Устройство для определения параметров переходного процесса Советский патент 1978 года по МПК G05B23/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА лирования достаточно точно описывяется дифференциальным уравнением 24Г + у« КХ|,) Движение динамической системы, описываемой уравнением (I), а переходном режиме носит колебательный характер. Относительный коэффициент затуханиями, и частота колебаний w полностью характеризуют динамические свойства системы, описываемой уравнением (I). Таким образом, при динамическом контроле необходимо определить параметры С и со. Предлагаемое устройство позволяет определить параметры переходного процесса, например 4 и ш, получаемого при ступенчатом снятии сигнала на входе исследуемого объекта. Характер изменения сигнала на выходе объекта в этом случае описывается уравнением -й{ ;-АХрЛе ), . (2) где А. ургЦ ; f arccog , и имеет вид, изображенный на фиг. I. Значение связано с величиной фазового сдвига ф выражением cos ф (3). В соответствии с уравнением (2) в точке t,i (см. фиг. ), первого достижения переходным процессом нулевого значения, имеет место соотношение wt I Ч- ф л А связь между частотой затухающих, колебаний О) и величиной полупериода колебаний (12 -11) определяется выражением 2 учетом соотношения (4) и выражения (5) выражение (3) имеет вид я. | (6) Таким образом, при определении коэффициента затухания определяется частота затухающих .колебаний ш, причем определение этих двух параметров осуществляется по однородной информации, что упрощает аппаратурную реализацию и снижает погрешность, неизбежную при получении разнородной информации. Кроме того, из теории автоматического управления известно, что 5 н о) однозначно определяют динамические свойства колебательных систем 2-го порядка. Устройство содержит триггеры t и 2, электронные ключи 3 и 4, высокочастотный генератор 5, счетчики 6 и 7, нуль-органы 8 и 9, операционные усилите, 10 и 11, инвертор 12, цифровые управляемые резисторы 13 и 14, диодный управляемый резистор 15. Счетчик 6, электронный ключ 3 и генератор 5 образуют блок 16. - счетчик времени (определения времеии tj), электронный ключ 4 и счетчик 7 образукуг блок 17 - второй счетчик времени (определения полупериода tj - ti). Операционный усилитель 10 и цифровой управляемый резистор 13 образуют блок 18 деления (блок определения частоты затухающих колебаний «), операцис иный усилитель И, цифровой упрапляемый резистор 14 и диодный управляемый резистор 15 объединены и блок И) умножения (блок определения .коэффициента затухания i), на выходе которого включен инвертор 12. Устройство работает следующим образом. В исходном положении триггеры 1 и 2 находятся в состоянии «О, электронные ключи 3 и 4 разомкнуты. . При подаче на триггер 1 команды «Старт, синхронизированной с временем начала переходного процесса to (см. фиг. I), триггер 1 устанавливается в состояние «I и посылает импульс на ключ 3 блока 16 определения времени t|, первого достижения переходным процессом нулевого зиачения. Ключ 3 открывается н импульсы с генератора стабильной частоты 5 поступают на вход двоичного счетчика 6. При переходе y(t) через нуль в точке ti срабатывает нуль-орган 8. Импульс с выхода нульоргана 8 устанавливает триггер 1 в состояние «О, при этом ключ 3 размыкается, а в счетчике 6 фиксируется код интервала времени (to, t,). в момент времени 11 импульс с выхода триггера 1 устанавливает триггер 2 в состояние «, при этом ключ 4 блока 17 определения полупериода (ta-ti) замыкается и импульсы с генератора 5 поступают на вход счетчика 7. При переходе кривой у() через «О в точке tz срабатывает нуль-орган 9 и импульс с его выхода устанавливает триггер 2 в «О, ключ 4 размыкается и в счетчике 7 фиксируется код интервала времеии (полупериода tz-tj). Функциональная зависимость w - %-грешается блоком 18 с помощью операционного усилителя 10 и включенного на его вход управляемого резистора 13, значение которого определяется величиной кода (tz-ti). Функциональная зависимость 4 - « Рл,.решается блоком 19 с помощью операционного усилителя 11 с цифровым управляемым резистором 14 в цепи обратной связи и Инвертором 2 с диодным управляемым резистором 15 на входе, причем последний реализует тригонометрическую функцию типа косинус. Таким образом, на выходе блоков 19 и 18 получают напряжения постоянного тока, пропорциональные параметрам С и (О. Использование изобретения обеспечивает ОП ределение параметров 4 и « с погрешностью не выше ,5%, что позволяет существенно расширить область его применения. Формула изобретения Устройство для определения параметров переходного процесса в системах автоматического регулирования, содержащее блок деления, блок умножения, счетчики времени, отличающееся тем, что, с целью повышения точнсгсти опррделения параметров переходного процесса, в него введены два нуль-органа, входы, которых объединены, два триггера и инвертор, причем выход первого нуль-органа через последовательно соединенные первый триггер, первый счетчик времени и блок умножения соединен с инвертором, выход второго нуль-органа через пocлeдoвateльнo соединенные второй триггер и второй счетчик соединен с блоком деления, а выход первого триггера соединен с одним из входов второго триггера.

Источники информации, принятые во впимя ние при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 167044. кл. 42.D, 10, 1965.

2. Авторское евидетельство № 392464, кл. О 05 В 23/02, 1973.

Alt г