Метод, модели и устройство идентификации параметров датчиков в системах контроля и управления

• Автор: Петров, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Содержание
Введение
Способы и аппаратные средства параметрической идентификации многоэлементных двухполюсных цепей

Алгоритмы определения параметров двухполюсных цепей

Идентификация параметров датчиков на переходном процессе

Идентификация параметров в установившимся режиме

Обобщенная структурная схема системы контроля управления

Выводы

Разработка метода прямого преобразования

Применение обобщенных параметров для идентификации 11ЬС-цепи

Разработка метода прямого преобразования Н-параметров, основанного на дифференцировании сигналов
Выводы
Разработка математических моделей преобразования на реальной элементной базе
Разработка математических моделей прямого преобразования обобщенных параметров датчиков с применением дифференцирующих каскадов на операционных усилителях
Разработка математических моделей прямого преобразования обобщенных параметров датчиков с применением пассивных дифференциаторов выполненных на ЯС-звеньях
Выводы
Математические модели прямого преобразования для экстремальных случаев замещения

Разработка математической модели прямого преобразования параметров датчиков с применением операции
дифференцирования при наличии короткого замыкания в цепи между полюсами на постоянном токе через индуктивный элемент
Разработка математической модели прямого преобразования параметров датчиков с применением операции
дифференцирования при наличии разрыва в цепи между
полюсами на постоянном токе через емкостной элемент
Разработка математической модели прямого преобразования параметров датчиков с применением операции
дифференцирования при неинформативных параметрах
Выводы
Экспериментальное исследование преобразователей с дифференцированием сигналов
Экспериментальное исследование быстродействия
преобразования обобщенных параметров датчиков
Разработка структурной схемы устройства идентификации
параметров с применением операции дифференцирования
Сравнение характеристик разработанного устройства
преобразования параметров и существующих устройств
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Неотъемлемой частью современных систем контроля и управления являются устройства, позволяющие получать информацию о ходе того или иного процесса, его параметрах и внешних факторах. Эти данные чаще всего получают с помощью датчиков, которые, как правило, включаются в специальные входные цепи систем управления, представляющие собой определенные разновидности электрических цепей. В свою очередь, в большинстве случаев сами датчики представляют собой двухполюсную электрическую цепь с многоэлементной схемой замещения (МДП), параметры которой несут необходимую информацию о состоянии объекта.
Различные аспекты решения проблемы раздельного получения информации о параметрах элементов сложных двухполюсников нашли свое отражение в трудах научных коллективов, возглавляемых
В.Ю. Кнеллером, A.A. Кольцовым, K.JI. Куликовским, А.И. Мартяшиным, K.M. Соболевским, Г.И. Перед ельским, В.М. Шляндиным, Г.А. Штамбергером и др [1-5, 6-13].
На практике широко применяются системы контроля и управления объектами с быстроменяющимися параметрами, такие как системы контроля физических величин при проведении научных исследований, стенды для испытаний радиоэлектронной аппаратуры, механических изделий [14]. Для таких систем необходимо высокое быстродействие датчиков, обеспечивающее работу системы в режиме реального времени. Современная вычислительная техника обладает высокой скоростью обработки поступающей от датчиков информации, так что быстродействие системы контроля и управления

объекта измерения. В зависимости от схемы измерителя сигналы х(7) и _у(7) могут быть напряжениями и токами в различных сочетаниях.
Из выражения (2.1) видно, что если для возбуждения цепи использовать импульсный сигнал, имеющий форму степенной функции времени хт1п

(2.2)
где Xт - амплитуда импульса, п - целочисленный показатель степени *и - длительность, то принуждённая составляющая реакции у (?) состоит из импульсов вида степенной функции с показателями степени от л до 0 и амплитудными значениями Уп, Уп_ь ..., У0 соответственно
;;пр(0=
V" , УпХ

• + Уп

(2.3)
В самом деле, если системная функция измерительной цепи, соответствующая дифференциальному уравнению (2.1), имеет операторную форму
Р(р) =
Ь0 +Ь1р + Ь2р +..
а0+а1р + а2р +
то изображение реакции цепи на воздействие импульсным сигналом (2.2)
у(г)-х{р)Пр)-Х:Х*ь'р*Ь1р1:"
>ИР а0+ахр + а2р +
приводится к виду
е1р-
р а0 +а1р + а2р +..
(2.4)