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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 316

Скачиваний: 1

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

316 ПОСТРОЕНИЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Х УСТРОЙСТВ [ГЛ. I V

вариантов имеем соответственно

z m a x / z m i n = А" ^> A, z m a x / z m l n = ^ »

где А ] > 1.

Узел, расход через который управляется z, реализу­ ется также по схеме рис. 12.15, в при поочередном подсое­ динении выходной линии к сопротивлениям с положи­

тельным и отрицательным

давлениями

на

входах; z в

этом

случае

представляет

собой

дискретный

сигнал с

переменной

скважностью

у,

величина

кото­

рой

определяет

величину и знак

среднего тока г2 .

 

 

 

Разные знаки гг и г2

могут

обеспечиваться также

посредством

инвертирования

одного из

токов,

„„ если их знаки оказываются оди-

Рпс. 12.16. Простейшая

 

 

 

структура

с глубокой отри-

НЭКОВЫМИ.

 

ц а т е л ь н о ^ о ^ т н о ^ связью

 

Рассмотрим структуры,

клас­

 

 

 

сифицируя их по типу обратной

 

 

 

связи.

 

О б р а т н а я

с в я з ь

п о ч а с т о т е . Поскольку

управлять проводимостью

пульсирующего сопротивления

можно

как частотой,

так и емкостью, возможны соответ­

ственно

два вида

схем. При применении глубокой

отри­

цательной обратной связи по частоте [147] не нужны дополнительные преобразователи на каждое сопротивле­ ние, как это требуется для управления электрическими или пневматическими непрерывными сопротивлениями. Кро­ ме аппаратурного упрощения это приводит и к повышению точности, поскольку частота передается и воспринима­

ется

без

погрешности.

 

 

 

Схема

с глубокой

отрицательной

обратной

связью

по частоте приведена на рис. 12.16; она

строится на

усили­

теле,

входами которого

являются давления, а выходом —

дискретный сигнал, модулированный по частоте. Этот уси­ литель может быть реализован, например, на основе уси­ лителя с выходом проводимость или давление, на выходе которого установлен преобразователь проводимости (дав­ ления) в частоту, к характеристике которого предъяв­ ляется только требование монотонности в рабочем диапа­ зоне параметров.

 

ОСЙОВНЫЕ СТРУКТУРЫ

317

Частота

изменяется

таким образом, чтобы

давление

в узле 2

стремилось

к давлению р 3 :

 

Это равенство может быть выполнено только в том случае, когда сумма токов, стекающихся к узлу 2 с давлением р3, поддерживается равной нулю. Поскольку частота — величина положительная, то необходимым условием ра­

ботоспособности

является

обеспечение

разных

знаков

Pi — р3

 

и р 2 — р 3

, или

неравенство

рг

§

р 3

§ р 2 .

 

Из

уравнений

для

узла

2

и

усилителя

имеем * ) :

 

(р{ ~

Pi)

УгП + (Pi

~

 

Vrft

=

0,

h =

-

K Y

(po,

-

po),

откуда

получаем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f1

/ - 0

„0\

IT

itr

i

. ir

J \.-^

 

 

 

 

При

Ку

oo

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

Vi

 

Рз-Pi

 

 

 

 

(12.49)

 

 

 

 

 

h

 

vi

 

po_po

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из

 

полученного

уравнения

 

следует,

что

частота

/ 2

должна изменяться во столько же раз, во сколько изме­ няется отношение входных давлений (pj — р?):(р" — р 2 ) . Поскольку минимальное значение частоты / 2 ограничи­ вается требованиями к быстродействию схемы, а макси­ мальное — возможностями аппаратуры, то схемой на­ кладывается ограничение на диапазон изменения отно­ шения давлений

Р1-Р°Л

.(Р°г-Р°Л

f

(12.50)

Р1 — Р°З/ max

 

р™*- = А.

V Р\ ~ Р°з I min

'2. min

 

; 2 . min

 

В целях расширения рабочего

диапазона

давлений

при заданном диапазоне изменения

частот (или сужения

требуемого диапазона частот для

заданного

диапазона

давлений) может применяться ряд

приемов.

Например,

") Уравнение усилителя записано для случая, когда р ' — р ' > 0 ; при этом с ростом р" — Рз частота падает.

318 ПОСТРОЕНИЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Х УСТРОЙСТВ [ГЛ. I V

на рис. 12.17 приведена схема с двухканальной частотной отрицательной обратной связью. Частоты fx и / 2 отраба­ тываются с помощью усилителя с выходом в виде прово­

димости а

и двух преобразователей

этой

проводимости

в частоту

с разными знаками dftlda.

Тогда

при одинако­

вых диапазонах изменения частоты

у обоих преобразо­

вателей

<[Ш

 

 

 

 

где

\Р2

Рз I max \ Pi

Рз I

 

 

4 =

=

m l n

m i n

 

Для получения схемы, работоспособной при любых

возможных

сочетаниях

входных давлений,

необходимо

 

 

 

 

 

 

снабдить ее узлом, автомати­

 

 

Рг

 

 

чески поддерживающим раз­

 

 

 

 

ные знаки токов. Этого мож­

 

 

 

 

 

 

но достичь за счет замены со-

 

 

 

у.А

>

i "

противления

на узел, знак

 

R,

 

 

 

 

расхода через который менял­

Р,

 

 

 

 

 

ся бы с прохождением часто­

 

 

 

 

 

 

ты через некоторый уровень,

 

 

 

 

 

 

в результате чего частота, от­

 

 

 

 

 

 

считанная

от этого уровня,

Рис.

12.17. Схема с

двухканаль­

становится

знакопеременной

ной

частотной

отрицательной

об­

величиной, либо за счет пода­

 

ратной связью.

 

 

 

 

 

 

 

 

чи на вход усилителя отрица­

 

 

 

 

 

 

ния одного из входов при сов­

падении знаков

р? — р°3

и р 2 — Рз.

 

 

 

Узел, знак расхода через который изменяется с про­

хождением

частоты через

некоторое значение / 0 , показан

на рис. 12.18, а. Он представляет собой два сопротивле­ ния, соединенных параллельно, на входы которых посту­ пают соответственно сигнал и его инверсия *) ( р 0 + + р° и р 0 — р°). Суммарный расход через этот узел равен

in =

p'Vzfz

p"Vih

kQ ( / 2 - / о ) = 4г/а°- с12-52)

 

АО

*) Возможна также подача инверсии, умноженной на некото­ рый постоянный коэффициент.

§ 12]

 

ОСНОВНЫЕ С Т Р У К Т У Р Ы

 

 

319

где /о =

-рг- Д — уровень

отсчета частоты

/ 2 ;

при Vx =

V2

fa — fi>

т - е.

частота Д является уровнем отсчета

/ 2 ;

— частота,

отсчитанная от

уровня / „ .

Заметим,

что

рассмотренный узел требует

применения

усилителя

для

образования

инверсии

сигнала.

 

 

 

а)

I

61

Рис. 12.18. Узел, расход через который изменяет свой знак при прохождении частоты через значение / 0 >0 . (а), и схема с его применением (б).

Из выражения (12.52) видно, что относительное изме­ нение расхода £Е пропорционально не абсолютной вели­ чине частоты / 2 , как это имеет место при одном пульсиру­ ющем сопротивлении, а отклонению ее от условного нуля / 0 .

Благодаря

этому

без ущерба

для

быстродействия

схемы в целом

можно

иметь £2 =

0 и,

следовательно,

отношение максимального к минимальному расходу в ка­ нале обратной связи не ограничено абсолютными значе­

ниями достижимых частот.

 

Схема

с

глубокой

отрицательной обратной

связью

по частоте, использующая этот узел, приведена

на рис.

12.18,6. Из

уравнения для узла 2 , приняв

Ps~p0

(так как

Ку

оо),

имеем:

 

 

 

U-U

„ М Л -

(12.53)

Схема

позволяет

изменить знак

передаточного

коэф­

фициента

за счет перемены

местами

входов или

частот

сопротивлений I i n

и R2i,

 

 

 

Смотрите также файлы