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: 308

Скачиваний: 1

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

ОСНОВНЫЕ С Т Р У К Т У Р Ы

335

играет роль

уровня

отсчета

периода), или

скважность

7! =

t/(t +

ty),

у2 = ty/{t +

ty).

 

 

Несколько более общая структура, содержащая про­

извольную

цепь формирования

функции t,

показана на

 

 

 

 

-Рн

 

 

 

 

Нет

 

 

 

 

Цепь

 

 

функции,

 

 

 

форшробаиия

 

Pi

 

Руп

Pt

Функции

 

бремени

 

> П-1

Времени

 

 

 

 

Руп-1

 

 

 

 

 

 

1Роп-1

 

 

 

 

 

 

 

ч>

Рц1

 

 

 

 

 

 

Ж/

 

 

 

 

 

 

 

Ш

 

 

 

 

Рис.

12.33. Схема с обратной)

связью по времени с многими выходами (а) и

 

ее частная схема сдвумя выходами по одной линии (б).д

рис. 12.32. В общем случае возможны схемы с п входами

и разными операторами по

этим входам.

 

Изменение давления р%

во времени

представляет

собой монотонную функцию внутри каждого полупериода, в связи с чем возможно получение нескольких выходов,

т. е. выполнение за один пе-

,

С

„ а

р

" Рг

риод нескольких вычислений

 

 

при разных уровнях отсчета

 

Цепь

>

 

формирования

 

poi.

В

такой

схеме

(рис.

Pi

функции

Ря

12.33,а)

введение

начальных

Времени

 

 

 

 

 

 

 

условий производится по вы­

Рис. 12.34. Схема с обратной связью

ходу

Руп,

соответствующему

по времени с задаваемым

извне пе­

максимальному

 

времени.

 

риодом вычисления.

 

Частная схема

с

одним

уси­

 

 

 

 

лителем

и

двумя

выходами

(по одной линии ру)

приве­

дена на рис. 12.33, б.

 

 

 

 

 

 

Структура с периодом вычисления Т,

формируемым

внешним

сигналом рт,

изображена

на рис.

12.34. Если

Т = const, то наряду с временем выходом

схемы

 

может

быть

и

скважность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V =

tIT,

 

 

 

 

где

Т >

 

tu

 

 

 

 

 

 

 

 

336 ПОСТРОЕНИИ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Х УСТРОЙСТВ [ГЛ.ЦГУ

Т =

const реализуемо также с помощью схемы по рис.

12.33, а

при р0п = const.

 

 

 

 

 

 

 

В структуре, приведенной на рис. 12.35, рабочими

являются оба полупериода 10 и tx.

При этом конечные дав­

ления в полупериодах,

при которых

достигается компен-

 

 

сация на входе усилителя, яв­

 

 

ляются

начальными

условиями

 

 

 

Рн, 1 =

 

Ро2>

Рп,2

~

Рв).

 

 

и, следовательно, переключени­

 

 

ем уровней

отсчета достигается

 

 

введение

начальных

 

условий.

 

 

Входы р х

и рг

обоих

полупери-

связью по времени с обоими ра-

одов имеют разные

знаки по

бочими

полупериодами.

отношению

к

уровням

отсчета

 

 

 

 

Poi

и

p0i.

 

 

 

 

 

Частными случаями данной структуры являются ге­

нераторы прямоугольных

импульсов,

рассмотренные

в § 9, и

генераторы пилообразных

импульсов,

у

которых

в целях обеспечения линейности изменения давления внутри полупериодов цепь формирования функции времени выполняется линейными развертывающими системами (см. схему рис. 13.13 —13.23, в которых кривая давле­ ния в камерах имеет симметричную или несимметричную пилообразную форму).

Пример

с х е м ы

с о б р а т н о й

с в я з ь ю

п о

ц и ф р о в о м у

м н о ж и т е л ю

дан в § 13

(см.

рис. 13.44

и 13.45).

 

 

 

ГЛАВА V

ТИПОВЫЕ ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

В этой главе рассматриваются схемы вычислительных звеньев, построенных по рассмотренным в § 12 основным

структурам. Напомним

их:

 

 

I — разомкнутая, содержащая пассивную цепь с уси­

лителем-повторителем

(Ку =

1);

 

I I — разомкнутая, содержащая пассивную цепь с уси­

лителем, имеющим высокий

стабилизированный

коэффи­

циент усиления (Ку

^ > 1);

 

 

I I I — замкнутая

с

усилителем с Ку = 1,

охватыва­

ющим пассивную цепь положительной единичной обрат­

ной

связью по давлению;

 

 

 

I V

— замкнутая с усилителем с Ку

^> 1, охватываю­

щим

пассивную

цепь положительной

обратной

связью

по

току;

 

 

 

V — V I I — замкнутые с усилителем, обладающим | Ку\^>

^ > 1 ,

охватывающим пассивную цепь

глубокой

отрица­

тельной обратной

связью по давлению, частоте,

переме­

щению, объему камеры пульсирующего сопротивления, скважности, объему камеры, эффективной площади, времени.

Схемы вычислительных устройств классифицируются по типу реализуемых функций.

Отметим, что почти все схемы с пульсирующими со­ противлениями пригодны для реализации операций как с достаточным приближением непрерывно, так и дискрет­ но во времени. Это имеет место благодаря тому, что пуль­ сирующие сопротивления, кроме установленных в каналах

глубокой

отрицательной обратной связи, могут работать

в любом

дискретном

времени.

При соответствующем исполнении приводов контактов

все сигналы, заданные

количеством импульсов, частотой, и

цифровые сигналы могут представляться разными видами энергии. Это открывает широкие возможности выполнения без преобразователей операций над аналоговыми пневмати­ ческими и цифровыми или частотными электрическими

338

Т И П О В ЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА

[ГЛ. V

(гидравлическими) сигналами, облегчая, например, связь электронных цифровых вычислительных машин с ло­ кальными пневматическими устройствами.

§ 1 3 . Преобразователи

Пневматическая вычислительная техника оперирует с разными параметрами и различными формами их пред­ ставления. Входными и выходными переменными могут быть давление, расход и количество газа, время, объем камеры, усилие, перемещение, период, частота и скваж­ ность, количество дискретных импульсов, любой цифровой код, заданные импульсами пневматическими, электри­ ческими, гидравлическими или механическими.

В этом параграфе приводятся схемы ряда преобразо­ вателей указанных величин, реализующих пропорцио­

нальное (линейное) и обратно-пропорциональное

(гипер­

болическое) преобразование.

 

1. Преобразователи аналоговых сигналов. В

§§ 7, 8

рассмотрены сопротивления и другие преобразователи

давления в расход и конденсаторы, являющиеся

преоб­

разователями количества газа

в давление.

 

В качестве преобразователей

одних параметров

в дру­

гие могут использоваться управляемые элементы. Так, пульсирующее сопротивление при постоянном перепаде давлений и другие источники тока с пульсирующим со­ противлением при управлении частотой являются линей­

ными преобразователями частоты в ток,

а в случае

управления объемом

камеры — линейными

преобразова­

телями V -*• i объема

в ток (см., например,

рис. 9.7, а).

Для преобразования знакопеременных сигналов час­ тоты или объема камеры следует применять узел по рис. 12.15,а с входами противоположных знаков. В приве­ денной на рис. 13.1, а схеме один вход сообщен с атмосфе­ рой, а другой — с источником давления р\ — const > 0. Выходной ток равен

(13.1)

где /° — знакопеременный сигнал частоты, отсчитанный

от уровня y^—U

П Р Е О Б Р А З О В А Т Е Л И

339

При поступлении / на сопротивление i ? 1 2 с

положи­

тельным входом коэффициент передачи положителен.

Сопротивление,

управляемое

частотой / 0 = const,

можно

заменить на

непрерывное.

 

 

 

Генераторы, управляемые давлением (см. § 9, п. 2)—это

преобразователи

давления в частоту

р ->• / или в

скваж­

ность р -> у.

Преобразование

h -> i

перемещения

в ток

Рис. 13.1. Схемы преобразователей знакоперемен­ ного частотпого сигнала в ток в линию с постоян­ ным давлением (а), в давление по линейному зако­ ну (б), в давление по гиперболическому закону (в).

выполняется с помощью источника тока, управляемого

перемещением

(рис.

13.2).

 

 

 

На основе пульсирующего сопротивления строятся

преобразователи

f -*- р частоты

в давление. В схеме

рис.

13.3, а, содержащей

источник

тока i0,

реализуется ги­

перболическая

зависимость

 

 

 

Рвых - Ро = Рвых =

=

КЦ.

(13.2)

Если источник

тока

заменить

на преобразователь

/ -*- i

по рис. 9.7, а (рис. 13.3, б), то из равенства токов выводим:

™

* _

, 0

kQда

1 '

^вых-гв kQ

откуда

 

 

Р в ы х = ( 1 з - з )

Смотрите также файлы