Анализатор динамических характеристик Советский патент 1977 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение относится к электроизмерн- тельной технике и может быть использова но для исследования динамических свойств автоматических систем.

Известны устройства для измерения чао тотных характеристик автоматических систем l.2l.

Принцип действия известных устройств основан на получении весовой функции ис- следуемой системы с последующей ее об . работкой и преобразованием в значения вешествённых и мнимых, амплитудных и фазовых частотных характеристик.

Однако известное устройство не предназначено Для непосредственного измере- ния запасов устойчивости исследуемых систем.

Наиболее близким по назначению и конструктивным признакам к изобретению я&ляется измеритель электрических колебаний предназначенный для измерения амплитуды, фазы и частоты колебания и использующий компенсационные методы измерения пара метров. Этот измеритель содерлшт генератор гармонических сигналов, подключенный

через коммутатор к первому входу индикатора, второй вход которого соединен с выходом объекта, блок запаздывания и усилитель, подключенные к кгхмксутатору, инверт подключенный к входу делителя напряжения

1з.

Недостатком указанного устройства является ограниченная область применения, так как он не позволяет измерять непосредственно запасы устойчивости исследуемой систек« 1 и имеет диапазон измерения от О и 90 фазы.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности прямого измерения запасов устойчивости и увеличения диапазона измерения фазочасто1 ных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит генератор возмущений, измеритель напряжения, источник эталонного напряжения и дополнительный делитель напряжения, вход которого соединен с источником эталонного напряжения, а ni. подключен ко входу инвертора, В1.1ход H;.-.;I.Vрителя напряжения соеД1 Нен с первым tl i-

ходом лелит-вля паиряжениа второйвыход которого ссей;;:1:е.: с .:i Oiia; --; входом блока зйпаздырапнг.;, гсп;сратора воэмушенкй через кол5;. f::B:;3 iH со входо объекта.

Такое кыполйзпис устройства позволяет неггосредстЕзяно ijav.epaTb .запасы устойч вости ксспедуемогс объекта, частоту колебаний и амтпигудные и 4й130частотные ; ха рах1 еристшск, причем :щапазок измерения фаэочастотных характеристик расширен и находится в пределах от -180 до +18О фазь.

На чертеже приведена схема анализатора динамических характеристик.

А нализатор цинамическ1та: характеристкк содержит блок .запаздыватпи 1 и усилитель 2, подключеи 1ыв к. трехпознциоинок-Г) KOKS мутатору 3, : когорок;у также подключен генератор козму1 :ений 4, псточнкк этадон- кого напрянуепия 5, подключенный через дополнителыын делитель напряжения 6, Hti- вертор 7, делитель напряжения 8 к измерителю напрнженнй 9 к кодключенные к кот-, мутатору 3 генерат-ор rapNioHnqecKHx скгкаЛОБ 10, исследуемый , 11 и индн. кагор 12, Рагулируюпшй орган блока заггаэ дывания 1 .5еханй чески связан с подвггжг-шм котТакгом делителя напряжения 8.

Аналиаатор днпамичесрсих характеристик работает следующим образом.

Для замера акгплнтудных и фазошсто1чных характернсткк устанавливают к. татор 3 в первое положение, при этом коммутатор 3 подюпочает генератор гармоки«. ческих сигналов 1О ко входу исследуемог объекта 11 к через блок запаздь ва хня 1 и усилитель 2 ко входу индикатора 12, в качестве которог-О использован электроннъ1й осциллограф. Затем, установив коэффиплент усиления усилителя 2 равным еД1гаи11е и нулевое запаздывание в блоке запаздывания 1, устанавшязают регулирующими органами генератора rapN;oHH4ecK.nx сигналов 10 требуемую велнщну сигнала на его вы« ходе при минимальном значении частоты. Под дейстзием сигр.ала с генератора 1О на выходе исследуемого объекта 11 и на выходе усилителя 2 появятся сигналы, под действием KOTopi rx луч индикатора 12 будет перемешаться по прямой лнш1и, Ру ками усиления индшсатора 12 совк-1ещают прямую линию движения луча с другой прямой, нанесенной на экране иппикагора 12, например, под -IS, Затем на

генератоую 10 устанавливают требуемое значение частоты и такое же значение частот-ы устанав.,11ивают на шка.че частот ,делителя напряжения 6, Ирн этом фаза сигMia.ia на исследуемого объекта 11

изменится и на экране индикато 12 будет oniiCbMsaTb эллипс, а напряжение, пропорциопалвное частоте и снимаемое с дополнительного делителя напрдасения 6,питающегося от источника эталонного сигнала 5 через инвертор 7 запитает делитель напряжения 8,

Регулирующим органом блока запаздывания 1 деформируют эллипс в прямую, а регулирующим органом усилителя 2 coBMeuia- ют эту прямую с прямой, нанесенной на экране индикатора 12, при этом подвижный контакт делителя напряжения 8 будет установлен в положение, прюпорциональное заданной величине временного запаздывания. Считывают по измерителю напряжений 9, прог}эад5ированному в градусах фазы, значение фазового сдвига и по шкале усиления усилителя 2, значение относителвной амили Tyfibi колебания исследуемого объекта 11.

В случае положительного значения фазового сдвига в исследуемом объекте 11 коммутатор 3 устанавхшвают в другое положение, при этом коммутатор 3 подклк. чает гхэнератор гармонических сигналов 10 к исследуемому объекту 11 через блок запаздывания 1, а к 1гадшштору 12 - через усилитель 2. Замеры характеристик производятся аналогичным образом, i Для измерения запасов устойчивости ко у мутатор 3 устанавливают в третье положение, при этом коммутатор 3 включает в обратную связь исследуемого объекта 11 последовательно соединенные между собой блок временного запаздывания 1, усилитель 2, подключает генератор возмун1ений 4 ко входу исследуемого объекта 11 и гене ратор гармонических сигналов 10 ко входу индикатора 12. Плавно увеличивая регуяи- руюнигм органом блока запаздывания 1 временное заггаздывание и подавая возмущение с генератора возмущений 4, вводят исследуемый объект 11 в автоколебательный ):)ежим. Изменяя частоту генератора 10, получают на экране индикатора 12 прямук н устанавливают значения частоты генер а- гора 10 по шкале частот дополнительногоделителя напряжения 6, при этом измеритель напрял ения 9 покажет значение фазового запаса устойчивости. Затем устанавливают в блоке временного запаздывания 1 нулевое значение запаздывания и с помошью изк1енен я коэффишшнта усиления усилителя 2 и подач -г возмушений с генератора возмущений 4 вводят исследуемый объект 11 в автоколебательный режим; Значение коэффициента усиления определит запас устойчивости по акгалитуде.

Анализ р-ор динамически, характеристик npoiue и дешевле измерителя электрических