320 ПОСТРОЕНИЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Х УСТРОЙСТВ [ГЛ. I V
При |
п входах |
р 1 |
г |
(рис. |
12.19), |
используя |
уравнение |
(12.52), |
имеем: |
|
|
|
|
„ |
|
|
Отсюда |
находим |
зависимость, |
реализуемую |
схемой по |
рис. 12.19: |
|
|
|
|
|
|
|
|
/ - ^ |
/ 2 |
|
= /° |
= |
2 |
p0uviihi |
(12.54) |
|
1 |
i=l |
|
Знак передаточных коэффициентов может быть изменен при перемене местами входов или частот сопротивлений
-Ри
-Ра
РО-Р! Ш
vpjjyv
Рис. 12.19. Многовходовая схема с уз лом со знакопеременным током.
Д 2 1 |
И ^ 2 2 - |
|
При применении усили |
теля со стремящимся к ну лю потреблением мощно сти на обоих входах рабо тоспособна схема с форми рованием уровня р 0 от пассивного сумматора (рис. 12.20). В этом случае
формирование |
сигналов |
р 3 + р\ и р 3 |
— р° требует |
двух дополнительных уси лителей, не показанных на рисунке.
Принимая, что входное давление, объем камеры и управляющая частота каждого сопротивления имеют одинаковый индекс (если индексы не указаны), имеем:
тv t
2Jvvhj
Подставляя |
3 |
= 1 |
в |
уравнение (12.54) в |
это значение |
р 3 |
качестве |
уровня |
отсчета давлений |
р ц , |
получаем для схемы |
по рис. |
12.20 |
|
|
|
|
2 ^ - 2 ^ ^ -m V i i / x i
3=1
2 V a i
12] |
|
ОСНОВНЫЕ СТРУКТУРЫ |
321 |
Если |
в |
схемах по рис. 12.19 и 12.20 удалить сопротивление |
J R 2 1 , |
то |
получаются |
многовходовые схемы, |
отвечающие |
структуре рис. 12.16. |
Их выходом является |
знакопосто |
янный сигнал / (вместо /°), и поэтому в этих схемах имеют
Рис. 12.20. Многовходовая схема по струк туре "VI с глубокой обратной связью по частоте.
место ограничения по |
знаку |
суммарного |
тока |
71 |
|
|
|
|
sgn (2 |
Puviihi] |
= — s S n P. |
|
Схема с введением инверсии входа в интервалы вре |
мени, когда одинаковы знаки р х — р0 |
и р 2 |
— р0, изобра |
жена на рис. 12.21 * ) . Знаки р? и р 2 |
определяются с по |
мощью усилителей в режиме элементов сравнения; если знаки одинаковы, то навыходе схемы «равнозначность»
появляется сигнал р ш |
= |
1 и р2 * = |
— р 2 ; если знаки раз |
ные, то рщ |
= |
0 и р2 * = |
р\. Подставляя значение р\ в урав |
нение |
(12.49), получаем |
при рз = |
р 0 : |
|
|
|
|
|
V, P°i |
|
|
Vi |
\Р!\ |
(12.55) |
|
/ |
i |
|
|
|
|
\р\\ |
|
|
|
|
7 2 |
|
|
|
|
у^— |
S g n p » S g n p O |
= |
|
|
Из |
этого |
выраженияPi |
легко усмотреть, |
что требования |
к частоте такие же, как и в схеме по рис. 12.16. Поэтому
Инвертор р° на схеме не показан.
322 |
ПОСТРОЕНИЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Х УСТРОЙСТВ |
[ГЛ. I V |
обратную |
связь здесь также целесообразно формировать |
по двум |
каналам. |
|
Если в рассмотренных структурах с обратной связью |
по частоте усилитель выполнен из последовательно |
соеди |
ненного усилителя давления и линейного преобразова теля р - > / давления в частоту, то с выхода усилителя давления может быть снят в ходной сигнал схемы в виде
> |
Рг*т |
Рл=ЧЩ |
> |
ь |
PiP/Р'Л |
|
\Ра |
.Pi* ч |
Pff-PlТРО |
|
- C Zb |
|
Ро+Р! |
|
|
>Р |
|
|
|
|
1л |
|
|
|
Рис. 12.21. Схема |
с глубокой отрицательной обратной связью по |
частоте с |
|
инвертированием входного давления. |
|
|
давления. В общем же случае при виде функции, реали зуемой преобразователем:
/ = F (р),
где / — частота на выходе преобразователя; р — выход усилителя давления, поступающий на вход преобразова теля, давление р на выходе'будет определяться обратной функцией F'1 от частоты /:
Р = F-i (/),
где F — известная функция входных параметров схемы. Определим вид зависимости давления р для некоторых из рассмотренных схем при линейных преобразователях
/ = / о + кр\.
Для схемы по структуре, иллюстрируемой рис. 12.16, подставляя значение / в выражение (12.49), находим:
§ 12j ОСНОВНЫЕ С Т Р У К Т У Р Ы 323
Для схем по структурам рис. 12.18, б и |
12.19, не |
имеющих ограничений |
по |
входам, аналогично |
выводим: |
|
|
P°2V™ |
V22 h-fo |
, |
(12.57) |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
р°Ми |
|
|
(12.58) |
|
|
Pi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
откуда при -ту- U = |
/о |
имеем соответственно |
|
К 22 |
|
|
|
|
|
|
Р |
0 |
= |
- |
|
|
(12.57') |
р° = |
- |
|
|
|
(12.58') |
Очевидно, что во всех рассмотренных структурах с глу бокой отрицательной обратной связью по частоте воз
|
можно применение более сложных |
|
|
|
|
пассивных |
цепей вместо |
пока |
|
HHEh |
|
|
занных пульсирующих |
сопротив |
|
-Рг |
|
лений. |
|
|
|
|
|
|
|
|
С т р у к т у р ы |
с |
. г л у |
Pi */ |
> |
|
|
б о к о й |
о т р и ц а т е л ь н о й |
|
|
|
|
|
о б р а т н о й |
с в я з ь ю |
п о |
|
|
|
|
о б ъ е м у |
к а м е р ы |
п у л ь |
Рис. 12.22. Простейшая схе |
|
с и р у ю щ е г о |
с о п р о т и в |
|
ма с глубокой отрицательной |
|
л е н и я . |
Как |
и структуры с об |
обратной связью по |
объему |
|
камеры пульсирующего соп |
|
ратной связью по частоте, данные |
|
ротивления. |
|
|
предназначены |
для |
выполнения |
|
|
|
нелинейных операций и некоторых линейных над сигна лами разных представлений.
Простейшая схема с обратной связью по объему ка меры приведена на рис. 12.22. Сопротивление обратной связи R2 имеет камеру с объемом V2, управляемым выход
ным давлением р |
усилителя. К зависимости V2 = V2 (р) |
предъявляется |
только |
требование |
монотонности |
324 |
ПОСТРОЕНИЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Х УСТРОЙСТВ |
[ГЛ . I V |
в рабочем диапазоне. В узле 2 i s = 0 , откуда |
получаем: |
Г ( й - Рз) = - |
- т^ - (Л - Рз), |
Л0 |
|
|
Уг |
/ l |
рз — P i |
V i |
/а |
ps — рз |
Ограничения, накладываемые на |
параметры, |
такого |
же характера, что и в схеме рис. 12.16 с обратной |
связью |
по частоте, поскольку объем, как и |
частота, не |
может |
с = н - у у #
Rzz
-ЦЕУ—Л-ifS
Po
Р, R,
Ни
6)
Рис. 12.23. Узел, расход через который изменяет ооОй знак при прохождении объема через значение V n > 0 (а), и схема с его применением (б).
изменить знака тока и конструкцией ограничено соот ношение максимальной и минимальной величин объема.
Здесь также возможна структура с воздействием об ратной связи по двум каналам, что требует применения второго преобразователя давления в объем с другим зна ком передаточного коэффициента.
Как и в схемах с обратной связью по частоте, работо способные схемы при любых входных сигналах могут быть получены за счет инвертирования одного из входов (рис. 12.21) или применения узла, ток через который изме няет свой знак при прохождении проводимости через некоторое «нулевое» значение. Через узел из двух па
раллельно |
соединенных |
сопротивлений |
с входами р\ и |
—pi (рис. |
12.23, а) протекает |
ток |
|
|
1 Е |
: |
р°2Ы |
|
|
/мУц |
(12.60) |
|
kQ |
|
22 ' |
/22 |
|
|
|
|
|
При |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I E |
= |
Р> |
Т/0 |
(12.61) |
|
|
|
kQ |
|
|
|
|
|
' 2 2 - |
|
