SU1354136A1 - Device for determining amplitude-frequency characteristics of power objects - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике измерений и служит дл  повьппени  точности получени  амплитудно-частотной характеристики в услови х действи  аддитивной помехи в виде измен ющейс  во времени посто нной составл ющей . Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства. Устройство содержит генератор 1 перестраиваемой частоты, коммутатор 3, аналого-цифровой преобразователь 4, сумматоры 5 и 6, цифровой делитель 7 кодов, индикатор 8 результата и частоты, блок 9 управлени , а также регистры 10 и 11, управл емый генератор 14, блок 15 задани  управлени  частотой, генератор 16 импульсов и счетчик 17. Введение регистров 20 и 21, цифровых блоков 18 и 19 и сумматора 22 исключает врем  измерени  посто нной составл ющей в нйчале посылки (паузы). 2 нл. § (ЛThe invention relates to a measurement technique and serves to increase the accuracy of the amplitude-frequency response under the conditions of additive interference in the form of a time-varying constant component. The purpose of the invention is to increase the speed of the device. The device contains a tunable frequency generator 1, a switch 3, an analog-to-digital converter 4, adders 5 and 6, a digital divider 7 codes, a result and frequency indicator 8, a control block 9, and also registers 10 and 11, a controlled oscillator 14, block 15 frequency control tasks, a pulse generator 16 and a counter 17. The introduction of registers 20 and 21, digital blocks 18 and 19 and adder 22 eliminates the measurement time of the DC component in the start of the parcel (pause). 2 nl. § (L

Description

1one

Изобретение относитс  к технике измерений и может быть использовано дл  определени  амплитудно-частотных характеристик электроэнергетических объектов.The invention relates to a measurement technique and can be used to determine the amplitude-frequency characteristics of electrical power facilities.

Цель изобретени  - повьшение точности получени  амплитудно-частотной характеристики в услови х действи  аддитивной помехи в виде измен ющейс  во времени посто нной составл ющей и повьщ1ение быстродействи  за счет исключени  времени измерени  посто нной составл ющей в начале посылки (11аузы) .The purpose of the invention is to increase the accuracy of the amplitude-frequency response under conditions of additive interference in the form of a time-varying constant component and increase in speed by eliminating the time of measurement of the constant component at the beginning of the parcel (11th session).

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг,2 - временна  диаграмма работы блока управлени .Figure 1 shows the block diagram of the device; Fig. 2 is a timing diagram of the operation of the control unit.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 перестраиваемой частоты, исследуемый четырехполюсник 2, коммутатор 3, аналого- цифровой преобразователь 4, первьш 5 и второй 6 сумматоры, цифровой делитель 7 кодов, индикатор 8 результата и частоты, а также блок 9 управлени , первый 10 и второй 11 регистры , первую 12 и вторую 13 клеммы дл  подключени  исследуемого четырехполюсника , управл емый генератор 14, блок 15 задани  управлени  частотой, генератор 16 импульсов, счетчик 17, цифровые блоки 18 и 19 сравнени , третий 20 и четвертый 21 регистры, сумматор 22, при этом выхода цифровых блоков 18 и 19 сравнени  соответственно через регистры 20 и 21 подключены к входам сумматора 22, выход которого подключен к входу регистра 10. Управл ющие входы блоков подключены к соответст вующим выходам блока 9 управлени .The device contains a tunable frequency generator 1 connected in series, a quadrupole 2 under study, a switch 3, an analog-to-digital converter 4, the first 5 and second 6 adders, a digital divider 7 codes, a result and frequency indicator 8, and a control 9, the first 10 and the second 11 registers, first 12 and second 13 terminals for connecting the studied quadrupole, controlled generator 14, frequency control setting unit 15, pulse generator 16, counter 17, digital blocks 18 and 19 of comparison, third third and fourth 21 registers The adder 22, while the outputs of the digital blocks 18 and 19 of the comparison, respectively, through the registers 20 and 21 are connected to the inputs of the adder 22, the output of which is connected to the input of the register 10. The control inputs of the blocks are connected to the corresponding outputs of the control block 9.

Генератор 1 перестраиваемой частоты содержит управл емый генератор 14 и блок 15 задани  управлени  частотой . )The tunable frequency generator 1 comprises a controlled oscillator 14 and a frequency control task unit 15. )

Управл емый генератор 14 формирует выходной сигнал U,, с линейно измен ющейс  частотой. Закон изменени  частоты сигнала U поступает с выхода 23 генератора 15 на вход генератора 14. Генератор 14 вьщает импульсные сигналы с частотой F, 2 на выходе 24 и частотой F 2 на вь ходе 25, где F| - частота сигнала в каждом периоде.The controlled oscillator 14 generates the output signal U ,, with a linearly varying frequency. The law of change of the frequency of the signal U comes from the output 23 of the generator 15 to the input of the generator 14. The generator 14 produces pulsed signals with a frequency F, 2 at the output 24 and a frequency F 2 for 25, where F | - the frequency of the signal in each period.

Блок 9 управлени  представл ет собой счетчик с логическими элемен: Control block 9 is a counter with logical elements:

10ten

1515

35413623541362

тами на входе и дешифратором на выходе . Временные диаграммы работы блока 9 приведены на фиг,2. На вход блока 9 поступают сигналы с выхода генератора 14. Выходной сигнал Ug, исследуемого четырехполюсника содержит посто нную составл ющую ИпосгЭлектронный коммутатор 3 предназначен дл  подключени  на вход блока 4 входного и выходного сигналов. Сигнал управлени  коммутатором поступает с выхода 26 блока 9 управлени  (фиг. 2-г).tami at the entrance and the decoder at the output. The timing diagram of the operation of block 9 is shown in FIG. 2. The input of block 9 receives signals from the output of generator 14. The output signal Ug of the studied quadrupole contains a constant component of the IpElectronic switch 3 to be connected to the input of block 4 of input and output signals. The control signal of the switch comes from the output 26 of the control unit 9 (FIG. 2-d).

Аналого-цифровой преобразователь 4 осуществл ет преобразование поступающих на него мгновенных значений входного и выходного сигналов в циф- ровую форму. Команда на преобразование поступает с выхода 27 блока 9 управлени  (фиг.2В).A / D converter 4 converts the instantaneous values of the input and output signals to it into digital form. The conversion command is received from the output 27 of the control unit 9 (Fig. 2B).

Сумматор 5 предназначен дл  получени  суммы модулей мгновенных знапThe adder 5 is designed to obtain the sum of the modules of instantaneous values.

чений входного сигнала В ) / А ,-. /input signal B) / A, -. /

за первый период колебаний входногоfor the first period of input oscillation

сигнала и дл  получени  модулей мгновенных значений сигнала реакции четырехполюсника 2 путем вычитани  из 30 мгновенньтх значений выходного сигнала значени  посто нной составл ющей иsignal and to obtain the modules of the instantaneous values of the signal of the quadrupole 2 by subtracting from 30 instantaneous values of the output signal the values of the constant component and

2020

2525

до. . На вход сумматора поступает цифровой код с выхода аналого- цифрового преобразовател . Сигналbefore. . The adder's input receives a digital code from the output of an analog-to-digital converter. Signal

-;jg управлени  сумматором поступает с выхода 27 блока 9 управлени  (фиг.2В). Цифровой блок 18 сравнени  кодов осуществл ет сравнение поступающих с выхода аналого-цифрового преобра40 зовател  мгновенных значений выходного сигнала со значением кода, хран щегос  в регистре 20, и предназначена дл  выделени  максимального за период значени  выходного сигнала.-; jg control of the adder comes from the output 27 of the control unit 9 (Fig. 2B). Digital code comparison unit 18 compares the instantaneous output signal values output from the A / D converter with the code value stored in register 20 and is intended to highlight the maximum value of the output signal over a period.

45 Если в результате сравнени  значение поступившего из аналого-цифрового преобразовател  кода больще значени , хран щегос  в регистре 20, то это значение записьшаетс  в регистр45 If, as a result of the comparison, the value of the code received from the analog-digital converter is greater than the value stored in register 20, then this value is written to the register

50 20, если меньше - то перезапись на осуществл етс .50 20, if less, then rewriting is performed.

Цифровой блок 19 сравнений кодов осуществл ет аналогичное сравнениеDigital block 19 of code comparisons makes a similar comparison.

5555

с значением кода, хран щегос  в регистре 21 дл  вьщелени  минимального за период значени  выходного сигнала. Если в результате сравнени  значение поступившего из аналого-цифровогоwith a code value stored in register 21 to select the minimum for the period value of the output signal. If, as a result of the comparison, the value of the input from the analog-digital

3131

преобразовател  кода меньше значени  хран п1егос  в регистре 21, то это значение переписываетс  в регистр 21 если больше - то перезапись не осуществл етс .If the code converter is less than the value stored in register 21, then this value is rewritten into register 21; if it is greater, overwriting is not performed.

Команды на сравнение и перезапись поступают с выкода 27 с блока 9 управлени  (фиг.2 ). В конце каждого периода регистры 20 и 21 устанавли- ваютс  в О командой с выхода 28 блока управлени  (фиг,26).Commands for comparison and rewriting come from code 27 from control block 9 (Fig. 2). At the end of each period, registers 20 and 21 are set in O by a command from the output 28 of the control unit (FIG. 26).

Сумматор 22 предназначен дл  получени  полуразности максимального и минимального значений выходного сигнала. На вход 29 сумматора 22 из регистра 20 поступает максимальное за период значение выходного сигнала , а на вход 30 из регистра 21 - минимальное за период значение, Де- ление на два осуществл етс  сдвигом значени  регистра на один разр д вправо,The adder 22 is designed to obtain the half-difference of the maximum and minimum values of the output signal. The input 29 of the adder 22 from register 20 receives the maximum for the period value of the output signal, and the input 30 from register 21 is the minimum value for the period, the division by two is performed by shifting the register value by one bit to the right,

В регистре 10 хранитс  значение посто нной составл ющей. Запись это- го значени  осуществл етс  с выхода сумматора 22 в конце каждого периодаRegister 10 stores the value of the constant component. This value is recorded from the output of the adder 22 at the end of each period.

Значение UU value

постfast

с выхода регистра 10from register 10

в дополнительном коде поступает на вход 31 сумматора 5, Команда записи поступает с выхода 28 блока 9 управлени  (фиг.2 ) в конце каждого периода .in the additional code is fed to the input 31 of the adder 5, the write command comes from the output 28 of the control block 9 (Fig. 2) at the end of each period.

В регистре 11 хранитс  значение В, которое записываетс  в регистр 11 с выхода сумматора 6 в конце первого периода, по команде, поступающей с выхода 32 блока 9 управлени  (фиг. 2(j) ,The register 11 stores the value B, which is written to the register 11 from the output of the adder 6 at the end of the first period, by a command coming from the output 32 of the control block 9 (Fig. 2 (j),

Сумматор 6 предназначен дл  получени  суммы отсчетов модулей мгновен- The adder 6 is designed to obtain the sum of the samples of the modules instantaneously.

IлIl

ных значений сигнала реакции} /reaction signal} /

4 за период входного сигнала. Значени 4 for the period of the input signal. Values

поступают с выхода сумматора 5. Сигнал управлени  сумматором поступает с выхода 32 блока. 9 управлени  (фиг,2 &),come from the output of the adder 5. The control signal from the adder comes from the output of 32 blocks. 9 controls (FIG. 2 &),

Делитель 7 осуществл ет деление вThe divider 7 performs the division in

цифровом виде суммы У / пос- digital form of the amount of Y / P

тупающей с выхода сумматора 6 на значение В, поступающее с выхода регистра 11, Команда на деление поступает в конце каждого периода на вход 33 делител  7 с выхода 28 блока 9 управ- лени  (фиг.2 е ),stupid from the output of the adder 6 to the value B coming from the output of the register 11, the command to divide comes at the end of each period to the input 33 of the divider 7 from the output 28 of the control block 9 (FIG. 2 e),

Генератор 16 предназначен дл  генерировани  импульсов стабильной часЗоThe generator 16 is designed to generate pulses at a stable hour.

тоты. Счетчик 17 предназначег; дл  определени  частоты Б каждый период возмущающего сигнала. На разрешающий вход счетчика 17 поступает сигнал с выхода 24 генератора 14, равньй по длительности текущему периоду возмущающего сигнала. На счетный вход счетчика 17 поступают импульсы стабильной частоты с выхода генератора 16, В конце каждого периода возмущающего сигнала на выходе счетчика 17 образуетс  код N;, пропорциональный частоте этого периода. Счетчик устанавливаетс  в О Б конце каждого периода по команде с выхода 28 блока 9 управлени  (фиг,2е), котора  поступает на втравл ющий вход счетчика. В индикаторе результата и частоты хран тс  дискретные значени  ЛЧХ, поступающие в каждый период возмущающего сигнала с выхода делител  7, и дискретные значени  кода частоты, поступающие от счетчика 17, Команды на запись в индикатор 8 поступают каждый период с выхода 28 блока управлени  9 (фиг.2е). На выходе 34 индикатора 8 имеетс  последовательность значений АЧХ R; (бэ), а на выходе 35 - последовательность дискретных значений кода N;, пропорциональных частоте со; , соответствующих R; (со) .then you. Counter 17 is intended; to determine frequency B every period of the disturbing signal. At the permissive input of the counter 17 receives a signal from the output 24 of the generator 14, equal in duration to the current period of the disturbing signal. The counting input of the counter 17 receives pulses of a stable frequency from the output of the generator 16. At the end of each period of the disturbing signal, the output of the counter 17 forms the code N; proportional to the frequency of this period. The counter is set to O B the end of each period by a command from the output 28 of the control unit 9 (FIG. 2e), which goes to the counter input. In the result and frequency indicator, discrete LFC values are received during each period of the disturbing signal from the output of divider 7, and discrete values of the frequency code received from counter 17. Commands to write to indicator 8 are received each period from output 28 of the control unit 9 (FIG. .2e). At output 34 of indicator 8, there is a sequence of AFC values R; (b), and at output 35 - a sequence of discrete values of the code N; proportional to the frequency of co; corresponding to R; (from)

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Посылка возмущающего сигнала с выхода генератора 1 поступает на исследуемый объект. В первый период возмущающего сигнала блок 9 управлени  через коммутатор 3 подключает на вход аналого-цифрового преобразовател  возмущающий сигнал дл  получени  константы В. По командам с выхода блока 9 управлени  (фиг.2В), аналого-цифровой преобразователь 64 раза за этот период через равные его доли осуществл ет измерение и преобразование в цифровую форму мгновенных значений возмущающего сигнала А,-- , Значени  А,;; в цифровой форме поступают на вход сумматора 5, В сумматоре 5 заSending a disturbing signal from the output of the generator 1 enters the object under study. In the first period of the disturbing signal, the control unit 9 via the switch 3 connects the disturbing signal to the input of the analog-digital converter to obtain the constant B. On commands from the output of the control unit 9 (Fig. 2B), the analog-digital converter 64 times during this period at equal times The beats measure and digitize the instantaneous values of the perturbing signal A, -, A, ;; digitally received at the input of the adder 5, In the adder 5 for

6 период образуетс  сумма В) /А,; /.6 period is the sum of B) / A ,; /.

значение которой поступает на входthe value of which is fed to the input

регистра 11 и хранитс  там до конца посылки.register 11 and is stored there until the end of the parcel.

Далее блок 9 управлени  пропускает п ть периодов входного сигнала и подключает до конца посыпки наNext, control block 9 passes five periods of the input signal and connects to the end of the dressing on

вход аналого-цифрового преобразовател  через коммутатор 3 выходной сигнал исследуемого объекта,the input of the analog-digital converter through the switch 3 is the output signal of the object under study,

Далее в каждом i-м периоде входного сигнала аналого-цифровой преобразователь по командам с выхода блока 9 управлени  (фиг.2е) через 1/64 этого периода осуществл ет измерение и преобразование в цифровую форму мгновенных значений выходного сигнала . Значени  A,2lj в цифровойThen, in each i-th period of the input signal, the analog-to-digital converter, according to commands from the output of control unit 9 (Fig. 2e), measures 1/64 of this period and digitizes the instantaneous values of the output signal. Values A, 2lj to digital

форме поступают на первые входы цифровых схем 18 и 19 сравнени  кодов. На вторые входы блоков 18 и 19 поступают значени  кодов, хран щиес  в регистрах 20 и 21. С помощью блоков 18 вьщел етс  максимальное за этот период г, блоков 19 - минимальное , . Максимальное и минимальное значени  поступают в сумматор 22, где определ етс  значение за этот период, равноеthe form is fed to the first inputs of the digital circuits 18 and 19 comparison codes. The second inputs of blocks 18 and 19 receive the values of the codes stored in registers 20 and 21. Using blocks 18, the maximum for this period r is given, blocks 19 are the minimum,. The maximum and minimum values go to adder 22, where the value over this period is determined to be

Т1 - i. - i -. -nDcт о T1 - i. - i -. -nDct about

Это значение поступает в регистр 10 и используетс  дл  вычислени  мгновенных значений сигнала реакции A -ziMj A,;.,j - Unocr.i в следующем i.+ 1-м периоде. В шестом периоде возмущающего сигнала вычисл етс  только значение Uppf.,., а значение R; не вычисл етс . Начина  с седьмого периода , на первый вход сумматора 5 поступают дискретные значени  выходного сигнала А ,2м з. на второй вход - значение Unocr; в дополнительном коде . С выхода сумматора 5 модуль разности - Аг; поступает на вход сумматора 6. В сумматоре 6 за каждый период входного сигналаThis value goes to register 10 and is used to calculate the instantaneous values of the reaction signal A -ziMj A,;., J-Unocr.i in the next i. + 1st period. In the sixth period of the perturbation signal, only the value Uppf.,. Is calculated, and the value R; not calculated. Starting from the seventh period, the first input of the adder 5 receives discrete values of the output signal A, 2 m. the second input is the value Unocr; in the additional code. From the output of the adder 5 module difference - Ar; is fed to the input of the adder 6. In the adder 6 for each period of the input signal

6464

образуетс  суммаamount is formed

2121

значение которой в конце периода поступает на первый вход делител  7. На второй вход делител  7 поступает значение В из регистра I1. На выходе делител  7 в каждый период получаетс  дискретное значение амплитудно-частотной характеристики R (to), которое поступает затем на первый вход индикатора В результата и частоты.the value of which at the end of the period enters the first input of the divider 7. The second input of the divider 7 receives the value B from the register I1. At the output of the divider 7, in each period, a discrete value of the amplitude-frequency characteristic R (to) is obtained, which is then fed to the first input of the result indicator B and frequency.

На второй вход индикатора 8 результата и частоты поступает с выхода счетчика 17 код NJ, пропорциональ- gg соединен со входом первого ре ный частоте текущего периода.To the second input of the result indicator 8 and the frequency comes from the output of counter 17, the NJ code, proportional to gg, is connected to the input of the first real frequency of the current period.

гистра,gistra,

35413663541366

В конце посьшки в регистрах хранени  индикатора В образуетс  п пар значений R;(и) и N амплитудно-частотной характеристики. Эти значени  можно использовать дл  визуального наблюдени  амплитудно-частотных характеристик с помощью двзгх цифро-аналоговых преобразователей и двухкоор- динатного графопостроител  или использовать дискретные значени  дл  расчетов на ЦВМ в задачах управлени  или идентификации.At the end of the register, in the indicator B storage registers, n pairs of R, (and) and N amplitude-frequency characteristic values are formed. These values can be used for visual observation of amplitude-frequency characteristics using two digital-to-analog converters and a two-coordinate plotter, or use discrete values for digital computer calculations in control or identification problems.

10ten

1515

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula 00 5five Устройство дл  определени  амплитудно-частотных характеристик энергетических объектов, содержащее последовательно соединенные генератор перестраиваемой частоты, клеммы дл  подключени  исследуемого четырехполюсника , коммутатор, аналого-циоЬро- вой преобразователь, первый и второй сумматоры, цифровой делитель кодов и индикатор результата и частоты, а также блок управлени , первый и второй регистры, генератор импульсов, выход которого через, счетчик подклю0 чен к второму входу индикатора результата и частоты, второй выход генератора перестраиваемой частоты подключен к второму входу счетчика, а третий - к входу блока управлени , выходы которого подключены к управл ющим входам соответствующих блоков , выход первого, сумматора через второй регистр подключен к второму входу цифрового делител  кодов, о т- личающеес  тем, что, с повьшюни  точности и быстродействи , в него введены два цифровых блока сравнени , третий и четвертый регистры и третий сумматор, причемA device for determining the amplitude-frequency characteristics of energy objects, containing a tunable frequency generator connected in series, terminals for connecting a quadrupole under investigation, a switch, an analog-to-digital converter, a first and second adder, a digital code divider and a result and frequency indicator, as well as a control unit , the first and second registers, the pulse generator, the output of which is through, the counter is connected to the second input of the result and frequency indicator, the second output is the generator and the tunable frequency is connected to the second input of the counter, and the third to the input of the control unit, whose outputs are connected to the control inputs of the respective blocks, the output of the first adder through the second register is connected to the second input of the digital code divider, with higher accuracy and speed, two numerical comparison blocks, the third and fourth registers and the third adder, are entered into it, and g первые входы цифровых блоков сравнени  соединены с выходом аналого-цифрового преобразовател , а вторые входы - соответственно с выходами третьего и четвертого регистров, выходы цифровых блоков сравнени  соединены с входами третьего и четвертого регистров , выходы этих регистров также соединены с первым и вторым входами третьего сумматора, выход которогоg the first inputs of the digital comparison units are connected to the output of the analog-digital converter, and the second inputs respectively with the outputs of the third and fourth registers, the outputs of the digital comparison units are connected to the inputs of the third and fourth registers, the outputs of these registers are also connected to the first and second inputs of the third adder whose output 5five 00 00 гистра,gistra, «" VV 44 4J44 4J Редактор А.ВороничEditor A.Voronich Составитель Н.МихалевCompiled by N.Mikhalev Техред А. Кравчук Корректор Л.ПатайTehred A. Kravchuk Proofreader L. Patay Заказ 5690/41 Тираж 730ПодписноеOrder 5690/41 Edition 730 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушскад наб., д.4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushskad nab., d.4 / 5 Производственно-полиграфическое предпри тие,г.Ужгород,ул.Проектна ,4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4