Устройство для определения параметров линейных динамических объектов Советский патент 1981 года по МПК G05B23/02 

(5.4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЬЕКТОВ

1

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть npHheeHeно в автоматизированных системах обработки результатов эксперимента для идентификации параметров динамических объектов.

Известны устройства для определения параметров объектов, содержсцдее генератор тестовых сигналов, суммирующие элементы, блоки сравнения Ш и Г2.

Недостатком этих устройств для определения параметров объектов является их низкая помехоустойчивость и точность.

Нгшболсэ близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее усилители с подстраиваемыми коэффициентами по Числу определяемых параметров,подключенные своими параметрическими входами к выходу блока настройки параметров, а выходами - ко входам суммирующего блока,выход которого подключён ко входу первого блока сравнения,который своим выходом подключен ко входу блока настройки параметров ПЗ.

Недостатком известного устройства является.наличие дифференциальных устройств, что приводит к снижению

точности получаемых оценок параметров объекта при измерении выходных сигналов объекта с помехами, а .также к снижению помехозащищенности устройства.

Цель изобретения,- повышение точности оценок определяе шк параметров объекта и повышение помехозащищенности работы устройства.

10

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены генератор синусоидальных- и генератор косинусоидёшьных колебаний переменной частоты, синхронизатор, два коммутатора,

15 блоки умножения, интеграторы, множительно-интегрируккций блок, вход и выходы объекта соединены со входами усилителей с подстраиваемыми коэффициентами через последовательно соеди20ненные .блоки умножения и интеграторы, вход синхронизатора подключен ко входу объектна, а выход подключен ij: генеpaToipaM Синусоидальных и косйнусоидальных колебаний, причем входы генераторов подключены ко вхо25дам блоков умножения, входы первого коммутатора соединены ««входами интеграторов, а его вькод подключен ко входу второго блока сравнения,входы второго коммутатора подключены к

ыходам объекта, а его выход подклюен через соответствующий блок умноения и последовательно соединенные ножительно-интегрирующий блок К9 ходу второго блока сравнения, выход оторого подключен ко входу первого блока сравнения.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит синхронизатор 1, блоки умножения 2.1-2, N+1, интеграторы 3., N+1, усилители с подстрг1иваемыми коэффициентами 4.1-4. N+1,суммирующий блок 5, первый блок 6 сравнения, блок 7 настройки параметров , генератор 8 синусоидальных колебаний, первый коммутатор 9, блок 10 уменьшения, множительно-интегрирующий блок 11, второй блок 12 сравнения, генератор 13 косинусоидальных колебаний, второй коммутатор 14 и объект 15.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 осуществляет запуск генераторов синхронно с подачей на вход объекта тестового сигнала, в блоке 2.1 умножения происходит умножение входного сигнала на сигнал с выхода генератора 8 синусоидальных колебаний. Полученный сигнал интегрируется интегратором 3.1 в пределах от О до ССгде t - момент окончания переходных процессов) и поступает на вход усилителя 4.1. Аналогично через другие каналы проходят сигналы с выходов объекта. Сигналы с выходов усилителей 4.1-4. N+1 суммируются в суммирующем устройстве 5 и поступают на вход первого блока б сравнения.Сиг нал с одного из выходов объекта через первый коммутатор 9 ноступает на вход блока 10 умножения, где умножается на сигнал с выхода генератора косинусоидальных колебаний. Полученный сигнал умножается на текущее значение частоты колебаний генераторов в множительно-интегрирующем блоке 11 и во втором блоке 12 сравнения вычитается из сигнала с выхода блока умножения. Причем второй коммутатор 14 подключает в момент времени Т , соответствующий моменту окончания переходных процессов в объекте, ко второму блоку 12 сравнения выход блока умножения,-который своим вход м через первый коммутатор 9 подключен к блоку 10 умножения.

Выходной сигнал схемы вычитания сравнивается в первом блок б сравнения с выходным сигналом суммирующего устройства 5, В первом блоке б сравнения формируется сигнал рассогласования поступающих на его входы сигналов, на основании которого в ; блоке настройки параметров вырабатываются сигналы настройки коэффициентов усиления усилителей 4.1-4.N+1.Изменяя частоту колебаний Генераторов в пределах той частоты полосы пропускания объекта, где спектр помехи не перекрывается спектрами полезных сигналов, устройство обеспечивает помехоустойчивую работу устройства. В отличие от известного предлагаемЬе устройство использует для настройки параметров преобразованные в частотную область входной и выходные сигналы. После окончания процесса настройки N+1 параметров первый коммутатор 9 подключает свой выход к другому выходу объекта и, соответственно, переключает свой выход второй коммутатор 14, и осуществляется процесс настройки очередных N+1 параметров и т.д. Таким образом, последовательно по N+1 определяются все Nx{N+l) параметров.

В качестве рассмотрим процесс определения параметров линейного объекта, описываемого системой, состоящей из двух линейных дифференциальных уравнений первого порядка

..

(1) a iiiVia u

и у« - выходные сигналы

где

v(t);

объекта, у f, X - входной сигнал

объекта, X f;i(t);

определяемые параметры.

Умножим одно из уравнений (1),например , первое на f ( sinuui, прсцантёгрируем почленно в пределах от 6 до If , где О - момент подачи входного тестового сигнала, t - Moмент окончания переходных процессов в движении объекта под действием

входног о сигнала и получим

Т 7

X,(r)sinu;t-UJi costytelt c b s-i iiu at -Г о о

a-J

+Д

(2) о 6

(Аналогичное выражение может быть получено для второго уравнения систе-мы (1). В общем виде формула, ислоль зуемая для определения параметров имеет вид

- Т Ы

.lt) Ь: c(coidi Ila/j V.e nuJiolt го. i

, bjWuJi6K, («)

где j 1-N,

N - число измеряемых выходов . объекта.

Изменяя U в уравнении (3) в пределах полосы пропускания объекта, где отношение помеха/полезный сигнсш нулю, получим помехозсицищенное устройство, применяя которое удается избежать дифференцирования в явном виде измеренных выходных сигналов объекта, что в свою очередь также повышает помехозащищенность устройства