[實用新型]閉環控制系統動態性能指標的測試裝置

有效

• 申請號: 201220611420.X
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN202929473U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 楊光輝;劉偉;丁杰
• 申請（專利權）人: 中國航空工業第六一八研究所
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術領域

本實用新型涉及自動控制領域，尤其涉及一種閉環控制系統動態性能指標的測試裝置。

背景技術

控制器的特性參數，究竟整定到多大合適，取決于具體被控對象的動態特性。控制器是為被控對象服務的，因此就應該根據被控對象的動態特性來確定控制器參數的整定位置，以求兩者很好配合，取得“最佳”控制效果。自動控制器之所以具有很大的通用性，關鍵就在于它可以通過改變其特性參數來適應各種不同的被控對象。

控制效果怎樣才算“最佳”。嚴格說來，由于各種具體生產過程要求不用，標準也不同，但在一般情況下可以根據在階躍擾動下的控制過程，即被控變量的變化情況來判定控制效果。對包含控制器的閉環控制系統的要求是穩定性、準確性和快速性，穩定性是首先的，在這個前提下，盡量滿足準確性和快速性的要求。

但是，目前大部分閉環控制系統動態性能指標的測試裝置不能在工程上實際應用，有的甚至不可能進行，就是能夠得到動態特性，也由于方法過于繁雜，需要轉臺等大型的儀器設備，計算工作量很大，實際應用非常不便。

實用新型內容

本實用新型的目的是：是提出一種閉環控制系統動態性能指標的測試裝置，可以在工程實際中確定閉環控制系統控制器的特性參數、驗證閉環控制系統的動態性能指標，使閉環系統的動態性能指標得到量化。

本實用新型的技術方案是：一種閉環控制系統動態性能指標的測試裝置，包括：頻率特性分析儀、示波器、數據采集器和等效匹配網絡，其中，頻率特性分析儀分別與示波器、數據采集器、等效匹配網絡電連接，等效匹配網絡與閉環控制系統內匹配網絡的輸出端電連接，頻率特性分析儀與閉環控制系統內匹配網絡的輸入端電連接；

頻率特性分析儀輸出激勵信號通過等效匹配網絡給閉環控制系統，示波器觀察所述輸出激勵信號；

閉環控制系統的響應信號發送給頻率特性分析儀進行分析，示波器觀察所述響應信號；

數據采集器采集頻率特性分析儀分析后的信號。

本實用新型的優點是：本實用新型是一種可以在工程實際中應用的測試閉環控制系統控制器的特性參數，驗證閉環控制系統的動態性能指標的裝置，其可以應用于各種閉環系統動態性能的指標測試，使閉環系統的動態性能指標得到量化。本發明借助較少儀器（不需要轉臺等）就可廣泛應用于工程實際中各種閉環系統動態性能的指標測試，利用創新性的整定標準，從而提高生產效率，適合于大批量的生產應用。

附圖說明

圖1為本實用新型閉環控制系統動態性能指標的測試裝置的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型閉環控制系統動態性能指標的測試裝置，包括：頻率特性分析儀1、示波器2、數據采集器3和等效匹配網絡4，其中，頻率特性分析儀1分別與示波器2、數據采集器3、等效匹配網絡4電連接，等效匹配網絡4與閉環控制系統內匹配網絡的輸出端電連接，頻率特性分析儀1與閉環控制系統內匹配網絡的輸入端電連接；

頻率特性分析儀1輸出激勵信號通過等效匹配網絡給閉環控制系統，示波器2觀察所述輸出激勵信號；

閉環控制系統的響應信號發送給頻率特性分析儀1進行分析，示波器2觀察所述響應信號；

數據采集器3采集頻率特性分析儀分析后的信號。

在采集到閉環控制系統的數據后，閉環控制系統動態性能整定流程具體操作步驟如下：

根據閉環系統實際要求的動態帶寬，選擇合適幅值、頻率的電信號擾動來模擬閉環系統的階躍輸入和頻域掃頻輸入；

在等效匹配網絡上輸入激勵信號，在閉環控制系統的匹配網絡處進行輸出響應測試，實現了“在同一點加信號，同一點測信號”；

對閉環系統施加電信號擾動后，對系統的動態響應進行時域和頻域的測量；

根據時域測量和頻域測量的結果，對閉環系統的動態性能指標根據帶寬和相頻寬組合進行整定。