Устройство для определения амплитудно-частотных характеристик энергетических объектов Советский патент 1987 года по МПК G01R27/28 

1

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для определения амплитудно-частотных характеристик электроэнергетических объектов.

Цель изобретения - повьшение точности получения амплитудно-частотной характеристики в условиях действия аддитивной помехи в виде изменяющейся во времени постоянной составляющей и повьщ1ение быстродействия за счет исключения времени измерения постоянной составляющей в начале посылки (11аузы) .

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг,2 - временная диаграмма работы блока управления.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 перестраиваемой частоты, исследуемый четырехполюсник 2, коммутатор 3, аналого- цифровой преобразователь 4, первьш 5 и второй 6 сумматоры, цифровой делитель 7 кодов, индикатор 8 результата и частоты, а также блок 9 управления, первый 10 и второй 11 регистры, первую 12 и вторую 13 клеммы для подключения исследуемого четырехполюсника, управляемый генератор 14, блок 15 задания управления частотой, генератор 16 импульсов, счетчик 17, цифровые блоки 18 и 19 сравнения, третий 20 и четвертый 21 регистры, сумматор 22, при этом выхода цифровых блоков 18 и 19 сравнения соответственно через регистры 20 и 21 подключены к входам сумматора 22, выход которого подключен к входу регистра 10. Управляющие входы блоков подключены к соответст вующим выходам блока 9 управления.

Генератор 1 перестраиваемой частоты содержит управляемый генератор 14 и блок 15 задания управления частотой. )

Управляемый генератор 14 формирует выходной сигнал U,, с линейно изменяющейся частотой. Закон изменения частоты сигнала U поступает с выхода 23 генератора 15 на вход генератора 14. Генератор 14 вьщает импульсные сигналы с частотой F, 2 на выходе 24 и частотой F 2 на вь ходе 25, где F| - частота сигнала в каждом периоде.

Блок 9 управления представляет собой счетчик с логическими элемен:

10

15

3541362

тами на входе и дешифратором на выходе. Временные диаграммы работы блока 9 приведены на фиг,2. На вход блока 9 поступают сигналы с выхода генератора 14. Выходной сигнал Ug, исследуемого четырехполюсника содержит постоянную составляющую ИпосгЭлектронный коммутатор 3 предназначен для подключения на вход блока 4 входного и выходного сигналов. Сигнал управления коммутатором поступает с выхода 26 блока 9 управления (фиг. 2-г).

Аналого-цифровой преобразователь 4 осуществляет преобразование поступающих на него мгновенных значений входного и выходного сигналов в циф- ровую форму. Команда на преобразование поступает с выхода 27 блока 9 управления (фиг.2В).

Сумматор 5 предназначен для получения суммы модулей мгновенных знап

чений входного сигнала В ) / А ,-. /

за первый период колебаний входного

сигнала и для получения модулей мгновенных значений сигнала реакции четырехполюсника 2 путем вычитания из 30 мгновенньтх значений выходного сигнала значения постоянной составляющей и

20

25

до. . На вход сумматора поступает цифровой код с выхода аналого- цифрового преобразователя. Сигнал

-;jg управления сумматором поступает с выхода 27 блока 9 управления (фиг.2В). Цифровой блок 18 сравнения кодов осуществляет сравнение поступающих с выхода аналого-цифрового преобра40 зователя мгновенных значений выходного сигнала со значением кода, хранящегося в регистре 20, и предназначена для выделения максимального за период значения выходного сигнала.

45 Если в результате сравнения значение поступившего из аналого-цифрового преобразователя кода больще значения, хранящегося в регистре 20, то это значение записьшается в регистр

50 20, если меньше - то перезапись на осуществляется.

Цифровой блок 19 сравнений кодов осуществляет аналогичное сравнение

55

с значением кода, хранящегося в регистре 21 для вьщеления минимального за период значения выходного сигнала. Если в результате сравнения значение поступившего из аналого-цифрового

31

преобразователя кода меньше значения храняп1егося в регистре 21, то это значение переписывается в регистр 21 если больше - то перезапись не осуществляется.

Команды на сравнение и перезапись поступают с выкода 27 с блока 9 управления (фиг.2 ). В конце каждого периода регистры 20 и 21 устанавли- ваются в О командой с выхода 28 блока управления (фиг,26).

Сумматор 22 предназначен для получения полуразности максимального и минимального значений выходного сигнала. На вход 29 сумматора 22 из регистра 20 поступает максимальное за период значение выходного сигнала, а на вход 30 из регистра 21 - минимальное за период значение, Де- ление на два осуществляется сдвигом значения регистра на один разряд вправо,

В регистре 10 хранится значение постоянной составляющей. Запись это- го значения осуществляется с выхода сумматора 22 в конце каждого периода

Значение U

пост

с выхода регистра 10

в дополнительном коде поступает на вход 31 сумматора 5, Команда записи поступает с выхода 28 блока 9 управления (фиг.2 ) в конце каждого периода .

В регистре 11 хранится значение В, которое записывается в регистр 11 с выхода сумматора 6 в конце первого периода, по команде, поступающей с выхода 32 блока 9 управления (фиг. 2(j) ,

Сумматор 6 предназначен для получения суммы отсчетов модулей мгновен-

Iл

ных значений сигнала реакции} /

4 за период входного сигнала. Значения

поступают с выхода сумматора 5. Сигнал управления сумматором поступает с выхода 32 блока. 9 управления (фиг,2 &),

Делитель 7 осуществляет деление в

цифровом виде суммы У / пос-

тупающей с выхода сумматора 6 на значение В, поступающее с выхода регистра 11, Команда на деление поступает в конце каждого периода на вход 33 делителя 7 с выхода 28 блока 9 управ- ления (фиг.2 е ),

Генератор 16 предназначен для генерирования импульсов стабильной часЗо

тоты. Счетчик 17 предназначег; для определения частоты Б каждый период возмущающего сигнала. На разрешающий вход счетчика 17 поступает сигнал с выхода 24 генератора 14, равньй по длительности текущему периоду возмущающего сигнала. На счетный вход счетчика 17 поступают импульсы стабильной частоты с выхода генератора 16, В конце каждого периода возмущающего сигнала на выходе счетчика 17 образуется код N;, пропорциональный частоте этого периода. Счетчик устанавливается в О Б конце каждого периода по команде с выхода 28 блока 9 управления (фиг,2е), которая поступает на втравляющий вход счетчика. В индикаторе результата и частоты хранятся дискретные значения ЛЧХ, поступающие в каждый период возмущающего сигнала с выхода делителя 7, и дискретные значения кода частоты, поступающие от счетчика 17, Команды на запись в индикатор 8 поступают каждый период с выхода 28 блока управления 9 (фиг.2е). На выходе 34 индикатора 8 имеется последовательность значений АЧХ R; (бэ), а на выходе 35 - последовательность дискретных значений кода N;, пропорциональных частоте со; , соответствующих R; (со) .

Устройство работает следующим образом.

Посылка возмущающего сигнала с выхода генератора 1 поступает на исследуемый объект. В первый период возмущающего сигнала блок 9 управления через коммутатор 3 подключает на вход аналого-цифрового преобразователя возмущающий сигнал для получения константы В. По командам с выхода блока 9 управления (фиг.2В), аналого-цифровой преобразователь 64 раза за этот период через равные его доли осуществляет измерение и преобразование в цифровую форму мгновенных значений возмущающего сигнала А,-- , Значения А,;; в цифровой форме поступают на вход сумматора 5, В сумматоре 5 за

6 период образуется сумма В) /А,; /.

значение которой поступает на вход

регистра 11 и хранится там до конца посылки.

Далее блок 9 управления пропускает пять периодов входного сигнала и подключает до конца посыпки на

вход аналого-цифрового преобразователя через коммутатор 3 выходной сигнал исследуемого объекта,

Далее в каждом i-м периоде входного сигнала аналого-цифровой преобразователь по командам с выхода блока 9 управления (фиг.2е) через 1/64 этого периода осуществляет измерение и преобразование в цифровую форму мгновенных значений выходного сигнала . Значения A,2lj в цифровой

форме поступают на первые входы цифровых схем 18 и 19 сравнения кодов. На вторые входы блоков 18 и 19 поступают значения кодов, хранящиеся в регистрах 20 и 21. С помощью блоков 18 вьщеляется максимальное за этот период г, блоков 19 - минимальное , . Максимальное и минимальное значения поступают в сумматор 22, где определяется значение за этот период, равное

Т1 - i. - i -. -nDcт о

Это значение поступает в регистр 10 и используется для вычисления мгновенных значений сигнала реакции A -ziMj A,;.,j - Unocr.i в следующем i.+ 1-м периоде. В шестом периоде возмущающего сигнала вычисляется только значение Uppf.,., а значение R; не вычисляется. Начиная с седьмого периода, на первый вход сумматора 5 поступают дискретные значения выходного сигнала А ,2м з. на второй вход - значение Unocr; в дополнительном коде . С выхода сумматора 5 модуль разности - Аг; поступает на вход сумматора 6. В сумматоре 6 за каждый период входного сигнала

64

образуется сумма

21

значение которой в конце периода поступает на первый вход делителя 7. На второй вход делителя 7 поступает значение В из регистра I1. На выходе делителя 7 в каждый период получается дискретное значение амплитудно-частотной характеристики R (to), которое поступает затем на первый вход индикатора В результата и частоты.

На второй вход индикатора 8 результата и частоты поступает с выхода счетчика 17 код NJ, пропорциональ- gg соединен со входом первого ре ный частоте текущего периода.

гистра,

3541366

В конце посьшки в регистрах хранения индикатора В образуется п пар значений R;(и) и N амплитудно-частотной характеристики. Эти значения можно использовать для визуального наблюдения амплитудно-частотных характеристик с помощью двзгх цифро-аналоговых преобразователей и двухкоор- динатного графопостроителя или использовать дискретные значения для расчетов на ЦВМ в задачах управления или идентификации.

10

15

Формула изобретения

0

5

Устройство для определения амплитудно-частотных характеристик энергетических объектов, содержащее последовательно соединенные генератор перестраиваемой частоты, клеммы для подключения исследуемого четырехполюсника, коммутатор, аналого-циоЬро- вой преобразователь, первый и второй сумматоры, цифровой делитель кодов и индикатор результата и частоты, а также блок управления, первый и второй регистры, генератор импульсов, выход которого через, счетчик подклю0 чен к второму входу индикатора результата и частоты, второй выход генератора перестраиваемой частоты подключен к второму входу счетчика, а третий - к входу блока управления, выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих блоков, выход первого, сумматора через второй регистр подключен к второму входу цифрового делителя кодов, о т- личающееся тем, что, с повьшюния точности и быстродействия, в него введены два цифровых блока сравнения, третий и четвертый регистры и третий сумматор, причем

g первые входы цифровых блоков сравнения соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, а вторые входы - соответственно с выходами третьего и четвертого регистров, выходы цифровых блоков сравнения соединены с входами третьего и четвертого регистров, выходы этих регистров также соединены с первым и вторым входами третьего сумматора, выход которого

5

0

0

гистра,

«

V

44 4J

Редактор А.Воронич

Составитель Н.Михалев

Техред А. Кравчук Корректор Л.Патай

Заказ 5690/41 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушскад наб., д.4/5

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

Изобретение относится к технике измерений и служит для повьппения точности получения амплитудно-частотной характеристики в условиях действия аддитивной помехи в виде изменяющейся во времени постоянной составляющей. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит генератор 1 перестраиваемой частоты, коммутатор 3, аналого-цифровой преобразователь 4, сумматоры 5 и 6, цифровой делитель 7 кодов, индикатор 8 результата и частоты, блок 9 управления, а также регистры 10 и 11, управляемый генератор 14, блок 15 задания управления частотой, генератор 16 импульсов и счетчик 17. Введение регистров 20 и 21, цифровых блоков 18 и 19 и сумматора 22 исключает время измерения постоянной составляющей в нйчале посылки (паузы). 2 нл. § (Л