Устройство для измерения параметров звеньев систем регулирования Советский патент 1980 года по МПК G05B23/02 

Изобретение касается автоматического регулирования и может использоваться при исследовании и наладке си стем автоматического регулирования. Известно устройство для измерения параметров звеньев систем регулирования, содержащее интегратор, входы которого связаны с входами исследуемого звена, а выход - с измерительным прибором 1. Наиболее близким к изобретению яв ляется устройство для измерения пара метров звеньев систем регулирования, содержащее измерительный блок и интегратор, вход которого связан с вхо дом исследуемого звена 2. Недостаток этих устройств заключается в том, что с их помощью можно , измерять параметры только одного типа звеньев - звеньев первого порядка тогда как на практике весьма часто приходится иметь дело со звеньями, передаточная функция которых имеет W(p) р(Тр + 1) Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Это достигается тем, что оно имеет сут матор и блок масштабирования, вход которого подключен к выходу исследуемого звена, выход - к первому входу сумматора, второй вход которого-связан с выходом интегратора, а выход - с входом измерительного блока. На чертеже изображена функциональная схема устройства. Она содержит.исслецуемое звено 1, интегратор 2, блок масштабирования 3, сумматор 4, измерительный блок 5. Устройство работает следугацим образсм, Сигнал, снимаемый с входа звена 1, подается на интегратор 2, выход которого соединен с входом сумматора 4, На другой вход сумматора 4 с противоположным знаком подается сигнал с выхода блока масштабирования 3, вход которого соединен с выходом исследуемог о звена 1 Процесс измерения состоит из двух операций; установка коэффициента передачи блока масштабирования и собственно измерение параметров звена. Установка коэффициента передачи осуществляется следующим образом. На вход исследуезчого звена подается прямоугольный сигнал, В установившемся режшу1е, изменяя коэффициент передачи блока масштабирования, добиваются нулевого показания измерительного прибора 5. После этой операции устройство откалибровано и, возвратив его в исходное состояние, можно приступать к определению параметров исследуемого звена 1. Для этого необходимо, подавая на вход исследуемого звена ступенчатый сигнал, с помощью измерительного блока 5 производить по окончании переходного процесса определение параметров.

Проведем этому математическое доказательство.

Исследуемое звено линейно, к нему применим принцип суперпозиции, т.е. реакцию исследуемого звена на прямоугольный импульс можно рассматривать как сумму реакций звена: положительное ступенчатое воздействие, приложенное в момент времени t и отрицательное ступенчатое воздействие той же амплитуды, приложенное в момент времени t + г, где длительность импульса. Тогда реакция исследуемого звена на прямоугольный импульс длительности С может быть представлена

h(t) при О t iry(t) 1(1)

h(t) + -h(t-r)}пpигr ,

где h(t) - реакция звена на ступенчатое воздействие, но .

h(t) (1 -е ), (2) где -V - амплитуда прямоугольного импульса.

Тргда из (1) и (2) .i.

f -Т(1-е )

y(t) -}-tjr -г/т

( Ку)г-«-те (1-е ) f Установившееся значение

y(oQ) -Vkf.(4)

При подаче на вход исследуемого , звена 1 прямоугольного импульса длительности Т, на первом входе сумматора 4 сигнал определится, как

Z. Jxdt jDdt VT(5)

иигнал на выходе сумматора 4 Z,- Z,

но

Zj k,. y(co,

(6)

где К - статический коэффициент.передачи блока масштабирования 3, а, так как изменением коэффициента пёредачи Kj добиваются значения 2д О в установившемся режиме, то

2г(«) - 2(00) о(7)

Из (4), (5), (6) и (7) имеем

к - k

(8)

Проведем далее математическое доказательство того, что при подаче 5 на вход исследуемого звена 1 единичного ступенчатого воздействия, измерительный блок 5 в установившемся режиме регистрирует значение параметра Т.

0 В результате структурных преобразований сигнал на входе измерительного блока 5 записывается в операторном виде

15- -

4 Тр ч- 1

(9)

Решением линейного дифференциального уравнения с постоянными коэффициентами (9) является выражение

Z(t ) Установившееся значение

2() Т

Таким образом, измерительный блок 5 в установившемся режиме регистрирует значение параметра Т.

Предлагаемое устройство дает, возможность измерять параметры звеньев вида

р()

что принципиально отличает это устройство от известных ранее.

изобретения

Устройство для измерения параметров звеньев систем регулирования, содержащее измерительный блок и интегратор, вход которого связан с входом

исследуемого звена, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит сумматор и блок масштабирования, вход которого подключен к выходу исследуемого звена, выход - к первому входу сумматора, второй вход которого связан с выходом интегратора, а выход - с вхсдс 1 измерительного блока.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1 Авторское свидетельство СССР №467332, кл. Н 02 Т 3/24, 1971.

2. Борцов Ю,А., Суворов Т.В. и Шестаков Ю.С. Экспериментальное определение параметров автоматизированных электроприводов. Л., Энергия, 1969, с. 16 (прототип)..