Функціональна структура процедури перетворення аналогового сигналу напруги в логіко-динамічному процесі контролю амплітуди та частоти

Реферат: Функціональна структура процедури перетворення аналогового сигналу напруги в логікодинамічному процесі контролю амплітуди та частоти включає функціональну структуру трансформатора f1(  U A Ф  U Aм )  U A (0 )  f1(  U A Ф  U A )   U A для перетворення аналогового сигналу енергетичного аргументу напруги  U A (  0 ) до  аналогового сигналу зменшеної амплітуди  U A , функціональну структуру мікроконтролера f1(MK ) з селекторним каналом f1(Mux ) та функціональною структурою аналого-цифрового перетворювача f1( AЦЦ ) у відповідності до аналітичного виразу вигляду: , де () та () - функціональні аналоговий та цифровий зв'язки відповідних функціональних структур, для формування інформаційного аналогового сигналу амплітуди [U j ](  UA ) та частоти [U j ]( 0 ) енергетичного аргументу  U A (  0 ) . Додатково введені функціональна логічна структура f1(&) , функціональні структури дільника напруги та f2 (R1 / R 2 ) f3 (R1 / R 2 ) , f1(R1 / R 2 ) , диференціююча функціональна структура f1(C1R3 )d / dn , функціональна структура суматора f1() , функціональні структури стабілітрона функціональна структура модуля напруги max f1   U A   Ucм та max f2  U A , f1 U A . При цьому функціональні зв'язки функціональних структур виконано у відповідності до математичної моделі вигляду: UA 82750 U (12) UA 82750 U , де - функціональна логічна структура f1(&) . UA 82750 U 5 10 15 20 25 Корисна модель належить до електроенергетики, зокрема до функціональних структур пристроїв, що забезпечують вимірювання сплесків та провалів амплітудного значення та частоти напруги синхронного генератора, що виникають при відключенні або підключенні до нього навантаження. Відомий спосіб підрахунку сплесків та провалів напруги, тривалість перевищення якими різних рівнів аналізу більше заданих критичних значень, який реалізується за допомогою пристрою (Єрмаков В.Ф. Патент RU № 2183049 "Счетчик критических выбросов и провалов напряжения и суммарного времени отказов электрооборудования" від 17.05.2000), що містить перетворювач змінної напруги в постійну, блок віднімання, джерело опорних напруг, інвертор, генератор прямокутних імпульсів, компаратори та одновібратори. Недоліками пристрою є відсутність можливості вимірювання числового значення величини сплеску або провалу напруги та відсутність можливості вимірювання числового значення сплеску або провалу частоти. Найбільш близьким до способу, який реалізований в функціональній структурі, яка заявляється, по технічній суті і результату, що досягається, і вибраним як прототип є спосіб, який реалізується за допомогою пристрою вимірювання коливань напруги (Ахалкаци В. Г. Детектор колебаний напряжения / В.Г. Ахалкаци, К.О. Церетели, Н.П. Блеткин // Сообщение АН ГССР. Электромеханика.-1971. - Т. 64, № 2. - С. 393-396), що містить вхідний перетворювач змінної напруги в постійну, до виходу якого підключений осцилограф. Недоліками прототипу є відсутність можливості вимірювання числового значення величини сплеску або провалу амплітуди та частоти напруги, що може бути представлене у цифровому вигляді. Корисною моделлю поставлена задача розробки способу перетворення аналогового сигналу напруги в логіко-динамічному процесі контролю амплітуди та частоти. Вирішується поставлена задача тим, що функціональна структура процедури перетворення аналогового сигналу напруги в логіко-динамічному процесі контролю амплітуди та частоти, яка включає функціональну структуру трансформатора f1(  U A Ф U Aм )  U A (0 )  f1(  U A Ф U A )   U A для перетворення аналогового сигналу енергетичного аргументу напруги  U A (0 ) до 30 аналогового сигналу зменшеної амплітуди  U A , функціональну структуру мікроконтролера f1(MK ) з селекторним каналом f1(Mux ) та функціональною структурою аналого-цифрового перетворювача f1( AЦЦ ) у відповідності до аналітичного виразу вигляду: , де () та () - функціональні аналоговий та цифровий зв'язки відповідних функціональних структур; для формування інформаційного аналогового сигналу амплітуди [U j ](  UA ) та частоти 35 [U j ]( 0 ) енергетичного аргументу  U A (0 ) , згідно з корисною моделлю, введені функціональна логічна структура f1(&) , функціональні структури дільника напруги f1(R1 / R2 ) , та f2 (R1 / R2 ) f3 (R1 / R2 ) , диференціююча функціональна структура f1(C1R3 )d / dn , функціональна структура суматора функціональні структури стабілітрона f1() , 40 f1  U A   Uсм max max та f 2   U A , функціональна структура модуля напруги f1 U A , при цьому функціональні зв'язки функціональних структур виконано у відповідності до математичної моделі вигляду: 1 UA 82750 U . Процедура перетворення аналогового сигналу напруги для контролю частоти та напруги реалізується наступним чином: перетворення аналогового сигналу напруги в логікодинамічному процесі контролю амплітуди та частоти, в якому за допомогою функціональної 5 структури трансформатора f1(  U A Ф  U Aм )  U A (0 )  f1(  U A Ф  U A )   U A виконують перетворення аналогового сигналу енергетичного аргументу напруги  U A (0 ) до аналогового сигналу напруги зменшеної амплітуди  U A , який за допомогою функціональної структури селектора каналу f1(Mux ) мікроконтролера f1(МК ) здійснює подачу аналогового 10 сигналу до функціональної структури аналого-цифрового відповідності до аналітичного виразу вигляду: перетворювача f1( АЦП) у , де () та () - функціональні аналоговий та цифровий зв'язки відповідних функціональних структур; для формування інформаційного аналогового сигналу амплітуди [U j ](  UA ) та частоти 15 [U j ]( 0 ) енергетичного аргументу  U A (0 ) , при цьому після формування аналогового сигналу напруги зменшеної амплітуди  U A у відповідності до аналітичного виразу вигляду: за допомогою функціональної логічної структури f1(&) та вхідного аргументу перемикання 20 u0 / 1 вхідний аргумент аналогового сигналу  U A подають або на першу функціональну структуру дільника напруги f1(R1 / R2 ) для формування аргументу напруги  U A , або на функціональну структуру модулю напруги f1 U A для формування аргументу напруги  U A , при цьому у відповідності до аналітичного виразу вигляду: , 25 де активований аргумент  U A подають до диференціальної функціональної структури для уникнення підмагнічування трансформатора через протікання по вторинній f1(C1R3 )d / dn обмотці постійного струму, потім за допомогою функціональної структури суматора f1() виконують зсув активованого аргументу  30  U A на величину вхідного аргументу додатної напруги Uсм суматора f1() , після чого за допомогою першої функціональної структури стабілітрона f1  U A   Uсм max виключають можливість 2 перевищення аргументом максимально UA 82750 U max   припустимої величини   U  . Потім за допомогою функціональної структури операційного     підсилювача f1(OУ ) та другої функціональної структури дільника f2 (R1 / R2 ) активують max      МК , який подають до першого U A   Uсм     функціонального зв'язку функціональної структури мультиплексора f1(Mux ) функціональної структури мікроконтролера f1(MK ) , в якому за попередньо заданою процедурою перетворення результуючий 5 аргумент напруги формують структуру інформаційних аналогових сигналів [U j ](  UA ) , що відповідають величині амплітуди енергетичного аргументу  U A (0 ) , а після активації аргументу напруги ( UA ) у відповідності до аналітичного виразу вигляду: за допомогою третьої функціональної логічної структури дільника f3 (R1 / R2 ) формують 10 аргумент аналогового сигналу (   U A ) , який подають до другої функціональної структури max 15 стабілітрона f 2   U A для виключення можливості перевищення аргументом максимально припустимої величини, який потім подають до другого функціонального зв'язку функціональної структури мультиплексора f1(Mux ) функціональної структури мікроконтролера f1(MK ) , в якому також за попередньо заданою процедурою перетворення формують структуру інформаційних аналогових сигналів [U j )(0 ) , які відповідають величині частоти енергетичного аргументу  20 U A (0 ) . Використання запропонованого технічного рішення дозволить вимірювати величини сплесків та провалів амплітуди й частоти напруги, що дає можливість використовувати отримані значення в системі упереджуючого керування дизель-генераторним агрегатом та зменшити величини провалів та сплесків амплітуди й частоти напруги на 30 %. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Функціональна структура процедури перетворення аналогового сигналу напруги в логікодинамічному процесі контролю амплітуди та частоти, яка включає функціональну структуру трансформатора f1(  U A Ф  U Aм )  U A (0 )  f1(  U A Ф  U A )   U A для перетворення аналогового сигналу енергетичного аргументу напруги 30  U A (0 ) до  аналогового сигналу зменшеної амплітуди  U A , функціональну структуру мікроконтролера f1(MK ) з селекторним каналом f1(Mux ) та функціональною структурою аналого-цифрового перетворювача f1( AЦЦ ) у відповідності до аналітичного виразу вигляду: 35 , де () та () - функціональні аналоговий та цифровий зв'язки відповідних функціональних структур, для формування інформаційного аналогового сигналу амплітуди [U j ](  UA ) та частоти [U j ]( 0 ) енергетичного аргументу  U A (  0 ) , яка відрізняється тим, що введені функціональна логічна 3 UA 82750 U структура f1(&) , функціональні структури дільника напруги f1(R1 / R 2 ) , f2 (R1 / R 2 ) та f3 (R1 / R 2 ) , диференціююча функціональна структура f1(C1R3 )d / dn , функціональна структура суматора f1() , функціональні структури стабілітрона f1  U A   Ucм max та f 2  UA max , функціональна структура модуля напруги f1 U A , при цьому функціональні зв'язки функціональних структур 5 виконано у відповідності до математичної моделі вигляду: , де - функціональна логічна структура f1(&) . Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4