Устройство для определения постоянной времени нелинейных инерционных объектов Советский патент 1982 года по МПК G05B23/02 

(54) УСТ1ОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННСЛЙ ВРЕМЕНИ НЕЛИНЕЙНЫХ ИНЕРЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ

I

Изобретение относится к автоматическому управлению, в частности к устройствам для определения параметров нелинейных инерционных объектов, работающих в оптимальных режимах, и может быть применено в системах контроля, идентификации, стабилизации в самонастраивающихся системах.

Известно устройство для Измерения мгновенного значения постоянной времени апериодического звена автоматического регулирования, содержащее регистратор, генератор входного воздействия, связанный с генератором импульсов через диод, четыре последовательно включенных киппрепе, первое из которых связано с входом генератора входного воздействия, интегратор, схему запоминания с инвертированием, сумматор и схему деления 1 .

Устройство позволяет определить мгновенную постоянную времени, но ; только для линейных объектов, а для исследования объектов с нелинейными

характеристиками, особенно для объек тон, работающих в сштимальных режимах, оно не применимо, что является сушест венным его недостатком. : Известно также устройство для определения посто$шной времеяя нестационарных инерционных с ъектов, содержащее регистрируквдеё устройство, два инвертора и четыре ключа, прячем выходы первого и второго ключей соединены с соответствующими входами первого интегросумматора, вход третьего ключа соединш с выходом первого инвертора а выход формирователя управляющего сигнала соединен с управляюйшм входом первого ключа t2} .

Известное устройство позволяет оаре делить постоянную времени исследуемо- го объекта, но без учета нелинейных его характеристик, что является существенным его недостатком.

Цель изобретения - устранение влияния нелинейности объекта и повышение точности определения постоянной времени. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит генератор симметричного сигнала, второй интегросумматор, блок деления, третий инвертор и два блока формирования коэффициентов, вход первого из которых соединен с выходом генератора симметричного сигнала и с выходом устройства, а выход с входом формирователя управляющего сигнала, выход которого соединен с управляющими входами четвертого ключа и через третий инвертор с входами второго и третьего ключей, вход второго блока формирования коэффициентов соединен с входом устройства, первый выход - с входом первого ключа и через второй, инвертор с входом второго ключа а второй выход - с входом четвертого ключа и входом третьего инвертора, входы второго интегросумматора соединены с выходами третьего и четвертого ключей, выход - с первым входом блока дел ния, второй вход которого соединен с вы ходом первого интегросумматора, а выход - с входом регистрирующего устройства. I На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграм ма работы устройства. Устройство содержит генератор 1 сим метричного сигнала, блоки 2 и 3 форми рованяи коэффициентов, ключи 4-7, формирователь 8 управляющего Сигнала, регистрирующее устройство 9, инверторы 10, 11 и 12, интегросумматоры 13 и 14, блок 15 деления и объект 16. Устройство работает следующим обра зом. Генератор 1 симметричного сигнала вырабатывает сигнал симметричной формы, например трезтольный, который поступает на объект 16, описываемый нелинейным дифференциальным управлением вида T +Sft:-KF(X), (i) .где F(X) - нелинейная функция. Принцип действия предлагаемого уст.ройства основан на периодическом возбуждении переходного процесса на выход .объекта и обработке входного и выходного сигналов скользящими модулируюйими функциями, которые позволяют пер .йти от исходного диффереиниапьного уро нения (1) к алгебраическому уравнению с непрерывно формируемыми коэф(|ж циентамй . TSic)Cott)-K(Uo)UoCt;) (1) Сигналы со входа и выхода объекта 16 поступают на блоки 2 и 3 формирования коэффициентов, пропорциональных алгебраическому уравнению. Блок 2 формирования коэффициентов вырабатывает сигналы и„ет„и,га, (г, а блок 3 формирования коэффициентов вырабатывает сигналы CQ(CJ , t, , Сигнал O-jCf) nocTj-naer на формирователь 8 управляющего сигнала, выход которого управляет ключевыми схемами 4- 7. Когда (c:) +( открыты первый 4 и четвертый 7 ключи, а второй 5 и третий 6 ключи закрыты. Сигналы с блока 3 формирования коэффициентов через открытые ключи 4 и 7 поступают на интегросумматоры 13 и 14. Когда Sicgn 0(С)--( первый 4 и четвертый 7 ключи закрыты, а ключи второй 5и третий 6 открыты. Затем сигнал с блока 3 формирования коэффициентов через инверторы 11 w 12 w ключи 5 и 6поступает на интегросумматоры 13 и 14 соответственно. Сигналы с выходов интегросумматоров по истечении времени описываются следующим уравнением К4:, Т JC,Cf)Bi4nU,tC)dt4jCo () ОЛ Шлf - K(Uo)(i;)dir. Правая часть уравнения обращается в ноль, так как K(UP)UQ(I симметрич1 /7 , а сигнал но относительно точки U,(t) является производной от О-СС), что видно из диаграммы работы устройстёа ( фиг. 2), поэтому первая часть в устройстве не вычисляется. Сигналы с выходов ик тегросумматоров подакугся на блок деления и, спустя время tn после подачи на вход объекта сигнала с генератора 1 симметричного сигнала, на выходе блока деления появляется значение постоянной времени объекта с учетом его нелинейных характеристик . ,

iCj,et)SiqrnUiCt)dlC.

о

(5)

)«4«u-,c(t;

Предложенное устройства для определения постоянной времени нелинейных инерционных объектов имеет преимущество над известным, так как позволяет автоматически без дополнительных расчетов определять постоянную времени нелинейных инерционньгх объектов. В конструктивном отношении оно просто и удобно в эксплуатации.

Формула изобретения

Устройство для определения постоянной времени нелинейных инерционных объектов, содержащее регистрирующее устройство, два инвертора и четыре ключа, причем выходы первого и второго ключей соединены с соответствующими входами первого интегросумматора, вход третьего ключа соединен с выходом первого инвертора, а выход формирователя управляющего сигнала соединен с управляющим входом первого ключа, отличающееся тем, что с целью повышения точности устройства, оно содержит генератор симметричного сигнала, второй

интегросумматор, блбк деления, третий инвертор и два блока формирования коэффициентов, вход первого из которых сое динен с выходом генератора симметричного сигнала и с аыходсм устройства, а выход - с входом формирователя управляющего сигнала, иыход которого соединен с управпякяцими входами четвертого ключа и через,первый инвертор - с входами второго и третьего ключей, вход второго блока формирования коэффициентов соединен с входом устройства, первый выход - с входом первого ключа и через второй инв)тор - с входом второго ключа, а второй выход - с входом

S четвертого ключа и. входом третьего инвертора, входы вторбго интегросумматора соединены с выходами третьего и четвертого ключей, выход - с первым Входом блока деления, второй вход которс

0 го соединен с выходом первого интегросумматора, а выход - с входом регистрирующего устройства.

Источн1аси информации.

5 Принятые во внимание при экспертизе

0

Фиг.1 bignUji

Фиг.2 Время