Устройство для контроля времени переходного процесса — SU 1097973 (original) (raw)
(56) 1. Авторское свидетельство СР 505127, кл, Н 03 К 13/20, 1976.2. Основы построения автоматизированных систем контроля сложныобъектов. Под ред. П.И.Кузнецова,М., "Энергия", 196 Я, с.165-169,3. Авторское свидетельство СССР 714363, кл, 0 05 В 23/02, 1978(прототип),54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВРЕЕНИ ПЕРЕХОДНОГО ПРО 1 ЕССА, содержаее первый и второй пороговые бло-.и, входы которых соединены с вхоом устройства, а выходы - с соотетствующими входами элемента И-НЕ,счетчик, счетный вход которого подключен к выходу генератора стабильной частоты, а установочный входк первому выходу блока управления,второй выход которого является выходом устройства, а первый и второйвходы блока управления соединенысоответственно с выходом генераторастимулирующих сигналов и входом запка устройства,о т л и ч а ю щ е е стем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены блок сравнения и регистр, управляющий вход которого подключе квыходу элемента И-НЕ, информационный вход - к выходу счетчика, а выход подсоединен к первому информационному входу блока сравнения,второй информационный вход которогоявляется задающим входом устройства, а управляющий вход подключен ктретьему выходу блока управления,третий вход которого соединен свходом останова устройства.где Ср, - измеренное значение временипереходного процесса 1-ойпроверяемой системы автоматического управления (САУ,время задержки запуска измерителя временных интервалов, равное времени заполнения счетчика выработки признака "Останов" и определяющее условие окончания переходного процесса.В прототипе с целью предупрежде- .ния остановки измерителя временныхинтервалов до момента окончания переходного процесса время заполнениясчетчика выработки сигнала "Остановидолжно выбираться больше периодаколебаний Т)переходного процессапроверяемой САУ. С другой стороны,для обеспечения функциональных воэможностей прототипа величина 1 з,жестко определяемая временем заполнения.соответствующего счетчика,должна быть больше максимального извозможных значений Т , заданного для прототипа класса САУ, Для большинства САУ число колебаний за время переходного процесса находитсян пределах от 2-4, что определяет величину Т и.соответственно величинунепроизводительных затрат прототипан пределах 50-25 от максимальнозго значения времени переходного процесса.10 15 25 Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство измерения времени переходного процесса, содержащеедва пороговых блока, два логическихэлемента И-НЕ, измеритель временныхинтервалов с раздельными входами"Старт", "Стоп", два счетчика, первый из которых служит для формирования признака .окончания переходногопроцесса и выработки сигнала "Останов", а второй - для задержки запуска измерителя временных интервалов на время, равное времени заполнения первого счетчика, генераторстабильной частоты, блок управлениягенератор стимулирующих сигналов,вход и выход устройства и соответствующие связи между ними Г 33.Недостатком известного устройстваявляется низкое быстродействие вследствие непроизводительных временных за-трат при определении времени, переходного процесса, обусловленных предварительной задержкой запуска измерителявременных интервалов на время С равЭное времени заполнения счетчика выработки сигнала "Останов",Быстродействие устройств, равноесреднему времени пронеоки, определяется выражениемодгде Т, - время обработки 1-ой реалиэациичисло реализаций,В известном устройстве значение Т;равно гПП 1 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для контролядинамических параметров различныхобъектов регулирования при построении информационно-измерительныхсистем,Известно устройство для контролядлительности переходных процессов,включающее формирователи импульсовизмеряемой и эталонных частот, реверсинный счетчик, блок сравненияС 1 З.Однако это устройство характеризуется невысокой точностью контроля,обусловленной двойным преобразованием кода, полученного на счетчике,н аналоговую величину.Известно устройство визуальногоконтроля переходного процесса,содержащее генератор стимулирующих сигналон и схему сравнения 23.Недостатком данного устройстваявляется то, что, позволяя осуществлять только визуальный контрольпереходного процесса,.оно исключает возможность антоматиэации измерений и обеспечинает невысокую достоверность контроля. Кроме того, при проверке САУ, имеющих амплитуду автоколебаний или величину статической ошибки больше размерности зоны ошибки случаев типичных при настройке и поиске неисправности ), в известном устройстве не проиэнодится выработка признака "Останов" соответствующим счетчиком и происходит зацикливание в работе устройства, требующее внешнего вмешательства. Это резко увеличивает непроизводительные затраты времени С , снижает быстродействие устройства и приводит к отсутствию оценки проверяемой САУ.Цель изобретения - повышение быстродействия устройстна.Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля времени переходного процесса, содержащее первый и второй пороговые блоки, входы которых соединены с входом устройства, а выходы - с соответствующими входами элемента И-НЕ, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу генератора стабильной частоты, а устаноночный вход - к первому выходу блока управления, второй выход которого является первым выходом устройства, а первый и второй входы блока управления соединены соответственно с выходом генератора стимулирующих сигналов и входом запускаустройства, введены блок сравненияи регистр, управляющий вход которогоподключен к выходу элемента И-НЕ,информационный вход - к выходусчетчика, а выход подсоединен с первому информационному входу блокасравнения. второй информационныйвход которого является задающимвходом устройства, а управляющий входподключен к третьему выходу блокауправления, третий вход которого соединен с входом останова устройства.На чертеже приведена структурнаясхема устройства для контроля времени переходного процесса.Устройство содержит пороговые бло ки 1 и 2, логический элемент И-НЕ 3,регистр 4, задающий вход 5 устройства для задания допустимого временипереходного процесса, блок сравненияб, генератор стабильной частоты 7, р 0счетчик текущего времени 8, блокуправления 9, выход 10 устройства,подключаемый к входу контролируемойсистемы, входы 11 и 12 устройствадля задания соответственно сигналов",Останов" и "Пуск", генератор стимулирующих сигналов 13, вход 14 устройства, подключаемый к выходу контролируемой системы,При этом пороговые блоки 1 и 2служат для Формирования "1" на своих выходах, если текущее значениевыходного сигнала контролируемойсистемы больше первого и меньше второго порогового уровней соответственно, причем второй пороговый уровень по модулю больше первого порогового уровня, При невыполнении вышеуказанного условия (условий) насоответствующем выходе (выходах 1 блоков сравнения появится "0", 40На выходе логического элементаИ-НЕ 3 будет "0", если выходной сигнал контролируемой системы большепервого и меньше второго пороговыхуровней, т.е. находится в зоне ошибки трубки), иначе на выходе элемента И-НЕ будет "1". Регистр 4 предназначен для хранения кода текущегозначения времени с момента подачисигнала "Пуск" на вход 12 устройства 50до момента последнего вхождения текущего значения выходного сигналаконтролируемой системы в трубку.Блок сравнения б производит сравнение по разрешающему сигналу, поступающему на его управляющий вход с выхода блока управления 9 измеренногозначения времени переходного процесса (11, хранимого в регистре 4, сдопустимым значением времени переходного процесса Н ) задаваеьим с входа 5 устройства, й Формирует признак превышения при выполнении условияип оп65 Генератор 7 и счетчик 8 Формиру- ют код текущего значения времени с момента снятия сигнала обнуления с установочного входа счетчика. Блок.9 при поступлении на вход запуска 12 устройства сигнала "Пуск" производит, подключение стимулирующего сигнала с генератора стимулирующихсигналов 13 на выход 10 устройства и далее на вход контролируемой системы. По сигналу "Останов", поступающему на вход 11 устройства, блокуправления 9 вырабатывает разрешающий сигнал на управляющий вход блока сравнения 6, блокирует выдачу стимулирующего сигнала от генератора стимулирующих сигналов 13 на выход 10 устройства, и затем формируетсигнал обнуления на установочный вход счетчика 8.В устройстве для контроля времени переходного процесса интервал измерения времени переходного процесса контролируемой системы ограничивается временем 1 выбираемым в соответсивии с требованием кднтролируемойсистемы. При необходимости переходного процесса за интервал измеренияФ последний принимает значениепфиУстройство работает следующим образом.К началу каждого цикла контроля на задающий вход 5 устройства подается значение допустимого времени переходного процесса 1с выходав доп блока управления 9 сигйал обнуленияпоступает на установочный вход счетчика 8, сбрасывая его в нуль, вход14 и выход 10 устройства подключенысоответственно к выходу и входу контролируемой системы. Затем на вход 12 устройства подается сигнал "Пуск",по которому блок управления 9 подключает стимулирующий сигнал навход контролируемой системы к одновременно снимает сигнал обнуленияс установочного входа счетчика 8,после чего начинается его заполнениеПри значении выходного сигналаконтролируемой системы не в зонетрубки содержимое счетчика 8, явля-.ющегося значением текугего временис момента поступления сигнала "Пуск"и подачи стимулирующего сигнала на вход контролируемой системы, переписывается в регистр 4. При поступлении на вход 11 устройства сигнала фОстанов", через интервал измерения Фи с момента подачи сигнала "Пуск" и блок управления 9 блокирует выдачу стимулирующего сигнала и одновременно вырабатывает синхронизируюший сигнал на вход блока сравнения б. Последний производит сравнение измеренного значения времени1097973 Составитель .В.ИвановТехред Л.Мартяшова Корректор О Тигор Редактор В,ковтун Заказ 420 б/39 Тираж 842 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 переходного процессас допусти мым 1, . вырабатывая сигнал превышения при выполнении условия превышения, затем блок управления 9 вырабатывает сигнал обнуления на вход счетчика 8, сбрасывая его в нуль,В предлагаемом устройстве за счет исключения измерителя временных интервалов и счетчика, введения регистра и соответствующих связей время 10 обработки Т; определяется интервалом между моментами поступления сигналов "Пуск"и"Останов", задается в соответствии с требованиями проверяемой САУ и может быть равно допусти мому времени ее переходного процесса , , что исключает непроизводительййе потери времени, возможность зацикливания в работе устройства и обеспечивает более высокое по сравнению с прототипом быстродействие.Применение предлагаемого устройства в системах, работающих в реальном масштабе времени (АСУ технологических процессов и т,д.1, позволяет по сравнению с прототипом повысить коэффициент готовности этих систем и уменьшить расход их ресурса при контроле на 25-50 за счет сокращения времени контроля Т,. и среднего времени контроля соответственно.