Система для определения частотных характеристик объектов с широтно-импульсным модулятором Советский патент 1987 года по МПК G05B23/02 

11

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для экспериментального определения частотных характеристик элементов и систем автоматического .регулирования с широтно-импульсным модулятором (ШИМ). Цель изобретения - повышение точности устройства при определении частотных.характеристик на субгармо- нических частотах.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу,

Система содержит генератор 1 опорного напряжения, широтно-импульсный модулятор 2, объект 3, источник 4 напряжения смещения, анализатор 5 частотных характеристик, генератор 6 синусоидальных колебаний, первый и.второй фиксирующие элементы 7 и 8j формирователь 9 импульсов выборки, делитель 10 частоты, фазовый детектор 11, сумматор 12 и фильтр 13.

Пилообразное опорное напряжение и сравнивается в широтно-импульс- ном модуляторе 2 с возмущающим воздействием X, поступающим с генератора 6 синусоидальных колебаний. Им- пульсы Ищ, ширина которых линейно связана с текущим значением x(t), поступают на вход непрерывной части динамика которой описывается передаточной функцией W(s). Эти импуль- сы вызывают на выходе непрерывной части реакцию y(t).

Съем и запоминание сигналов на входе и выходе объекта исследования производятся фиксирующими элемента- ми 7 и 8 в моменты формирования регулируемых фронтов импульсов широт- но-импульсного модулятора 2 Uuj. Поэтому импульсы выборки, управляющие фиксирующими звеньями, генери- руютсй формирователем импульсов выборки в моменты формирования регулируемых фронтов Utu.

Для синхронизации частоты генертора 6 синусоидальных колебаний с частотой генератора опорного напряжения устройство снабжено системой фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), включающей делитель 10 частоты, фазовый детектор 11, суммато 12, источник 4 напряжения смещения и фильтр 13. G помощью ФАПЧ частота генератора 6 синусоидальных колебаний 1«з устанавливается точно равной

Ы ,

1 де. J - круговая частота импульсов

ШИМ;

п - коэффициент деления делителя частоты 10.

Изменяя напряжение смещения U,, можно регулировать сдвиг фаз ч между опорным напряжением U и колебаниями генератора 6.

Каждому значению сдвига фаз Ч из интервала У„ М Ч о+27Г/п, где- - про-- извольная начальная фаза, соответствует точка на плоскости комплексного коэффициента передачи объекта с ШИМ W (jcj). Совокупность таких точек, найденных для всех -4 из указанного интервала, образует годограф амплитудно-фазовой характеристики объекта с ШИМ,. соответствугаций данной амплитуде х входного управляющего сигнала x(t). I

Оба фиксирующих элемента 7 и 8 представляют собой идентичные линейные звенья и вносимые ими в фиксируемые сигналы амплитудные и фазовые искажения взаимно компенсируются. Поэтому в описываемом устройстве анализатор частотных характеристик определяет отношение амплитуд и сдвиг фа последовательностей мгновенных значений входного и выходного сигналов объекта с ШИМ х и у.

Формула изобретения

Система для определения частотных характеристик объектов с широтно-импульсным модулятором, содержа- тая генератор опорного напряжения, подключенный выходом к входу широт- но-импульсного модулятора, выход которого соединен с входом объекта, источник напряжения смещения, генератор синусоидальных колебаний, выход которого подключен к второму входу широтно-импульсного модулятора, первый и второй фиксирующие элементы, выходы которых подключены к входам анализатора частотных характеристик, вход первого фиксирующего элемента соединен с входом генератора синусоидальных колебаний, а вход второго фиксирукщего элемента - с выходом объекта, анализатор частотных характеристик и формирователь импульсов выборки, выход которого соединен с управляющими входами фиксируклцюс элементов, отличающаяся

312871

тем, что, с целью повьпиения точности определения частотных характеристик на субгармонических частотах,в систему введены делитель частоты, фазовый детектор, сумматор и фильтр, с причем к -первому входу фазового детектора подключен выход генератора, синусоидальных колебаний, к второму входу через делитель частоты - выход генератора опорного напряжения пти- (О

34

ротно-импульсного модулятора, первый вход сумматора соединен с выходом фазового детектора, второй вход - с источником напряжения смещения, а выход через фильтр - с управляющим входом генератора синусоидальных колебаний, при этом вход формирователя импульсов выборки подключен к выходу широтно-импульсного модулятора.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для экспериментального определения ча- . стотных характеристик на субгармонических частотах элементов и систем автоматического регулирования с ши- ротно-импульсным модулятором при их проектировании и отладке. Цель изобретения - повышение точности определения частотных характеристик на субгармонических частотах. Цель достигается тем, что система для определения частотных характеристик снабжается делителем 10 частоты,фазовым детектором 11, сумматором 12 и фильтром 13, причем к первому входу фазового детектора подключен выход генератора синусоидальных колебаний, ко второму входу через делитель частоты - выход генератора опорного напряжения широтно-импульсного модулятора, первый вход сумматора соединен с выходом фазового детектора, второй вход - с источником напряжения смещения, а выход через фильтр - с управляющим входом генератора синусоидальнызс колебаний. 2 ил. § (Л to с

Vnllifo