Устройство может быть использовано при проектировании и расчете систем автоматического управления, динамическое уравнение которых может быть представлено уравнением до 11-го порядка, ,
Метод корневого годографа позволяет судить о свойствах системы как в частотной, так и во временной областях на основании картины распределения нулей и полюсов.замкнутой системы на комплексной плоскости в зависимости от какого-либо параметра, например коэффициента усиления.
Метод корневого годографа является эффективным методом анализа и синтеза линеаризованных систем автоматического управления. Однако трудности, связанные с построением траектории корневого годографа, препятствуют его распространению.
Известпо устройство для построения корневых годографов, содержанлее планшет с изображением комплексной плоскости с нулями и полюсами исследуемой разомкнутой САУ, фотодиоды, расположенные в точках нулей и нолюсов, проецирующее устройство, счетно-репаающий блок, в который входят фотореле, интегратор и источник эталонного напряжения. Но это устройство не определяет коэффициента усиления.
снортир с логарифмической линейкой Ивенса («Spirul). Однако он не дает возможности автоматизировать расчет кривой корневого годографа и коэффициента усиления, а при исследовании САУ выше 5-го порядка дает больН1ую погрещность.
В предлагаемом устройстве проецирующая рамка выполпена в виде предметного столика с прозрачным изображением фигуры, ограниченной спиралью и прямой, а под рамкой на комплексной плоскости планп1ета расположены фотодиоды, выходы которых через дополнительно установленные триггеры соединены с обмотками поляризованных реле.
Это нозволяет ускорить расчет коэффициента усиления и сделать его более точным.
На фиг. 1 изобрал ено оптико-механическое проецирующее устройство с планшетом; на фиг. 2 - счетно-решающий блок; на фиг. 3 - схема вращения освещенной фигуры. Устройство содержит планшет, на комплексную плоскость которого нанесены пули и плюсы разомкпутой системы; стол 2, фотодиоды 3, объектив 4 проецирующего устройства, предметный столик 5, осветитель 6, плоское прямоугольное зеркало 7, управляющий фотодиод 8, фотореле 9, источник стабилизированного напряжения 10, интегрирующий усилитель 11, индикатор 12 и управляющую схему 13.
Работает устройство в двух режимах.
При вращении освещенной фигуры против часовой стрелки (фиг. 3) временной интервал а между снадом тактирующего имиульса с фотодиода 8 (горизонтальное положение ОМ вращающейся прямой) и фронтом импульса с фотодиода планщета, расположенного в точке А (начало вектора ОА с длиной / и углом а)
пропорционален углу а; t, :- , где ц - скорость вращения фигуры.
Пауза между импульсами с фотодиода планщета равна
, .т
Так как угол ф определяется через длину р вектора ОВ по уравнению спирали в полярных координатах
р аехрхф(2)
и длины векторов ЛО и ОВ равны (), получаем
.
7. V) а
Таким образом паузы между импульсами с фотодиода планщета пропорциональны логарифму длин векторов, проведенных из точки, где расположен фотодиод, в центр вращения фигуры.
Для суммирования временных интервалов и преобразования их в напрялсепия служит счетно-рещающее устройство (фиг. 2).
Первый режим предназначен для поиска точек комплексной плоскости, соответствующих корневому годографу исследуемой системы.
Импульсы напряжения, длительность которых пропорциональна углам векторов, формируются с помощью фотореле 9, которые включаются от управляющего фотодиода 8 и отключаются при засвечивании соответствующих фотодиодов планщета.
Алгебраическое суммирование длительностей импульсов и интегрирование проводятся на типовом рещающем усилителе. Для запоминания результатов интегрирования на один такт работы использованы два усилителя, которые попеременно находятся в режимах интегрирования и запоминания. К запоминающему усилителю подключен индикатор. Для повыщения точности работы устройства на интегрирующий усилитель подается смещение, соответствующее величине (2|3-|-1). Равенство нулю напряжения на интеграторе в конце такта означает, что используемый фазовый критерий выполнен, и исследуемая точка принадлежит годографу.
Во втором режиме определяется коэффициент усиления, соответствующий найденной точке корневого годографа на основании уравнения
7 1 /1, /2. ... In
С /о ,0 ,
l, т
где К - коэффициент усиления;
III ,ot - длины соответствующих векторов;
i 1,2, ...,/г; / 1,2,...,т.
Длительности импульсов (3), пропорциональные логарифмам длин векторов, формируются также с помощью фотореле, которые включаются при затемнении фотодиодов планщета и выключаются при освещении. В этом
режиме поляризованное реле работает только от триггера фотореле, соединенного с фотодиодами планщета. Для смены режимов служит переключатель, коммутирующий цепи реле. Напряжение в конце такта пропорционально
алгебраической сумме длин векторов, проведенных в исследуемую точку, а следовательно, пропорционально логарифму коэффициента усиления. При первом и втором режимах на реле, подключенные к фотодиодам, распололсенным в полюсах разомкнутой системы, подается положительное напряжение, а на остальные реле - отрицательное.
Для повыщения точности считывания результата на интегратор подается смещение, соответствующее 10, 30, 50, 70, 90, 110 дб. Шкала индикатора-линейная и имеет пределы ±10 дб.
Предмет изобретения
Устройство для построения корневых годографов автоматических систем и расчета коэффициента усиления по данным точкам годографа, содержащее планщет, на котором изображается комплексная плоскость с нулями и полюсами исследуемой системы и расположены фотодиоды, проецирующее устройство, счетнорещающий блок, состоящий из фотореле, интегратора и запоминающего устройства, управляющую схему, индикатор и источник эталонного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия и точности расчета коэффициента усиления, проецирующая рамка выполнена в виде предметного столика с прозрачным изображением фигуры, ограниченной спиралью и прямой, а под рамкой расположены фотодиоды, выходы которых через дополнительно установленные триггеры соединены с обмотками поляризованного реле.
12
-W,
9
.bда
/3
