Устройство для измерения параметров инерционных звеньев Советский патент 1986 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к области втоматического регулирования.и моет быть использовано при исследоваиях и наладке систем автоматического регулирования.

Цель изобретения - расшир.ение ункциональных возможностей и повыение точности устройства.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Исследуемое инерционное звено 1 одключено к клеммам Вход и Выод устройства, в состав которого ходят первый 2, второй 3 и третий 4 сумматоры, первый 5 и второй 6 интеграторы, первый 7 и второй 8 блоки еления напряжений, первый 9, второй 10 и третий 11 блоки масштабирования, измерительный блок 12, переключатель 13 и первый 14 и второй 15 ключи. Блок 9 масштабирования,представляет собой операционный усилительs во входную цепь которого включен измерительный многооборотный потенциометр, снабженный шкальным механизмом, а блоки 10 и 11 масштабирования представляют собой операционные усилители, в цепи обратной связи которых включены такие же потенциометры.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемое звено 1 подключают к кле.ммам Вход и Выход. На клемму Вход устройства подается ступенчатый сигнал, который поступает на . неинвертирующий вход о. сумматора 2 и на вход исследуемого звена 1, имеющего передаточную функцию вида

ы , ,. К К

+ Вр + 1 Тр. + 2 Tf, + 1 где Р - оператор дифференцирования;

К - коэффициент передачи; А,Ь - коэффициенты при второй и

первой производной дифференциального уравнения звена соответственно; Т - постоянная времениj - относительный коэффициент

затухания.

Интеграторы 5 и 6 переводят в масштабный режим, ключи 14 и 15 замыкают. Сигнал с выхода исследуемого звена 1 через блок 9 подается на инвертирующий вход сумматора 2. Напряжение с выхода сумматора 2 через ключ 14 поступает на вход интегратора 5, который работает в масштабном режиме. В установившемся режиме.

врашая многооборотный измерительный потенциометр, вхо,ця1ций в блок 9, устанавливают коэффипиент передачи блока 9 таким, при котором на входе ин-. тегратора 5 напряже 1ие не станет равным нулю. При этом напряжения на входах а и 5 сумматора 2 выравниваются по величине и показание шкального механизма потенциометра в блоке 9 соответствует коэффициенту передачи К исследуемого звена 1.

После этого клемму Вход отключают от источника ступенчатого сигнала, интегратор 5 переводят в режим интегрирования. По окончании переходных процессов в звене на клемму Вход в.новь подают скачкообразный сигнал. Сигнал с выхода интегратора 5 поступает на неинвертирушщий вход Ь сумматора 3, а на его инвертирующий вход 1 поступает сигнал с выхода блока 10 масштабирования, на вход которого поступает сигнал с выхода блока 9. Одновременно сигнал с выхода блока 9 поступает на первые входы блоков 7 и 8 деления, в которых он используется в качестве делимого. В качестве делителей в блоках 7 и 9 используются соответственно напряжения с выходов блока 10 масштабирования и интегратора 6.

В установившемся режиме выключают ключ 14, вследствие чего вход интегратора 5 отключается от входа сумматора 2. Затем, вращая шкальный механизм потенциометра, входящего в блок 10, устанавливают коэффициент передачи блока 10 таким, при котором напряжение на выходе сумма тора 3 равно нулю. При этом показания шкального механизма потенциометра и величина напряжения на выходе блока 7 соответствуют коэффициенту Ъ при первой производной дифференциального уравнения исследуемого звена 1.

Отключение входа интегратора 5 от выхода сумматора 2 с помощью

ключа 14 после окончания переходных процессов в исследуемом звене позволяет проводить измерения, когда коэффициент передачи блока 9 устанавливается с некоторой погрешностью.

Это существенно упрощает процесс измерения по сравнению с известным устройством, в котором требования к точности установки рассматриваемого 3 коэффициента передачи являются чрез мерно жесткими. После этого источник сигнала вно отключают от клеммы Вход устройст ва, после окончания переходного процесса в исследуемом звене ключ 14 з мыкают, интегратор 6 переводят в ре жим интегрирования, в обоих интегра торах устанавливают нулевые начальны условия и вновь подают на клемму Вход устройства ступенчатый сигнал В установившемся режиме ключи 14 и устанавливают в положение Выключено При этом напряжение на выходе блока 8 соответствует коэффициенту А при второй производной дифференциального уравнения исследуемого звена 1. Переключатель 13 устанавливают в положение, изображенное на чертеже. Напряжение, соответствующее коэффици енту А , с выхода блока. 8 через переключатель 13 поступает на неинвертируюший вход д сумматора А. Сигнал Z с выхода сумматора 4 поступает непосредственно на его неинвертирую щий вход е , а через блок 11 - на инвертирующий вход ж . Вращая шкальный механизм потенциометра, входящего в блок 11, изменяют коэффициент передачи блока 11, величина которого соответствует показаниям шкального механи зма потенциомет ра, до тех пор, пока он будет равен сигналу Z J регистрируемому блоком 12. В этом случае выполняется условие Z А + Z - Z или Z , т.е. показания шкального механизма потенциометра и уровень сигнала на третьем входе блока 12 соответствуют постоянной времени Т исследуемого звена 1.. Затем переключатель 13 устанавливают в положение, противоположное изображенному на чертеже, а коэффициент передачи сумматора 4 по входу Э делают равным 0,5. При этом на вход Э сумматора 4 поступает сигнал, соответствующий коэффициенту Ь с выхода блока 7. Сигнал Z.c выхода сумматора 4, поступающий на его вход е, на третий вход блока 12 и на вход блока 11 в этом случае определяется из условия 7 0,5 В + 7/- ri/A что соответствует относительному коэффициенту затухания исследуемого звена 1. Таким образом, предлагаемое устройство обладает более широким функциональными возможностями, чем известное, так как оно позволяет определить не только коэффициенты при производных дифференциального уравнения, но и коэффициент передачи, постоянную времени и относительньш коэффициент затухания исследуемого звена. Кроме того, предлагаемое устройство за счет введения ключей позволяет повысить его точность;Формула изобретения Устройство для измерения параметров инерционных звеньев, содержащее два сумматора, два интегратора, два блока деления, два блока масштабирования и измерительный блок, первый вход первого сумматора соединен с клеммой Вход устройства, а второй вход - с первыми входами обоих блоков деления, а также с выходом первого и входом второго блокамасштабирования, вход первого блока масштабирования соединен с клеммой Выход устройства, первый вход второго сумматора соединен с выходом первого интегратора, а второй вход - с выходом второго блока масштабирования и вторым входом первого блока деления, выход второго интегратора соединен с вторым входом второго блока деления, а выходы первого и второго блоков деления подключены соответственно к первому и второму входам измерительного блока, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повьшения точности устройства, оно содержиу первый и второй ключи, переключатель, третий сумматор и третий блок масштабирования , вход первого ключа соединен с выходом первого сумматора, а выход - с входом первого интегратоpa, вход второго ключа соединен с выходом второго сумматора, а выход с входом второго интегратора, первый и второй входы переключателя соединены с выходами первого и второго блоков деления соответственно, а выход 12691006 с первым входом третьего сумматора, выход которого соединен с его вторым входом, с третьим входом измеритель-ного блока и входомтретьего блока 5 масштабирования,выход которого соединен с третьим входом третьего сумматора.

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано при исследованиях и наладке систем автоматического регулирования. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности устройства. Устройство содержит последовательно соединенные первый сумматор, первый ключ, первый интегратор, второй сумматор, второй ключ,| второй интегратор а также последовательно соединенные первый и второй блок и масштабирования. Первый вход первого сумматора подключен к входу устройства. Выход первого блока масштабирования подключен к второму входу первого сумматора и к первому входу первого и второго блоков деления напряжения, вькоды которых подключены к соответствующему входу измерительного блока и первому и второму входам переключателя соответст-. венно. Выход второго блока масштабирования подключен к второму входу первого блока деления напряжения и к второму входу второго сумматора. Выход второго интегратора подключён к второму входу второго блока деления (Л С напряжения 4 Выход переключателя подключен к первому входу третьего сумматора,выход которого подключен к его третьему входу, к третьему входу измерительного блока и к входу третьего блока масштабирования, выход которого подключен к второму входу третьего сумматора. Исследуемое звено подключается входом к входу уст- ройства, а выходом - к выходу устройства и к входу первого блока масштабирования. 1 ил.