УСТРОЙСТВО для ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ Советский патент 1967 года по МПК G05B23/02 G05B17/02 

Известны устройства для экспериментального определения показателей чувствительности времеиных характеристик систем автоматического управления .к вариациям параметров.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в нем установлены по числу коэффициентов влияния ячейки памяти на интеграторах с коммутирующим контактом и две пары логических схем, содержащих коммутирующие реле, управляющие соответствующими коммутирующими контактами: первая пара логических схем .подсоединена ко входу, а вторая - к выходу первой модели системы, к которому подключена также одна из ячеек памяти, а остальные ячейки памяти подсоединены к выходу устройства определения коэффициентов 1влияния. Это обеспечивает возможность определения чувствительности амплитудной, фазовой, вещественной и мнимой частотных характеристик системы к изменению ее параметров.

Чувствительность временных и частотных характеристик линейных систем автоматического управления (САУ) к малым вариациям параметров q (i 1, ..., /г) обычно оценивается при помощи коэффициентов влияния, т. е.

частных производных вида

, dx(t,,q)

H,i)-dlaqi

.

Д 0,

(2)

где x(t, q) -временная характеристика САУ; F((i, q) -одна из частотных характеристик САУ (ам-плитудная, фазовая, вещественная или мнимая);

P(t 9)) p( - коэффициенты влияния относительной вариации t-ro параметра

I --) на изменение соответственно времен

ной или частотной характеристики САУ.

При гармоническом входном сигнале f(t} BoSin(u)) выходная величина САУ равна

x(t, q) ВоА(л, q) + ф((о, ), (3)

где А (со, q) - амплитудная частотная характерис ика САУ;

° f + + f

Формула (4) может быть преобразована:

Р (t, д) . о ° J 1 +

+ Л(со,)|| СОЗср(а),)1с08шЛ .(5)

Из формул (4) и (5) следует, что

р (/, ,.) So { 8р (ш, ,) sin ш / + (, Qi) cos u) /},(6)

(/, (,.) So {рл (ш, ,.) sin u) + «C, Я + (c), ) P, (w, g,) cos ш / + cp (Ш, q)} ,(7) где PA (CD, q,) - коэффициент влияния вариации г-го параметра на изменение амплитудной частотной характеристики САУ; Р (ш, q i)-коэффициент влияния относительной вариации t-ro параметра на изменение фазовой частотной характеристики САУ; Рр («а, qi) - коэффициент влияния относительной вариации г-го параметра на изменение вещественной частотной характеристики САУ; PQ (w. () -коэффициент влияния относительной вариации г-го параметра на мнимую частотную характеристику САУ. Из формул (6) и(7), устанавливающих связь между показателями чувствительности к вариациям лараметрав временных и частотных характеристик САУ следует, что для определения коэффициентов влияния тип) (ш, gi) достаточно зафиксировать в определенные моменты времени значения коэффициента .влияния Р(, gi) при синусоидальном входном сигнале f(t) mt. Действительно, на аснО(Вании соотнонления (б) при /(О /max , Т. е. при t (t , д,} So 3, (ш, q,), (8) 2 2о,у а при f{t) О, т. е. при со/ О или mt л р(/, 7,-) SopQ ((О, q,). Аналогично на основании соотношения (7) в те моменты, .когда фаза сигнала на выходе САУ x(t, q) равна - , т. е. x(t, q) (t, 9,) ВоРл (со, ,),(10) а при х(, ) О р(, q. fip, (0, 9j, (11) Устройство содержит генератор 1 синусоидальных колебаний, модели 2 -л 3 исследуемой системы, операционные усилители 4-12, логические схемы 13-16 и электромагнитные реле IP - 4Р. Пунктиром обведено устройство 17 для определения коэффициента влияния р(, qi ) вариации (-ГО параметра САУ на изменение временной характеристики л:(, q} при входном воздействии l(i). В эту группу -входят две модели исследуемой САУ 2, и блок с передаточной функцией Г, (/) Р сящей ТОЛЬКО от того параметра, влияние которого на динамические характеристики САУ иоследуется в данный момент времени. Основу устройства составляют операционные усилители 4-12. На усилителях 4 т 6 собраны интеграторы, на усилителях 5 и 7-ипверторы с коэффициентом передачи, равным 1; усилители 8-10 используются в качестве запоминающих устройств, фиксирующих в олределенные моменты времени значения входной величины. Сигналы на выходе логических схем 13-16 появляются тогда, когда сигналы иа их 1входах, представляющие собой гармонические функции времени, принимают нулевые значения. Электромагнитные реле IP-4Р управляют работой запоминающих устройств. Устройство работает следующим образом. Напряжение f(t) 5osin со/ с выхода генератора / подается на вход модели 2. При этом напряжение на входах запоминающих устройств, собранных на усилителях 8-//, оказывается пропорциональным величине Р(/, q), т. е. показателю чувст1вительности характеристики x(t, q) к вариации г-го параметра. Сигнал /(/) с генератора через усилители поступает на ходы логических схем 13 и 14, а сигнал x(t, q) -на входы логических схем 15 и 16. Логические схемы 13 и 15 (и управляемые ими реле IP и ЗР срабатывают при достижении функциями f(t) и x(t, q) максимальных значений, так как при этом напрялсение иа входах блоков / и 15 благодаря

использованию иитеграторов 4 и 6 оказывается равным нулю.

При J(t) 0 появляется сигнал на выходе блока 14 и срабатывает реле 2Р, а при x{t, q) 0 пожБЛяется сигнал на выходе блока 16 и срабатывает реле 4Р. Реле 1Р-4Р, срабатывая, самоблокируются и разрывают свои контакты в цепях запоминающих устройст1в 8-12, в результате чего напряжение на выходах усилителей 8-12 оказывается пропорциональным коэффициентам влияния Рр(со, (,-), PQ (ш, qi), РЛ (со, 9г) и .произведению ВоРг (w. /)

Для определения -величины В используется запоминающее устройство на усилителе 12.

Предмет изобретения

Устройство для экспериментального определения чувствительности динамических характеристик линеаризованной системы автоматического управления к изменению ее параметров, .содержащее устройство определения коэффициентов влияния вариации исследуемого параметра на изменение временной характеристики системы с двумя аналоговыми моделями системы и генератор синусоидальных колебаний, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности определения чувст)вительностц амплитудной, , вещественной и мнимой частотных характеристик системы к изменению ее .пара-метров, в нем установлены по числу коэффициентов влияния ячейки па.мяти на интеграторах с коммутирующим контактом и две пары логических схем, содержащих коммутирующие реле, управляющие 1соот вет ствующими коммутирующими контактами; первая .пара логических схем подсоединена ко входу, а вторая - к выходу цервой модели системы, к которому подключена также одна из ячеек памяти, а остальные ячейки .памяти подсоединены к выходу устройства о.пределения коэффициентов влияния.

Л-CZHfcJ- --0

г с1::ь BoSLnui-t

UJpSHil

)

w,)-4-x |i-3 ilZD-|.5 ГЧ$/)

B-ftfi

A,,-M

p-CZb-1

f-if-1