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: 257

Скачиваний: 1

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

466

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

3.Простейшие функциональные преобразователи.

Устройство по рис. 1 6 . 3 3 , извлекающее корень второй степени из положительного аналогового сигнала, опи­

сывается следующим приближенным

уравнением:

VK^OJ« 4-[Pl +

• ( 1 6 . 8 9 )

Погрешность, вносимая такой аппроксимацией, для входа

в диапазоне

0 , 2 2 6

- г - 1,0

кгс/см2

( 3 , 2 5 %

 

1 0 0 % ) не

превышает 0 , 0 0 5

кгс/см2 (табл. 1 6 . 3 ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 16.3

 

 

 

 

 

 

По

формуле

Абсолютная

 

 

 

pi

 

 

 

погрешность,

 

 

 

 

 

 

 

(16.89)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КЗС/СИ>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,226

 

0,161

0,166

 

+0,005

 

 

 

0,24

 

 

0,2

0,1992

 

—0,0008

 

 

 

0,29

 

 

0,3

0,2967

 

—0,0033

 

 

 

0,36

 

 

0,4

0,3995

 

—0,0005

 

 

 

0,45

 

 

0,5

 

0,5006

 

+0,0006

 

 

 

0,56

 

 

0,6

 

0,5996

 

—0,0004

 

 

 

0,69

 

 

0,7

 

0,6986

 

—0,0014

 

 

 

0,84

 

 

0,8

 

0,7997

 

—0,0003

 

 

 

1,01

 

 

0,9

 

0,905

 

+0,005

 

Основу устройства составляет интегратор *) с усили­

телем, которые преобразуют в пропорциональные

коли­

чества

импульсов

щ и геи поочередно

оба члена

суммы

( 1 6 . 8 9 ) .

Как видно

из уравнения

( 1 6 . 7 1 ) интегратора,

для

выполнения

первого

преобразования

 

 

 

 

 

 

т = TNPI

= TN (PL -

oyi

 

 

 

необходимо на вход интегратора подать Р в х

, п = 1 кгс/см2

при

начальном

давлении

р В Ы х , и , н

= 0

и

интегрировать

до Рвых.и =

Р и а. для получения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л и = TN

(PL -

0 , 2 0 2 ) / Л

 

 

 

 

надо

установить

Рвых.н.н

— 0 , 2 0 2

кгс/см2

и

при

входе

Рвх,и

=

P i интегрировать

до

рг.

 

 

 

 

 

*) На рис. 16.33 приведена схема интегратора с

компенсирую­

щим током (структура I V ) .

 

 

 

 

 

 

 

§ 16]

Н Е Л И Н Е Й Н Ы Е А Л Г Е Б Р А И Ч Е С К И Е О П Е Р А Ц И И

467

Таким образом, реализация уравнения (16.89) осу­ ществляется на интеграторе с усилителем, снабженным переключателями, которые формируют давления рВых,и,п и Рвх,и в соответствии с указанными требованиями. В приведенной на рис. 16.33 схеме автоматическое управ­ ление работой схемы обеспечивается триггером, управ­ ляющим переключателями, и импульсатором, выход ко­ торого поступает на контакты Кг и К2- Сигнал управ­ ления р у триггер и импульсатор получают от усилителя.

Рис. 16.34. Пример звена, реализующего одновходовую монотонную функцию с применением кусочно-линейной аппроксимации: а) аппроксимирующие

прямые; б) схема.

Из уравнения (16.89) и выражений для щ и пц следует,

что количество

импульсов,

поступивших

от генератора

за один

период

р т р ,

пропорционально корню

квадрат­

ному из

входного

сигнала:

 

 

 

 

« в ы х

=

" I +

п и «

2TN VPI ~ ",2

,

(16.90)

где Тх = const — постоянная времени интегратора. Извлечение корня, возведение в степень и некоторые

другие монотонные функции одной переменной сравни­ тельно несложно могут быть реализованы с применением кусочно-линейной аппроксимации (см., например, [77]).

На рис. 16.34, а показана аппроксимация кривой

Рвых — У Pi пятью отрезками I ~ V . Как видно из чер­ тежа, на каждом участке аппроксимирующий отрезок дает минимальные давления, поскольку YРг — кривая

468 ТИПОВЫЕ ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА [ГЛ. V

выпуклая. Таким образом, схема, извлекающая корень второй степени, в соответствии с приведенной аппрокси­ мацией должна содержать пять узлов, реализующих урав­

нения прямых I

V , и блок выбора минимума.

Пример такой

схемы дан на рис. 1 6 . 3 4 , б. Каждая

прямая (уравнение рвых = А; + Л",-рУ) формируется пос­ редством умножения входа р? на соответствующий коэф­ фициент а постоянная составляющая А* вводится в

блоке выбора минимума с помощью пружин.

При достаточном количестве участков разбиения для умножения на коэффициент могут применяться делители на непрерывных сопротивлениях, поскольку они рабо­ тают при этом в узком диапазоне давлений и погрешность от нелинейности невелика. В ряде случаев, когда вид нелинейности делителя совпадает с видом нелинейности аппроксимируемой кривой, нелинейность делителя может быть использована для повышения точности аппроксима­ ции или уменьшения количества участков разбиения.

Возведение в квадрат и извлечение корня второй сте­ пени можно выполнить также с помощью миожителыюделительных устройств. Так, если в МУ входной сигнал подать на оба входа, то осуществляется возведение во

вторую

степень, а если в ДУ или в устройстве, реализую­

щем пропорцию,

выход

ввести в линию делителя, то

Рвых =

* / л и Р

в ы х =

fc/^соответственно.

Ступенчатые функции времени могут быть реализова­ ны с помощью камер, двух источников давления и управ­ ляющего устройства (см. уравнения ( 4 . 8 ) и ( 4 . 9 ) ) . Уст­ ройства для выполнения кусочно-линейных функций времени содержат дополнительно линейные развертки — преобразователи времени в давление (§ 1 3 ) .

4. Устройства для индикации интервала п выбора экстремума. И н д и к а т о р ы и н т е р в а л а . Инди­ каторы интервала применяются для формирования диск­ ретного сигнала, указывающего на принадлежность вход­

ного давления

к интервалу

давлений (р и , ра) : р в ы х = О

или р В Ь 1 Х = 1

при ра < рвх

< рв.

Схема индикатора интервала, описанного в [ 2 6 ] , показа­ на на р и с . 16 . 35 . Эта схема содержит два усилителя в режи­ ме элемента сравнения, дискретные выходы которыхравны:

P i = sgn ( р в х — р„),

р 2 = sgn ( р в — Рвх)-

( 1 6 . 9 1 )

§ 16] Н Е Л И Н Е Й Н Ы Е А Л Г Е Б Р А И Ч Е С К И Е О П Е Р А Ц И И 469

Если р„ < р в х < р„, то р х = 1, р 2 = 1 и р в ы х = рг-р2 = 1. Индикатор интервала по рис. 16.36 построен на трех одномембраиных элементах. В элементах 1 и 2 введение границ интервала осуществляется с помощью давления р с р

средней

точки интервала

и пружин,

задающих

сдвиги

Рв — Рср

и Р с р — р н - Если

р в х < Р в и

р в х > р „ ,

то

сопла элементов 1 и 2 прикрыты и давление р <С р 0 ; при

Р в х >

Рп или р в х

< р н одно из

 

 

 

сопел

элементов 1 ж2 открыто

 

 

р,

и р > РоУсиление

давления

 

 

1

р производится элементом 3, в

 

 

 

котором

уровень

р 0

задается

 

>

 

пружиной; po «

P m i n / 2 -

 

Рг

На рис. 16.37 приведена схе­

 

 

 

ма

для узкого интервала с од­ Рис.

16.35. Схема индикатора

ним

аналоговым

элементом 1,

интервала с применением двух

 

элементов сравнения.i

с которого снимаются

два дис­

 

 

 

кретных

выхода р г и р 2 - Элемент 1

настраивается та­

ким

образом, чтобы при близости р в

х к середине интер­

вала

рС р = 0,5 (р к + р в ) оба сопла были открыты, т. е.

р х = 0 и р 2 = 0. При выходе давления р в х из интервала

Рср

1

Г4

1

 

 

1-Х

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

Рпс.

16.36. Схема индикатора

интервала на трех одно-

 

 

 

мембранных элементах.

 

 

мембранный блок перемещается в одно или другое

край­

нее положение,

при которых либо р х

— 1, либо р 2

= 1 .

Таким образом, только при р п

< р в х <

р в , когда р х — 0

и р 2 = 0, на выходе элемента ИЛИ (2) появляется сигнал Рвых = 0, указывающий на принадлежность интервалу.

Сдвиги р в — р п х = рср — р н = 0 , 5 ( р в — р н ) настра­ иваются перемещением сопел. Если с=const — жесткость

мембранного блока,

приведенная к

давлению

средней

камеры,

h — зазоры

между

соплами

и их заслонками

при р в х

= Рср, то

0,5 ( р в -

р н ) = ch.

(16.92)

 

 

Смотрите также файлы