Предлагаемый способ измерения сигнала, пропорционального функции чувствительно: сти амплитудно-частотных характеристик (АЧХ), может быть использован при проектировании систем автоматического управления, обосновании их проверок, а также при анализе неисправностей и ошибок. Известные способы измерения сигнала, пропорционального функции чувствительности амплитудно-частотной характеристики линейного динамического звена, описываемого дифференциальным уравнением без правой части, громоздки и требуют больших затрат времени. Предложенный способ отличается от известных тем, что при нем снимают амплитудночастотную характеристику динамического звена, находят по ней обратную амплитудно-частотную характеристику, преобразуют текущее значение частоты и всех ее степенных значений в сигналы постоянного тока, формируют из этих сигналов напряжение, пропорциональное текущему значению функции чувствительности квадрата обратной амплитудно-частотной характеристики звена по варьируемому параметру, и изменяют масштаб полученного напряжения в число раз, пропорциональное кубу текущего значения амплитудно-частотрой характеристики. Это позволяет упростить и ускорить процесс измерения. На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ для системы пятого порядка. На чертеже приняты следующие обозначения: / - пульт управления; 2--блок формирования напряжения, соответствующего текущему значению частоты; 3 - перемножающее устройство; 4 - суммирующий усилитель постоянного тока; 5 - регистрирующее устройство; 6 - блок формирования напряжения,соответствующего половине куба текущего значения ординаты АЧХ системы; ш1 -напряжение, в принятом масштабе соответствующее текущему значению частоты; со, со, со, - напряжение, соответствующее квадрату, кубу и высшим степеням текущего значения частоты; 9(7 9(7 9/7 9л 9/7 9л Да Ыо, щ, .а,, za, а, zOf, --- , ---, --, Оа Оа Оа стемы; 2Д - напряжение, соответствующее значению удвоенной величины - мнимой части обратной частотной передаточной функции АН«) исследуемой системы; -- -нарряжение, соответствующее значению половины куба текущего значения ординаты АЧХ системы; ()) - напряжение, соответствующее значению частной производной по исследуемому параметру от квадрата обратной АЧХ снсте -текущее значение искомой функции чувствительности АЧХ нри помощи устройства, изображенного на чертеже. Рассмотрим обратную передаточную функцию::а„Р« + а„, + ...+ (Р) + во.(1) Частотная передаточная функция будет -10) Т + ) + + (а(л - а,ш + ajU) - .,.).(2) Обратная амплитудная частотная характеристика системы, имеющей передаточную функцию W(P): Л,со -1-/С«(ш) + Д(а)); где С (ш) - («о - Са u) 4-04 ш - ...); Д (ш) ( - + - ...) Избавляясь от радикала в выражении (3), получим ()-С«(ш) + Д ().(4) функция, чувствительности по параметру ос для выражения (4) будет .(а)Ь-Н 2- . л () daV Л (о)) Но ДЛЯ правой части выражения (5) справедливо равенство 2 -1- ММ /6) ЛИ аа V л(01)ул() г Из выражений (5) и (6) имеем ayiii(co) .A«(co) da2 да по параметру а. Если считать амплитудночастотную характеристику системы известной, тогда для измерения ее функции чувствительности необходимо определить лишь функцию чувствительности квадрата обратной АЧХ. Параметр а в обн;ем случае входит во все коэффициенты системы. Тогда () -у ii () . да; да.1-Q да-,да , входящие в сумму правой частн выражения (8), для заданной системы постоянны и могут быть вычислены заранее. Для частных производных но коэффициентам системы имеют место общие соотнощения: 2С (ш) w ( - 1) при 1 четном dAl.1 (со) +1(9) dai 2Д(ш)(о (- 1) при / нечетном Учитывая выражения (8) и (9), можно реализовать правую часть выражения (7) и получить тем самым искомую функцию чувствительности АЧХ системы по параметру а. На чертеже представлена реализация нредлагаемого способа на элементах аналоговых вычислительных машин. По команде пульта управления / блоки 2 и 6 осуществляют выдачу сигналов в вычислительные устройства в виде напряжения постоянного тока. Напряжение сигнала несет информацию о частоте и ординате АЧХ системы. .Коммутация вычислительных блоков воспроизводит алгоритм, заложенный в выражениях (7), (8), (9). Диапазон исследуемых частот онределяется масштабом сигнала блока 2. Исследование влияния отдельных коэффициентов системы на функцию чувствительности осуществляется изменением коэффициентов усиления по отдельным входам суммирующих усилителей 4. Переход к исследованию другой системы требует настройки коэффициентов усиления по всем входам суммирующих усилителей и.ввода новой программы в блоки 2 и &. Основное преимущество предложенного метода заключается в том, что при исследовании системы управления можно за непродолжительное время нросмотреть влияние всех коэффициентов системы на чувствительность по всем параметрам н получить рез льтаты в наглядной графической форме на ленте самопишущего прибора, либо в виде фотографии с экрана электроннолучевого индикатора. Для образования в регистрирующем приборе 5 развертки, поставленной в соответствии с диапазоном исследуемых частот, к нему подводится сигнал из блока 2.
Предмет изобретения
Способ измерения сигнала, пропорционального функции чувствительности амплитудночастотной характеристики линейного динамического звена, описываемого дифференциальным уравнением без правой части, отличающийся тем, что, с целью упрощения и ускорения процесса измерения, снимают амплитудно-частотную характеристику динамического звена, находят но ней обратную амплитудно-частотную характеристику, преобразуют текущее значение частоты и всех ее степенных значений в сигналы постоянного тока, формируют из этих сигналов напряжение, пропорциональное текущему значению функции чувствительности квадрата обратной амплитудночастотной характеристики звена но варьируемому параметру, -и изменяют масштаб полученного напряжения в число раз, пропорциональное кубу текущего значения амплитудночастотной характеристики.
