Устройство для определения параметров колебательных систем Советский патент 1978 года по МПК G05B23/02 

УСТРОЙСТВО для ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

(54) КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ния, а выход четвертого ключа соединен со вторым входом второго реверсивного счетчика. Относительный коэффициент затухания опред ляют при однократном воздействии на проверяему систему как косинус угла сдвига фаз между кривой свободных колебаний и опорным гармоническим колебанием той же частоты. Колебательная система второго порядка стисьшается уравнением х+2 (iQX-Q. Общее решение пишется в виде sin (сЛ + у5). Для случая свободных ко.пебаннй при единич ном возмущении )((a)t-K), i-r ф sOhCCOb j, -CO&tf j где I cv) - коэффициент затухания; I - относительный коэффициент затухания;сц) - квадрат частоты собственных незату хающих колебашш; 1) - сдвиг фазы между свободными колебаниями систем о периодом Т-- - и опорным колебанием дг Л81л ш1 /1 sin I, Ci)- частота свободных колебаний; А-cons Величина напряжения опорного колебания, слвинутого относительно кривой переходного процесса на угол (11/2-(), измеряется по формуле U Uisin{oJt+i/-( -i)-UiCOs(cjt+2ip) в момент времени, когда сигнал переходного процесса принимает нулевые значения, т. е. &itr(jii-4) 0. . лД При этом sin( + ip)0, отсюда (art+v) Itn art n - 1. Тогда мгновенное значение опорного напряжения определяется следующим выражением Идпц-irji:o3(rt.rt-ф + 2 lp)lIjC06(«;rr- -tp) lIjCos p U. При и 1 1 значение этого напряжения численно равно величине относительного коэффициента зату хания . На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Оно содержит блок задания 1, проверяемую систему 2, нуль-орган 3, счетчик 4 нулевых перио дов, кварцевьш генератор 5, ключ 6, первый ревер сиВный счетчик 7, ключ 8, триггер 9, регистр пери ода 10, вторсш реверсивный счетчик 11, ключ 12, первый блок 13 сравнения кода, ключ 14, второй элок сравнения кода 15, управляемый генератор 6, измеритель напряжения 17 и световое табло 1 Кварцевый генератор 5 соединен с сигнальны и входами ключей 6, 8, 12 и 14, управляющие оды которых связаны с выходом счетчика 4. Вы д счетчга а 4 соединен с первыми входами блов сравнения 13 и 15. Выход блока 1 подключен к управляющему входу ключа 6, выход которого соединен с входом первого реверсивного счетчика 7. Другой вход счетч}1ка 7 соединен с В1 |ходами триггера 9 и ключа 8. Выход ключа 12 соединен со входами триггера 9, регестра периода 10 и второго реверсивного счетчика 11. Другой вход этого счетчика связан с выходом ключа 14, а выход - со вторым входом блока сравнения 15. Выход блока сравнения 13 соединен с входом управляемого генерато|)а 16, другой вход которого подключен к выходу регнстра периода 10 и световому табло 18. Выход блока сравнения 15 соединен со входом измерителя напряжения 17, другой вход которого связан с выходом управляемого генератора 16, а выход - с входом светового табло 18. Импульс начала измерения уск поступает на вход блока задания 1, формирующего единичную возмущающую функцию, которая поступает на вход проверяемой системы и одновременно открьшает ключ 6, пропускающий последовательность импульсов с кварцевого генератора 5 на суммирующий вход реверсивного свтчика 7. Реакция проверяемой системы 2 поступает на вход нуль-орга-. на 3. Число нулевых периодов фиксируется сяетчиком 4, вход которого соединен с выходом нульоргана 3. Первый импульс с выхода счетчика 4 закрьшает ключ 6 и открьгаает ключ 12, через которьш в регистр 10, на реверсивный счетчик 11 и (через триггер 9) на вычитающий вход реверсивного счетчика 7 с кварцевого генератора 5 поступает последовательность импульсов. Выход регистра 10 соединен со входом светового табло 18, на котором высвечивается значение периода колебашш, и с управляющим входом генератора 16, задающим период колебаний опорного напряжения. Второй импульс с выхода счетчика 4 открывает ключи 8 и 14, закрьшает ключ 12 и разрежает работу блоков сравнения 13 и 15. На реверсивном счетчике 7 фиксируется число, пропорциональное углу (11/2-), из которого вычитаются импульсы, поступающие на вход реве|х;ивного счетчика 7 через ключ 8. Как только число импульсов в реверсивном счетчике 7 становится равным нулю, блок сравнения 13 выдает импульс на вход запуска управляемого генератора 16, возбуждающегося с задержкой (it/2-(;) относительно свободных колебаний проверяемой системы. Сигнал с выхода управляемого генератора 16 поступает на вход измерителя напряжения 17. Импульсы, проходшдие черюэ ключ 14, поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 11, где вычитаются из находящегося там числа импульсов, пропорционального половине периода свободных колебаний. В момент, когда число импульсов в реверсивном счетчике 11 становится равным нулю, блок 15 выдает импульс на вход запуска измерителя напряжения 17. Значение напряжения управляемого генератора, численно равное относительному коэффициенту затухания, с измерителя 17 высвечивается на световом табло 18. Примене1ше предлагаемого устройства позволяет повысить точность и сократить время измере1шя динамических параметров колебательных систем благодаря возможности измерений при однократном воздействии на проверяемую систему, отсутствию интегратора опорного напряжения, схемная реализация которого для получения высокой точности интегрирования в диапазоне низких и инфранизких частот затруднительна, а также за счет формирования колебаний опорного напряжения с единичной амплитудой в отличие от значения амплитуды, pasi ного , в Крототипе. Фо рмула изобретения Устройство для сяределения параметров колебательных систем, содержащее последовательно соединенные блок задания и нуль-орган, причем выход блетса задания соединен с управляющим входом первого ключа, и последовательно соединенные регистр, управляемый генератор, измеритель напряжения и световое табло, второй вход которого соединен с выходом регистра, отличающееся тем, что, с целью повьпиения точности сжределения параметров, устройство содержит кварцевый генератор, реверсивные счетчики, ключи, блоки сравнения кодов, триггер и счетчик нулевых пернолов, выход которого соединен с управляющими входами ключей и первыми входами блоков сравнении кода, сигшльные входы ключей соеди1кш.1 с выходом кварцевого генератора,причем выход первого ключа соединен с первым входом первого реверсивного счетчика, выход которого соединен со вторым входом первого блока сравнеьшя koдa, выход которого соединен со вторым входом управляемого генератора, выход второго ключа соединен со вторым входом первого реверсивного счетчика и с первым входом триггера, выход третьего ключа соединен со вторым входом триггера, входом регистра периода и с первым входом второго реверсивного счетчика, выход которого соединен со вторым входом второго блока сравнения кода, выход которого соединен со вторым входом измерителя напряжения, а выход четвертого ключа соединен со вторым входом второго реверсивного счетчика. Источники информации, П1зинятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР N 377739, G 05 В 23/02, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР № 460533, G 05 В 23/02, 1973.

/

13

16

ю

18

К

.1

12

/