Файл: Фудим Е.В. Пневматическая вычислительная техника. Теория устройств и элементов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 319

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

§ 12]

ОСНОВНЫЕ С Т Р У К Т У Р Ы

307

Для того чтобы в пневматической вычислительной тех­ нике воспользоваться этим ценным свойством схем с глу­ бокой отрицательной обратной связью, вся схема'"(или линии и камеры, ведущие к узлу 2 , если условные нули у звеньев разные) должна располагаться в корпусе, со­ общенном с источником условного нуля.

Возможно, естественно, использование этого преимуществатолько для части линий или камер, ведущих к уз­

лу 2 .

В

этом случае удобно в конструкции

элемента

(усилителя

или др.^предусмотреть камеру,

сообщенную

с «нулем»,

в которой окажется помещенным

сопротив­

ление, могущее стать меньше бесконечности

и

явиться

утечкой

(см., например, р и с ? 9 . 2 8 , на котором

показан

повторитель с уменьшенной утечкой из

входной ка­

меры) .

 

 

 

 

Нечувствительность к «утечкам в нуль» может быть использована и при конструировании усилителя для схем с глубокой отрицательной обратной связью — идеальная герметизация входной камеры, если она затруднительна или по каким-либо причинам невозможна, может не обес­ печиваться; необходимо только весь усилитель поместить в корпус с давлением р0 или предусмотреть камеру с дав­ лением ро аналогично рис. 9.28.

К трудностям, связанным с применением схем с глубо­ кой отрицательной обратной связью, следует отнести не­ обходимость устранения возможных автоколебаний вы­ ходного сигнала.

С т р у к т у р а с о б о и м и п е р е м е н н ы м и в х о д а м и у с и л и т е л я . Наряду с рассмотренными схемами со стабильным давлением р0 применяются схемы с переменным давлением на этом входе, поступающим от источника давления. Такие схемы будем относить к

структуре V'.

При наличии усилителя с достаточно малым потреб­ лением мощности из обеих входных линий возможно по­ строение схем с глубокой отрицательной обратной связью, в которых вход р 0 также формируется пассивной цепью (рис. 12.12, а). Эта структура (VI) обладает большими функциональными возможностями, однако ее параметры хуже, поскольку в общем случае усилитель имеет меньший коэффициент усиления и большую ошибку, чем усилитель, «пуль» которого стабилизируется источником давления,


308 ПОСТРОЕНИЕ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ [ГЛ. I V

и обе входные линии оказываются чувствительными к утечкам * ) .

Чтобы найти реализуемый схемой оператор, запишем уравнения] для давлений p S l и р^з в'"узлах 2 Х и , 2 а и

аг.

а, >

к.а.

Ро

й)

Рис. 12.12. Реализация операций по структуре V I с глубокой отрицательной обратной связью при формировании обоих входов усилителя пассивными це­ пями: а) при двух входных сигналах; б) при многих входных сигналах

усилителя:

a i ( # - ^ a ) + a , ( p ° - p ° E l ) = 0,

 

з

«з + о(4 '

 

(12.37)

 

 

 

 

р° = - Я у ( р ° Я 1 -

 

 

откуда определяем:

 

 

 

г

\Л з аа

аз + ой

аз * 1

(12.38)

 

 

 

L y 2

*) Нечувствительность к утечкам могла бы быть достигнута за счет помещения усилителя в корпус, в котором поддерживается дав­ ление, близкое к p s . Однако это требует установки дополнительно­ го усилителя в режиме повторителя давления р 2 > , что нецелесооб­ разно, поскольку реализуемый оператор может быть построен на двух усилителях с обычным режимом работы (с сообщением одной из входных линий с источником давления).


О С Н О В Н ЫЕ С Т Р У К Т У Р Ы

309

При Ку

—У- оо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a i •

• as

аз

 

(12.39)

 

 

 

 

3

+

а4

 

 

 

 

 

 

откуда видно, что класс реализуемых

операторов шире,

чем в схеме с р0

=

const.

 

рг1 и

т входами

 

Для

схемы

с

п

входами

p3j

(рис. 12.12, б) находим

при

KY

->-оо:

 

 

 

 

 

 

71

 

 

 

 

= - 2 ^ 1 + - ^

2 ^ - (12-4°)

4=1

2 S i J = 1

Как видно из полученного выражения, коэффициенты сум­

мирования

по каждому

входу р% зависят от коэффициен­

тов

на

других

входах,

что делает настройку

крайне за­

труднительной.

 

 

 

 

71

 

 

ТП

 

 

При

2

a

i i + аг—

2 а з ; алгебраическое

суммирова-

ние

 

i = i

 

j = i

 

реализуется без взаимовлияния коэффициентов:

 

 

 

 

n

m

 

 

 

 

 

i = l

;'=1

 

Выполнить указанное условие можно следующим об­ разом: после настройки в требуемом соотношении прово­

димостей

alt,

a3j и a 2

*) добавляют сопротивление с вхо­

дом р0

к тому из пассивных сумматоров, суммарная

про­

водимость

которого

меньше.

схема,

дополненная

ка­

На

рис.

12.13, а

приведена

налом

положительной

обратной

связи.

Используя в

си­

стеме (12.37) вместо второго уравнения приводимое ниже уравнение

о _

а з ^ +

у 0

ръъ

as + a 4 +

% '

71

*) Заметим попутно, что лучше иметь заведомо большее2 ац

7=1

так как при этом оказывается большей проводимость а 2 сопротив­ ления обратной связи, что улучшает динамику.



310

ПОСТРОЕНИЕ

П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Х

УСТРОЙСТВ

[ Г Л . ГУ

выводим

(при

К у

->-оо):

 

 

 

 

 

 

 

 

F

a-i ( а 3

+

Oj) —

сцаз ^2

а» ( а 3 +

а4) — cuas

^

 

'

Эта структура

 

(VII)

имеет

еще большие

функциональ­

ные возможности,

связанные

с

наличием

знака

«минус»

в

знаменателях

дробей.

 

 

 

 

 

 

 

 

При а 4

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о =

 

оз (ai + a a )

_

а, (a, + a,) .

( 1

2

4 1

 

 

 

 

 

азЭз — a i a 5 ^ s

 

а>аз —

a i a s " 1 '

^

'

'

При наличии п входных сигналов plt и т входных сигна­ лов p3j (рис. 12.13, б) реализуются зависимости * ) :

m

+2 «33

р° = - ——^Чг— 2а ^ +

a » S

« 3

j -

a 5 2

a i i 1 = 1

j'=i

 

 

i=i

 

+ —

У

 

i =

1 n

2

 

P5».

< 1 2 - 4 2 )

 

 

« = У

а з ; - а 5 2 « н

5 ' = 1 ? а

з з

 

 

 

 

j=i

 

i=i

 

i=i

 

 

= - ——^—s— 2

+

 

 

 

a * - 2

9 a i - a 6 S

 

1=1

 

 

 

 

 

a n ' =

 

 

 

 

 

 

 

 

i = l

 

 

 

 

 

 

m

m

 

 

 

«

 

 

 

 

« * 2

«Sj ( a s

+

2

«33

+

« 5 ( 2 a

i i +

a » I

 

 

r

 

 

Г 1

-

\

 

( 1 2 - 4 2 ' }

( * 2

« s ; -

«в

2

«ii

2

«а,- ( » « +

2

«з.;

3 = 1

 

3=1

 

 

i = l

3=1

 

3=1

 

 

 

Съем давления р\г

обычно требует установки

дополни­

тельного усилителя в режиме повторения; этот усили­ тель может быть использован также и для уменьшения утечек.

*) Лерпую из них можио получить, например, из уравнения (12.40), записанного для т + 1, где + 1)-м входом будет р и