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: 293

Скачиваний: 1

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

ЛИНЕЙНЫЕ

АЛГЕБРАИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ

375

навливающий

D =

0. Давление в узле

на входе

усили­

тели при этом

превышает р0 и выход ру

усилителя

равен

единице. После снятия этих сигналов переключатель подсоединяет на входы всех элементов памяти выход ру усилителя; начинается поочередная подача кратковре­ менных сигналов на элементы памяти, начиная со стар­

шего

разряда.

Через

открывшийся клапан

7г-ой памяти

сигнал

 

ру

=

1

поступает

на клапан Кп,

включая

ток

in

= г 0 ' 2 " - 1

.

Если

f B X

^> in,

то

 

давление в узле

выше

р0

и

остается

ру

=

1,

запоминаемое в канале

Dn

при сня­

тии команды от обегающего устройства. Если

г в х <

in,

то устанавливается ру

=

0, источник тока in

отключается

и

Dn

=

0.

Аналогично

устанавливаются сигналы в

ос­

тальных

разрядах.

В

результате

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

1

•

i B X .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и =

- г -

 

 

 

 

Jo

При формировании входного противлением, как показано на зователь входного давления рвх

тока пульсирующим со­ рисунке, имеем преобра­ в двоичное число:

Л = Й Й Г Й х -

(13.45)

При plx = const в двоичное число

преобразуется час­

тота /, управляющая пульсирующим сопротивлением, а

если и / = const, то

двоичное число

пропорционально

объему камеры,

если

последний — переменный.

Отметим, что

использованный набор

источников тока

с контактами Kt

является преобразователем двоичного

числа в ток, и следовательно, в данной схеме могут быть

применены и другие преобразователи двоичного

числа

в ток.

 

Для преобразования отрицательных токов и давлений

на входы клапанов K i следует подавать давление р

]> р0.

§ 1 4 . Устройства для линейных алгебраических операций

1. Умножители на коэффициент. Звено умножения знакопеременного или знакопостоянного сигнала на по­ стоянный коэффициент k<^ 1, построенное по структуре I , содержит делитель из двух пульсирующих сопротивлений и повторитель давления (рис. 1 4 . 1 , а). В соответствии

376

Т И П О В Ы Е П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е У С Т Р О Й С Т В А

[ГЛ. V

с уравнением делителя при подаче на одно из сопротив­ лений уровня отсчета (р 2 = р0)

где

О <С к = a i / ( a i +

a2 )

<

1, a i

и a 2 — проводимости

сопротивлений на входах

с соответствующими индексами.

 

Если

частота управляющего

сигнала — одинаковая

(А

= / 2 ) ,

то к == VJ(VX

+

7 2 ) .

 

Рис.

14.1.

Схемы звеньев умножения на коэффициент, строящихся

по струк­

туре

I : а)

с повторителем; б)

с усилителем, имеющим постоянный коэффици­

ент К у >

1; в) с упрощенным

делителем для дискретной во времени

работы.

При использовании усилителя с Ку > 1 (рис. 14.1, б) возможно умножение на коэффициент, больший единицы:

О <^ к <^ К у.

Уровень

отсчета сигналов

определяется

уравнением

 

усилителя, например, в случав умножения

усилителем

избыточного давления ( р в ы х = Кур^) схемой

выполняется

операция

над избыточными

давлениями:

 

 

 

Рвых = Ьр1»

(14.1')

Дискретное во времени умножение реализуется при применении делителя по рис. 10.4, б. В такой схеме на один контакт меньше и нет погрешности от емкости узла на выходе делителя, так как она включена в емкость по одному из входов. Однако в узле чередуются выходное и входное давление и получение на выходе только выход­ ного давления требует установки элемента памяти (рис. 14.1, в). Схема с такими делителями целесообразна в слу­ чаях, когда не нужно запоминание, например, при дискрет­ ном во времени считывании результатов умножения.

Умножение знакопеременного сигнала на отрица­ тельный коэффициент реализуемо по структуре V - l a

 

ЛИНЕЙНЫЕ

АЛГЕБРАИЧЕСКИЕ

ОПЕРАЦИИ

377

(рис.

14.2, а).

В соответствии с

уравнением (12.23)

имеем:

При

PL, = -%;Pl

 

= -^Pl

= Щ-

 

< « - 2 )

л = и

ft =

-vjv2.

 

 

 

 

 

 

 

При подаче входа рх

непосредственно

на

усилитель

(рис.

14.2, б)

коэффициент к

положителен

(к^>1):

 

 

 

 

^вых

 

 

п.,

t L

 

 

 

 

Устройства,

построенные

по

структуре T V ,

позволяют

Рис. 14.2. Схемы звеньев умножения на коэффициент, строящихся по струк­ туре V с глубокой отрицательной обратной связью.

умножать на положительный коэффициент знакоперемен­ ные и знакопостоянные сигналы. Уровень отсчета сигна­ лов определяется уравнением усилителя.

Для схемы по рис. 14.3, а имеем:

•^ВЫХ

=«4 Р\

-zr-Pl

 

 

вых

 

aiKw

 

"вых

ai •

 

где

 

 

 

a i - a 8 ( £ y - l ) '

K i - 7 s ( f l T y - l )

если Д = / 2 .

 

 

H a рис. 14.3, б в качестве примера приведена конкрет­ ная схема умножения знакопостоянного сигнала, отсчи­

тываемого

от уровня отсчета р0=

0,2

кгс/см2,

на k ^> 1.

Уравнение

усилителя, содержащего усилитель

мощности

с отрицательным

сдвигом

давления,

имеет

вид:

 

= 0 ,

2 + ^S ( ^

- 0 , 2 )

,

K h

К?Р%,

где КУ =

• > 1 .

378

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

[ГЛ. V

 

Уравнение всего звена:

 

 

Р°

(14.2')

гвь

Схема по рис. 14.3, в осуществляет умножение знако­ переменного сигнала в соответствии с уравнением (14.2'). Выполнение усилителем операции умножения на Ку с требуемым уровнем отсчета давлений достигается за счет

S)

 

-cz>

 

Pi

я,

Рзш

 

 

 

 

 

 

S)

 

Рис. 14.3. Схемы звсньевЦумножспня на коэффициент,

строящихся по

 

 

структуре I V .

 

введения

сдвига

Д на входе в усилитель,

оперирующий

с избыточными

давлениями; необходимая

при этом ве­

личина

сдвига

А = -р0(Ку-1)/Ку.

(14.3)

 

 

Умножение знакопеременного давления с помощью усилителя, оперирующего со знакопостоянными давле­ ниями, может быть выполнено также посредством введения

дополнительного сопротивления Rn

(рис.

14.3, г). Если

вход сопротивления R12

обозначить

р12,

то

Раых — a n +

К,

 

Ky, ( t t i i P n +

а и р и ) .

Ой +

aa(l —

Настроив p 1 2 и « 1 2

так, чтобы

выполнялось равенство

an + ai2 -г a . (1 — Ку) — ощКу

§ I ' l l Л И Н Е Й Н Ы Е А Л Г Е Б Р А И Ч Е С К И Е ОПЕРАЦИИ 379

получим уравнение

для всего звена:

 

 

Я «

=

, „ +

а

и + С ( 1 - ^

рп

= кР°п-

С 1 4 - 4 )

Недостатком

этой

 

схемы является

зависимость

р 1 2

от ап и а 2 , что требует

перенастройки

р12

при изменении

коэффициента

к.

 

 

 

 

 

 

Дискретное во времен]! умножение абсолютного дав­ ления на постоянный коэффициент может быть выполнено

принудительным изменением объема

камеры

от одного

до другого фиксированного значения.

Если 7 Х

— началь­

ный объем, заполненный газом с абсолютным давлением Pi, V2 — конечный объем, то в соответствии с уравнением

состояния

газа,

так

как

количество

газа N

=

const,

давление в

камере после изменения ее

объема

равно:

 

 

 

р2 =

PxVjJVz =

hp!.

 

 

 

(14.5)

На рис. 14.4 приведены две схемы, реализующие вы­

ражение (14.5). Камера н привод для

принудительного

изменения

ее объема выполнены в виде сильфонов С

и Лр (рис.

14.4, а) и обычной камеры п емкости с вялой

мембраной

(рис.

14.4, б)

соответственно.

Значения

Vx

и V2 объема камеры на

рис. 14.4, а настраиваются

огра­

ничителями Ох

и 02

хода сильфона С. В схеме по рис. 14.4, б

V2 — объем

 

обычной

камеры,

который

является

на­

страиваемым;

(Vx

— V2)

— объем

емкости

с вялой

 

мем­

браной при рг = 0. Периодичность вычисления задается

генератором Г, выход которого рг

управляет приводом Пр,

задержкой

на такт и контактом

К,

с помощью

которого

осуществляется ввод давления р х

в

камеру.

 

При р±

= / > а т м и к = 2

из уравнения (14.5)

получим:

откуда

Рч. =

2 р а т м ,

 

 

 

 

 

 

 

Рвых — Рг = Ратм!

т. е. осуществляется измерение атмосферного давления. Если допустимо или желательно иметь результат на

выходе только в дискретные моменты времени (рис. 14.4, г), то применима схема без задержки на выходе (рис. 14.4, в).

Для дискретного во времени умножения знакопере­ менного или знакопостоянного давления на положитель­ ный или отрицательный коэффициент применима схема,

Смотрите также файлы