференцирования, последовательно соединенные третий блок деления, блок вычисления арктангенса и блок двойного. дифференцирования, вторые входы второго и третьего блоков умножения подключены соответственно к первому и второму выходам формирователя гармонических сигналов, первгш и второй входы третьего блока деления подключены к выходам соответственно первого и второго интеграторов, отличающееся , что, с целью повышения точности работы устройства при больших скоростях возбу)(дения механических систем, выход с т матора через первьш блок умножения соединен с входом блока извлечения квадратного корня, выход блока въгчислен1 Я арктангенса подключен к первому входу блока в 1читания и через . второй блок деления - к второму входу блока вычитания, выход первого блока деления соединен с вторыь и входами первого блока т шожения и второго блока деления, а первый и второй входы - соответственно с выходами блока дифференцирования и блока двойного ди11х|)ерсниирова- ния,

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля амплитудных и фазовых характеристик механических систем при больших скоростях изменения частот возбуждения, Цель изобретения - повышение быстродействия и достоверности контроля.амплитудной и фазовой характеристик механических систем. Устройство содержит последовательно соединенные первый блок умножения, первый интегратор, первый, квадратор, последовательно соединенные второй блок умножения, второй интегратор и второй квадратор, сумматор, формирователь гормонических сигналов, измеритель частоты, блок дифференцирования, блок двойного диф- ференцировани51, третт блок yNrnoKe- ния, первый, второй, третий блоки деления, блок вычисления арктангом1са, блок вьиитання и блок извлечения квадратного корня, выход которого является первым выходом устрО гства, Новизна заключается в том, что выход сумматора соединен с пepвы входом третьего блока умножения, второй вход которого соединен с вторым входом третьего блока деления и подключен к вькоду первого блока деления, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами блока дифференцирования и двойного дифференцирования. Выход третьего блока умножения подключен к входу блока вычисления квадратного корпя. Первые входы третьего блока деления и блока вычитания соединены с входом блока двойного ди(}х})ерен1П1рования и подключены к выходу блока вычис1гения арктангенса. Выход третьего блока /деления соединен, с вторым входом блока вычитания, выход которого является вторьм выходом устройства. Это позволяет повысить быстродействие устройства и достоверность контроля ампли- тудной и фазовой характеристик меха- .нических систем. I ил.se (Л с: го со О5 tMMk, о оэ

Редактор Н, Бобкова

Составитель В, Кузин

Те хред Л.Сердюкоза Корректор ,Колб

Заказ 2768/48 . Тираж 836 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н отгсрытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб , „ д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4