Устройство для моделирования нелинейной автоколебательной системы радиоавтоматики Советский патент 1991 года по МПК G06G7/62 

Изобретение предназначего для исследования возникновения незатухающих колебаний в нелинейных системах, может быть использовано как техническое средство обучения.

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит линейный элемент 1, два переключателя 2-1, 2-2, усилитель 3. ограничитель 4-1. Вход линейного элемента соединен с одним неподвижным контактом первого переключателя 2-1, а выход линейного элемента 1 - с подвижным контактом второго переключателя 2-2. Устройство снабжено также М каналами, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр 5, детектор 6, усреднитель 7, пороговый элемент 8. Устройство содержит также первый сумматор 9, умножитель 10, ключ 11, третий переключатель 2-3, блок 12 синхронизации, два коммутатора 13-1. 13-2, два делителя 14-1, 14-2, ограничитель 4-2, второй сумматор 15, фильтр 16 нижних частот

Устройство работает следующим образом.

При моделировании и исследовании автоколебаний в нелинейной системе переключатели 2-1 и 2-2 ставят в положение, замыкающее систему, т.е. выход второго сумматора 15 соединяют с входом линейного элемента 1, выход линейного элемента 1 соединяют с объединенными входами делителей 14-1 и 14-2. При этом автоматизированную оценку произведения ширины мгновенного энергетического спектра автоколебаний на длительность переключательо

Оч

S

О

о

ного воздействия уровня ограничения получают следующим образом.

Переключатель 2-3 устанавливают в положение, соединяющее второй выход блока 12 синхронизации с входом фильтра 16 ниж- них частот. В блоке 12 устанавливают заданную длительность и скважность импульсов на втором выходе блока, т.е. заданное переключательное воздействие уровня ограничения. На выходе фильтра 16 заданное переключательное воздействие преобразуется в пропорциональное напряжение, которое подается на один вход умножителя 10. На второй вход умножителя 10 поступает напряжение, пропорциональное ширине мгновенного энергетического спектра автоколебаний.

Данное напряжение получают следующим образом. Импульсы переключательного воздействия с второго выхода блока 12 поступают на вход второго коммутатора 13- 2. В результате выходной сигнал усилителя 3 в момент поступления на вход коммутатора 13-2 импульса будет поступать на вход ограничителя 4-1 с уровнем ограничения ак а в момент поступления паузы выходной сигнал усилителя 3 будет поступать на вход ограничителя 4-2 с уровнем ограничения 82. Примем, что . Тогда амплитуда автоколебаний в момент импульса будет со- ответственно равна Ai nai. Соответственно в паузе амплитуда автоколебаний будет определяться величиной Аз п 32, причем амплитуда Ai A2. Автоколебание с указанным скачкообразным изменением амплитуды поступает с выхода второго сумматора 15 через переключатель 2-1 на вход линейного элемента 1, Переходный процесс на выходе элемента 1 характеризуется изменяющимся энергетическим спектром.

Определение ширинь; мгновенного энергетического спектра автоколебаний производится с помощью блоков 5-9. Каждый полосовой фильтр 5-1,...,5-М настроен на среднюю частоту fi,...,fM с шириной по- лосы пропускания Д f, одинаковой для всех фильтров. После детектирования выходных процессов полосовых фильтров 5 в соответствующих детекторах 6-16-М и последующего усреднения в усреднителях 7-1,...,7-М на выходах блоков 7 получаем в каждый момент времени оценку мгновенного энергетического спектра переходного сигнала на выходе элемента 1. В зависимости от установки пороговых уровней и поро- говых элементах 8-1,...,8-М они будут срабатывать и выдавать на своем выходе сигнал единичной амплитуды при превышении соответствующей спектральной компонентой заданного уровня, например уровня

0, максимального. Сигналы единичной (или нулевой) амплитуды с выходов пороговых элементов 8-1,...8-М поступают на соответствующие входы сумматора 9,

Таким образом, на выходе сумматора 9 сигнал в каждый момент времени в определенном масштабе будет отображать число сработавших пороговых элементов 8- 1,,,.,8-М, что в свою очередь соответствует ширине мгновенного энергетического спектра автоколебаний на выходе элемента 1. Сигнал с выхода сумматора 9 поступает на другой вход умножителя 10. В результате на выходе умножителя 10 в каждый момент времени получаем оценку произведения ширины мгновенного энергетическогоспек- тра автоколебаний на длительность переключательного воздействия уровня ограничения сигнала на выходе усилителя 3. С выхода синхронизации блока 12 синхронизации на управляющий вход ключа 11 поступает в каждом такте импульс, открывающий ключ 11. Временное положение импульса открывания ключа 11 оператор задает в блоке 12 синхронизации. Таким образом, на выходе ключа 11 в заданный момент времени получаем соответствующую автоматизированную оценку произведения ширины мгновенного энергетического спектра автоколебаний на длительность переключательного воздействия уровня ограничения.

Аналогично работает устройство при получении автоматизированной оценки произведения ширины мгновенного энергетического спектра автоколебаний на длительность переключательного воздействия коэффициента усиления. В этом случае импульсы заданной длительности и скважности с первого вьхода блока 12 синхронизации поступают на коммутатор 13-1 и одновременно через переключатель 2-3 на вход фильтра 16 нижних частот,

В отличие от предыдущего случая коэффициенты деления делителей 14-1 и 14-2 подобраны так, что при подключении делителя 14-1 коммутатором 13-1 к усилителю 3 момент поступления импульса дает общий коэффициент системы, при котором автоколебания в системе существуют. В момент паузы, когда коммутатором 13-1 подключен к входу усилителя 3 делитель 14-2, общий коэффициент усиления системы недостаточен для возникновения автоколебаний в системе.

Формула изобретения Устррйство для моделирования нелинейной автоколебательной системы радиоавтоматики, содержащее линейный

элемент, два переключателя, усилитель, ограничитель, причем вход линейного элемента соединен с первым неподвижным контактом первого переключателя, а выход - с подвижным контактом второго переклю- чателя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования, оно включает М каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр, детектор, усреднитель, пороговый элемент, а также первый сумматор, умножитель, ключ, третий переключатель, блок синхронизации, два коммутатора, два делителя, ограничитель, второй сумматор, фильтр нижних частот, причем выход линейного элемента соединен с информационным входом полосового фильтра каждого из каналов, выход порогового элемента каждого из каналов подключен к соответствующему входу первого суммато- ра, выход которого соединен с Первым информационным входом умножителя, выход которого подключен к информационному входу ключа, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока синхро- низации, выход ключа является выходом устройства, второй выход блока синхронизации соединен с первым неподвижным контактом третьего переключателя и с управляющим входом первого коммутатора, выход которого подключен к информационному входу усилителя, выход которого соединен с информационным входом второго коммутатора, первый и второй выходы которого подключены к входам соответственно первого и второго ограничителей, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора, выход которого соединен с подвижным контактом первого переключателя, первый неподвижный контакт второго переключателя соединен с обье- диненными входами первого и второго делителей, выходы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам первого коммутатора, вход управления второго коммутатора подключен к третьему выходу блока синхронизации и второму неподвижному контакту третьего переключателя, подвижный контакт которого соединен с входом фильтра нижних частот, выход которого подключен к второму информационному входу умножителя.

НЈ1№ЕОа15аЈ1

i

Изобретение предназначено для исследования возникновения незатухающих колебаний в нелинейных системах, может быть использовано как техническое средство обучения. Цель изобретения - повышение точности моделирования. Поставленная цель достигается введением M каналов, каждый из которых содержит полосовой фильтр, детектор, усреднитель, пороговый элемент, а также в устройство введены два сумматора, умножитель, блок синхронизации, два коммутатора, два делителя, ограничитель, фильтр нижних частот. Устройство позволяет исследовать автоколебательный процесс в нелинейных системах, производить оценку произведения ширины энергетического спектра автоколебаний на длительность переключательного воздействия уровня ограничения. 1 ил.