УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗАПАСА ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ12 Советский патент 1974 года по МПК G05B23/02 G01R31/28 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и обработки результатов измерений

Известно устройство для обработки результатов измерений, содержащее генератор импульсов, делитель частоты, счетчики импульсов, ключевые и логические схемы.

В известном устройстве вычисляется отклонение измеряемой величины от номинального значения в нормализТ)ванных единицах.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что входы реверсивного счетчлка соединены с шифратором, двоичным счетчиком и ключом управления вторым триггером, единичный выход которого связан со вторым входом ключа управления двоичным счетчиком, а нулевой выход - с ключом управления индикатором, нулевые выходы реверсивного счетчика соединены со вторым входом ключа управления вторым триггером, а единичные выходы реверсивного счетчика соединены с входом ключа управления сумматором, причем единичный выход старшего разряда, кроме того, соединен с единичным входом второго триггера.

Это иозволяет увеличить количество информации о контролируемой системе и повысить объективность в оценке состояния системы путем вычисления «индекса совпадения.

Пусть контролируемая система имеет п проверяемых параметров N;, ЛГ/.,,,,, ,, н Л / |„„-номинальное, измеренное, максимально и минимально допустимые значения 1-го проверяемого параметра; - максимально допустимое отклонение i-ro параметра от номинального значения А/ ,,,

Мал С

|Л -н-Л.-макс1 |Л -„-Л /м„„|Значение каладого замеряемого параметра будем выражать числом импульсов, пропорциональным произведению (К; )Отклонение i-ro параметра от допустимых значений А,- определяется по формуле Д/

Д

,-.„акс- Л н-Л .,,м

Отклонение А,- каждого из параметров умножается на величину заранее установленного коэффициента Ki (весового множителя), который характеризует степень влияния отклонения данного параметра на эффективность системы А/ . К/.

Полученное лроизввдение представляет величину прираиления критерия «индекса совпадения по данному параметру.

Прирашения, полученные по всем параметрам, составляют общую величину «индекса совпадения, вЫраженную в числе импуль30 сов

.

Максимальное значение «индекса совпадения / гг /„з,;(. будет в слзчае, когда каждый из п параметров системы точно совпадает со своим но п- налы1ым значением (запас эффекТИ1В1НОСТИ |СИСтемы максимальный).

Нулевое значение «индекса совпадения будет в случае, когда каждый из п параметров системы точно совпадает со своим максимально или минимально допустимым значением, или один / несколько параметров системы .вышли за лределы допустимых 31начений (запас эффективности системы нулевой).

На чертеже приведена функциональная схема устройства, которое реализует приведенный алгоритм и позволяет автоматически вычислить количественный критерий состояния системы «индекс совпадения.

Устройство содержит п-разрядный двоичный реверсиВный счетчик / для преобразования зафиксированной величины каждого параметра Д/ Ki в двоичное число. Причем величина коэффициента Кг каждого из параметров учитывается введением дополнений в реверсивный счетчик.

Дополнения DI и DZ определяются по формулам:

Z), Q-A,,- Кг,

DZ Q-Vf.MHH Kit

где Q -- объем счетчика 1, а величины

макс, мин

заранее кзвестны. Ввод дополнений осуществляется по программе.

Двоичный счетчик 2 имеет т разрядов, причем /п /г и предназначен для выдачи сигнала при отсчете максимально доп}стимого отклонения параметра от номинального значения Л/максСтатический триггер 3 служит для управления ключами, а статистический триггер 4 - для управления реверсивным счетчиком /.

Ключ 5 управляет переключающим триггером 3, ключ 6 - т-разрядным двоичным счетчиком 2, ключ 7 - индикатором, ключ 8- сумматором. Все ключи выполнены по логической схеме И.

Шифратор 9 служит для ввода дополнений по каждому параметру в счетчики / и 2. Линия задержки 10 предназначена для обеспечения ввода дополнений в счетчики / и 2 после их установки в исходное положение, а сумматор 11 - для суммирования двоичных чисел, соответствующих величине Д; Кг каждого из контролируемых параметров системы. Суммарное значение двоичных чисел по всем контролируемым параметрам составляет величину «индекса совпадения /.

Индикатор 12 служит для индикации нулевого «индекса совпадения при . Диоды 13 - для развязки электрических цепей.

На счетный вход 14 счетчика 1 и счетный вход 15 счетчика 2 через ключ 6 подключена цепь последовательной подачи пачек импульсов, пропорциональных величине измеряемых параметров.

«Единичные выходы счетчика / соединены с входом ключа 8, а «единичный выход старшего разряда счетчика / соединен, кроме того, с «единичным входом переключающего триггера 3.

«Нулевые выходы счетчика / соединены

с входами ключа 5.

Цепь выдачи команды «Исходное подключена на вход линии задержки W, на «нулевые входы счетчика 2, на «нулевой вход триггера 4, на «н левые входы счетчика 1 и

через диод 13 на «нулевой вход триггера 3. Выход линии задержки 10 подключен на вход шифратора 9, выходы которого соединены с «единичными входами триггеров счетчиков 1 и 2. «Единичный выход старшего разряда

счетчика 2 соединен с «единичным входом триггера 4. «Единичный выход триггера 4 соединен с входол команды на вычитание в реверсивном счетчике 1 и входом ключа 5. «Нулевой выход триггера 4 соединен с входом команды на сложение в реверсивном счетчи ке 1. Выход ключа 5 через диод -13 соединен с «нулевым входом триггера 3. «Единичный и «нулевой выходы триггера 3 соответственно соединены с входами ключа 6 и

ключа 7. Цепь выдачи команды «Считывание подключена на входы ключей 7 и 8, выходы которых соответственно соединены с индикатором 12 и суммирующим устройством 11. Рассмотрим принцип работы устройства на

примере определения запаса эффективности одного параметра из их общего числа п. Работа устройства по определению запаса эффективности по остальным параметрам аналогична.

Перед определением запаса эффективности по каждому очередному параметру на вход устройства выдается команда «Исходное. По этой команде осуществляется установка в «нулевое исходное положение счетчика 1-й 2,

триггера 3 через диод 13 и триггера 4. Одновременно- сигнал «Исходное через линию задержки 10 поступает на шифратор 9, который формирует команды (дополнения), поступающие на «единичные входы счетчиков /. п 2.

Ввод дополнения в счетчик / обеспечивает формирование команды переполнения, снимаемой с «единичного выхода старшего разряда счетчика при отсчете числа импульсов, равных величине Лум.щ /С,.

Ввод дополнения в счетчик 2 обеспечивает сформирование команды переполнения с «единичного выхода старшего разряда счетчика при отсчете числа импульсов, равных величине Д/мзкс KiПереход триггера 4 в «нулевое состояние обеспечивает выдачу команды «+, которая переводит реверсивный счетчик I в режим суммирования. Переход триггера 5 в «нулевое состояние закрывает ключ 6 и, таким образом, рабочие импульсы в начале их подачи не будут поступать на вход двоичного счетчика 2 до отсчета двоичным счетчиком / величины yVjMHH t.

По команде «Пуск на вход 14 счетчика / и вход ключа Начинают поступать импульсы, соответствующие величине измеряемого параметра Л гизмПусть измеряемый параметр имеет такое значение, что находится В пределах

,,,V/,,.

При отсчете импульсов, равных числу выходе счетчика 1 формируется импульс переполнения, который поступает на триггер 5 и переводит его в «единичное состояние, а счетчик I переходит в исходное «нулевое состояние. Переход в «единичное состояние триггера 5 приводит к открытию ключа б. С этого момента счетчик I начинает заполняться вновь от исходного состояния, а счетчик 2 - от величины введенного дополнения. Таким образом, измеряемое значение параметра переходит в предел отсчста ,,,„ Л /„При отсчете импульсов, равных числу макс i «единичного выхода старшего разряда счетчика 2 формируется импульс переполнения, который переводит триггер 4 в «единичное состояние. Сигнал с «единичного выхода триггера 4 подается на ключ 5 и счетчик /, который переводится в режим вычитания. С этого момента в счетчике 1 из зафиксированной величины Лмакс -Ki импульсы начинают вычитаться, а в счетчике 2 начинается счет импульсов от исходного положения. С этото момеита измеряемое значениелараметра переходит в предел отсчета

N/H .м Л макс

При определенном значении NIH,M в этом (Пределе пачка импульсов, соот1ветст1вуюш,ая величине параметра, кончается ;и следует команда «Считываиие. По этой ,камамде, поскольку измерениый па-раметр лежит в пределах допустимых значений

Л/.мин /изм .акс

КЛЮЧ 8 открывается и с «единичных выходов счетчнка / снимается двоичиый мод, соответствующий величине приращения «индекса совпадения по данному параметру A;/f/, отсчитыв,абмого от верхнего иредела допуска, и подается на суммирующее устройство П.

Работа устройства, когда измеряемый параметр находится в пределах

Л/.м„„ V/„з.Ди

осуществляется аналогично рассмотренному выше случаю. Отличие состоит только в том, что пачка нмпульсов, соответствующая нзмеpeif:HOMy лара1мет,ру закончится до сформирования счетчи.ком 2 импульса переполнения. В этом случае число импульсов, зафиксированное в счетчике /, также будет соответствовать величине ДгЛ/, отсчитываемой от нижнего

предела допуска.

Особенность работы устройства при соотнощении измеряемого параметра с нилсвим допуском Л//изм- СЛ -мин СОСТОИТ В ТОМ, что пачка импульсов, соответствующая измеряемому параметру, закончится до сформирования счетчиком 1 команды переполнения. Поэтому при выдаче команды «Считывание будет открываться ключ 7 и формировать команду на включение индикатора 12, сигнализирующего о том, что измеряемый параметр вышел за пределы допуска. В этом случае величина «индекса совпадения автоматически приравнивается нулю (), независимо от величины приращений «индекса совпадения

Б суммирующем устройстве 11, зафиксированной при предыдущих замерах.

Особенность работы устройства при соотнощении измеряемого параметра с верхним

допуском jV/n3M Л макс СОСТОИТ В ТОМ, ЧТО

пачка импульсов, соответствующая измеряе,1ому параметру, закончится после полного списания величины А/; /С, в счетчике /, работающем в режиме вычитания. В этом режиме в момент .перехода счетчика через

«нуль ключ 5 откроется и сформирует команду, которая через диод 13 поступает на «нулевой вход триггера 5. Триггер 3 перейдет в «нулевое состояние и будет выдавать сигнал на ключ 7. По команде «Считывание

на входе этого ключа будет формироваться команда «индекс совпадения () и поступать на индикатор 12.

Суммирующее устройство при последовательном замере всех параметров зафиксирует

число, равное полной величине «индекса совпадения, характеризующего запас эффективности контролируемой системы.

Предмет изобретения

50

Устройство для контроля запаса эффективности систем автоматического управления, содержащее линию задержки, соединенную с шифратором, выход которого связан с двоичным счетчиком, связанным через первый триггер с реверсивным счетчиком, ключи управления, соединенные с сумматором и инди-. катором, отличающееся тем, что, с целью повыщения достоверности контроля, входы реверснвного счетчика соединены с щифратором, двоичным счетчиком, с первым входом ключа управления двоичным счетчиком и ключом управления дополнительно введенным вторым тр: ггером, единичный выход которого связан

со вторым входом ключа управления двоичны у1 счетчиком, а нулевой выход - с ключом

управления индикатором, нулевые выходы реверсивного счетчика соединены со вторым входом ключа управления вторым триггером, единичные выходы - с входом ключа управления сумматором, единичный выход старшего разряда - с единичным входом второго триггера.

u

liij у у

ycmfl 73

Счигт Вание

/

Т

11