Применение устройств запаздывания в автоматических системах

Применение устройств запаздывания для построения специализированных автоматических приборов

Устройства запаздывания в синтезаторах и импульсных фильтрах

Устройства запаздывания находят очень широкое применение для построения специальных приборов — синтезаторов, воспроизводящих ту или иную функциональную зависимость и используемых как при определении характеристик систем автоматического управления, так и непосредственно в системах для улучшения переходных процессов [80, 88, 95].

В большинстве случаев вывод уравнения, описывающего процессы в объектах автоматического регулирования, связан с известными трудностями. Однако экспериментально можно получить для объекта переходную функцию либо импульсную переходную функцию в виде кривых, представленных на рис. 90, а. В связи с этим для построения модели объекта, если он является линейным, можно использовать метод определения характеристик объекта с помощью устройств запаздывания. Идея метода заключается в следующем.

Получаемые с дополнительных выходов сигналы умножаются на коэффициенты km и далее суммируются.

можно обеспечить с помощью такого, синтезатора воспроизведение широкого класса функций.

<по отношению друг к другу [81].

В этом случае необходимо иметь п запоминающих ячеек.

что приближенно соответствует интегралу Дюамеля [90]

а по ним вычислить коэффициенты km. Если же имеется переходная функция h(t)y то по ней графическим дифференцированием вычисляется сначала функция g(t), а затем подсчитываются коэффициенты km. Зная коэффициенты km, с помощью синтезатора можно построить любую требуемую модель линейной системы.

Благодаря возможности решения интегралов свертки вида (IV.2) синтезаторы получили также широкое применение для определения характеристик систем автоматического управления в условиях их нормальной работы. Широко применяемые методы определения переходной функции какого-либо линейного элемента системы автоматического управления используют подачу на вход элемента скачкообразного сигнала и регистрацию на выходе элемента соответствующей реакции, по которой могут быть определены основные характеристики элемента. Однако применение подобного метода в ряде случаев, особенно при изучении промышленных объектов, затруднено из-за возможного нарушения" нормального режима работы объекта при подаче скачкообразного сигнала на его вход или из-за наличия в объекте дополнительных паразитных возмущений — помех, которые искажают результаты.

между входом, и выходом, если входные случайные функции, воздействующие на объект, стационарны.

будет состоять из двух компонент:

соответственно.

с помощью соответствующих импульсных

переходных функций объекта следующим образом:

определяется в виде

Окончательно получаем

Сравнивая это выражение с уравнением (IV. 2), можно установить их полную идентичность по форме. Отличие заключается лишь в том, что на вход синтезатора должна подаваться автокорреляционная функция входного сигнала, а выходная величина синтезатора будет соответствовать взаимно-корреляционной функции между выходом и входом.

приходится решать обратную задачу определения g(t) по этим значениям.

синхронизированные по времени с соответствующими значениями автокорреляционной функции.

соответствуют отклонениям импульсной переходной . функции g(t) от требуемых значений в эти моменты. Изменяя коэффициенты km синтезатора, необходимо получить нулевые показания индикатора во все моменты времени, что будет соответствовать выполнению равенства (IV. 10), причем каждый коэффициент km влияет лишь на свой участок кривой. По установленным значениям коэффициентов km согласно уравнению (IV.4) можно рассчитать импульсную переходную функцию объекта g(t).

-производится до тех пор, пока получаемая на экране осциллографа кривая не будет совпадать как можно ближе с нулевой линией. Получаемая в этом случае переходная функция синтезатора соответствует переходной функции объекта.

Помеха может иметь также случайный непериодический характер.

то периодические напряжения частоты ом или кратной частоты будут поступать на суммирующее устройство всегда в фазе, а среднее значение напряжений помех на выходе фильтра будет близким к нулю. Таким образом, выходной сигнал фильтра содержит только периодическую составляющую входного сигнала частоты ом или кратной частоты.