Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Фудим Е.В. Пневматическая вычислительная техника. Теория устройств и элементов

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

16.26 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 3839 / 5339 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 > Следующая >>>

380

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

[ГЛ. V

приведенная на рис. 14.5, а, где входное знакопостоянное давление р1 преобразуется во время t, которое, в свою

				о			t
Рис. 14.4. Звенья		дискретного"		во времени	умножения	на	коэффициент:
а) схема с сильфоном;			б, в) схемы с емкостью с вялой мембраной; е) цикло
			грамма схемы 14.4,		в.
очередь,	линейно		преобразуется		в выходное		давление.
Из уравнений		преобразователей
имеем:			PL* =• ^ОД = кр*.
			PL* =• ^ОД = кр*.
При	использовании			преобразователей		положитель

ного давления во время, например, по рис. 13.21, полу чаем схему умножения на положительный коэффициент, работающую со знакопостоянными положительными сиг налами (рис. 14.5, б).

§ 14] Л И Н Е Й Н Ы Е АЛГЕБРАИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ 381

Если в преобразователе р 1 входное давление — знакопостоянной положительный сигнал, а в преобразо вателе t-*- р выходное давление — знакопостоянный

P-i t

Рвы.

-Hi'	'ih —JZZ*
-CO—)\|i	i\|f7T

Рис. 14.5. Схемы звеньев дискретного во времени умножения на коэффициент по структуре V-1B.

отрицательный сигнал, то производится умножение по ложительного давления на отрицательный коэффициент (рис. 14.5, в):

Рвых =		Рвых — PVZH = — h h		( P i — PVXH) =	кр\,
где pvm	—	Pmin — уровень	отсчета входного			давления;
РУгп =	Ртах	— уровень отсчета		выходного	давления.
При смене преобразователей				местами вход р° — знако
постоянный		отрицательный	сигнал, выход р в ы х ;			— знако
постоянный		положительный	сигнал, коэффициент к —
отрицательный.
Когда оба преобразователя				оперируют с	отрицатель

ными сигналами (рис. 14.5, г), то производится умножение знакопостоянного отрицательного сигнала на положи тельный коэффициент:

Рвых — Ртах = кгкг {р1 — р т а х ) , р ^ = кр°.

Схема устройства для умножения модуля знакопере менного сигнала на постоянный коэффициент изображена на рис. 14.6. Она состоит из преобразователя модуля

3S2

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

1ГЛ. V

знакопеременного сигнала во время и преобразователя t-*-p. В зависимости от вида преобразователя t-*-p выходное давление может быть положительным или отрицатель ным; соответственно коэффициент к положителен или отрицателен:

Рвых =	Рвых —	р„,\|п =	к \| рх	—	ро \| =	к \| Р\ \|. 1
Рвых =	Л ы х -	Ршах =	к \| рх	—	Ро \| =	к \| р» \|. ] ^ 1 4 " 6 ^

Одна из возможных схем умножения знакопеременного сигнала на положительный или отрицательный коэффи циент приведена на рис. 14.7. В этой схеме модуль вход ного давления p j преобразуется во время, произведение

PlblX

Рис. 14.6. Структурная схема звена умножения модуля знакопеременного давления на коэффициент.

которого на sgn р\ преобразуется в выходное знакопе ременное давление:

Р°пых = к	* • 5 § П	Pl =	A 'n -/ £ 1 I Pl	IS " n	Pl =	A ' P ? -			( 1 4	- 7 )
Преобразование	произведения			времени			на		sgn	р\
в выходное давление		осуществляется			с	помощью			двух
			преобразователей t-*-p						с раз
			ными	зпаками			к2	=	dp/dt,
			формирующих				соответствен
			но положительный и отрица-
		tw	тельный		сигналы,			и	перек
			лючателя		П,		управляемого
			сигналом sgn р\.				Знак		коэф
			фициента к определяется схе
Рпс. 14.7. Структурная	схема	звепа	мой	включения переключа
			теля	П.
умножения на положительный		или
отрицательный коэффициент.			Все рассмотренные						схемы

спромежуточным преобра

зованием во время позволяют экономно построить уст

ройство, умножающее		на ряд постоянных коэффициентов
ki, кц,	кп, — это	требует	увеличения количества
только преобразователей t - > р (рис. 14.8).
Умножение на постояиный коэффициент частотного
сигнала	реализуемо устройством		по рис. 12.16, отвеча-

Рис. 14.9. Схе ма умножения количества га за на коэффи циент.

§ 14] 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 383

ющему структуре V - 1 с обратной связью по частоте (урав нение (12.49)).

Умножение частоты на коэффициент к <^ 1 осуществимо также с помощью схемы по рис. 9.25. Для умножения

частоты на два		можно примеипть^схему^по р и с / 9.26, а.
Умножение количества газа/находящегося в камере, на
заданный коэффициент произво
дится устройством по рис. 14.9.
Поскольку повторитель поддер
живает в камере		V2 такое же		Чьи,/
давление, как и во входной ка			p-t	t-p
мере	Vx, то для количества газа
в камере У2 имеем:				Plm,lT

	N« = Лг !	= kNu (14.8)		t-p
где	N1 — количество газа в ка		Ч
мере	Vx.			Pit,.

2.Сумматоры. Арифмети Рнс. 14.8. Структура звена ум

ческое	суммирование		требуе-	ножения на ряд коэффициентов.
мого1	количества	давлений с		коэффициентами Л мень-
шими	единицы,	при	каждом	слагаемом производится
	пассивным сумматором с усилителем-повто-
(yi)~^>~®		Р и т е	л е м ( Р и с -	Ю-2, а).

На рис. 14.10, а приведена схема пассив ного сумматора, работающего дискретно во времени. Он состоит из ряда параллельных сопротивлений R2~ Rn, камеры Vx с кон тактом Кх (вместо сопротивления Rx) и задер жки на такт или полтакта. Второй контакт

сопротивления Rx удален в целях упрощения и устране ния погрешности от емкости узла, которая включается в камеру Vx по входу рх. Выходное давление формируется с помощью задержки на такт (или на полтакта), работаю щей в тактности дискретной команды pt, управляющей также всеми сопротивлениями и контактом .йГц. При этом

Рвых — 2 ^iPii

где ki = Vi/ 2 ^ < 1 .

384 ТИПОВЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА [ГЛ. V

Пассивный сумматор может			быть реализован		также
по схеме	14.10,	б.
Суммирование		п давлений	рп ч - р1п с	любыми по
величине	отрицательными коэффициентами			при	каждом

Ptl

к;

а)

Рис. 14.10. Схемы пассивных сумматоров.

слагаемом можно выполнить схемой по рис. 14.11 с глу бокой отрицательной обратной связью по давлению. Реа лизуемое этой схемой уравнение имеет вид:

	11		п
	j=i	и	i=i
где kt = —RJRu	<С 0 —	коэффициент передачи по i-му

Рис. 14.11. Схема арифметического сумматора с инвертированием.

входу, не зависящий от коэффициентов передачи по другим входам.

Для выполнения алгебраического суммирования при меняется схема по рис. 14.12, а, содерл^ащая два усили теля. При п входах на первом усилителе и т -\- 1 входах

§ 14] Л И Н Е Й Н Ы Е А Л Г Е Б Р А И Ч Е С К И Е ОПЕРАЦИИ 385

на втором

I пых Z J о . ^ 3 ; R , ^иых, i

	; = 1	ЗВЫХ, 1
	; = 1	п
		п

где /с7- <С 0; /сг > 0.

На рис. 14.12, б приведена схема для алгебраического суммирования, отличающаяся от схемы рис. 14.12, а

Рис. 14.12. Схемы алгебраических сумматоров, реализованных		по структуре V
(а) и по структурам Л' и I (б).
тем, что вторая половина схемы построена по		структуре I
на пассивном сумматоре с повторителем.
Схема сумматора на п входов, построенного			по схеме
с положительной обратной связью по току,		изображена
на рис. 14.13. Используя уравнение пассивного			сумматора
71
V
7	aliP°li + «зРвых

2a ii+a 3

i = l

13 Е. В. Фудим

386

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

[ГЛ. V

и уравнение усилителя

имеем:

" вых	к.	i7= l «UP°U
" вых	к.	(14.10)
		(14.10)
	2	а 1 { + а 3 ( 1 - Я у )
	i = i

Уровень отсчета определяется усилителем.

				(m*l	Pit
Рис. 14.13. Схема	арифметического	Рис. 14.14. Схема алгебраического сум-
сумматора, построенного по струк-		матора на мпоговходовом усилителе,
туре I V .
При применении усилителя			с	четырьмя входами,	вы
полняющего	операцию
	Рвых = P i —		Рз	+ Poi

также возможно построение алгебраического сумматора (рис. 14.14):

р° = 2 - ^			р ? - 2	«ч, +			р31.	(14.11)
								(14.11)
1 = 1	i2=«1l -	+ « я	iУ=-l
Сопротивления		i ? n + i		3i	"г	a m+i
Сопротивления		i ? n + i	и i ? m + i введены		в		схему для выпол
нения	условия

| p ° - p ° | m a x = |P°|max .

S 14] Л И Н Е Й Н Ы Е А Л Г Е Б Р А И Ч Е С К И Е ОПЕРАЦИИ ;',87

Очевидно, что для этого	необходимо, чтобы	и „ + 1 = 2 и ь'
тп
и а т + 1 = 2изу- Тогда	уравнение сумматора	запишется
в виде

J = l

Дискретное во времени выполнение операции алгебра ического суммирования двух давлений по уравнению

			Р1т=Р1±Щ			(14.13;
может	быть	осуществлено		схемой по	структуре	V - 1 B ,
приведенной		па рис. 14.5,а. При этом			преобразователь
t -*• р	реализует		зависимость
		Plm*=Pl±bt.				(14.14)
Применение			такой	структуры при многих		входах
невыгодно из-за большого				количества	усилителей.
Суммирование положительных давлений с количест
вом газа в качестве выхода выполняется схемой,						содер

жащей пассивный сумматор и конденсатор с С -*~ оо, снаб

женный	переключателем			и	двумя		контактами (рис.
14.15) * ) . При достаточном					объеме	камер		конденсатора
при каждом такте			сигнала p t		в нижнюю камеру конденса
тора поступает количество газа
i v = ^	-	^ =	2 ^ - 2 ^ = 2 ^ ,						(14.15)
			i = l	t=l		7=1
где N-y — количество, находящееся						в камерах			Vu сопро
тивлений при их сообщении с входами Рц\ N2								— количест
во молекул		газа, находящееся в камерах Vlt при их со
общении	с	конденсатором,			верхняя		камера		которого

*) Контакт Кх может быть удален, если для управления исполь зуются три управляющих сигнала (рис. 14.16, б и рис. 14.17).

13*

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

IfЛ . V

соединена

источником р 0

; /с,- — положительиые коэффи

циенты.

В другой полутакт, когда верхняя камера конденсатора

сообщена

давлением

питания,

контакт

Кх

разомкнут,

а контакт

Кг

замкнут,

выходное

количество

выдавли

вается

на

выход.

Для

знакопеременных

давлений

эта

схема

пригодна

случаях,

когда

ре

зультат

. положителен,

т.

е.

когда

2 pltVit>p0

v u .

i=l

i = l

(14.16)

Арифметическое сум

мирование

знакопере

Рис. 14.15. Схема [арифметического

сум

менных

давлений

без

матора с выходом в виде

количества

газа.

ограничений

требует

применения

дополни

тельного сопротивления

с входом p N ^> р 0 для введения

уровня

i V 0

отсчета выходного количества

молекул

(см.

узел, показанный

пунктиром

на

рис. 14.15):

N — N0

+ Ni — N2

= N0 + 2*,po,

(14.17)

где

j = i

•/V0 =

p%VN/kQ

= const; kt >

Схема

устройства для арифметического

суммирования

знакопостоянных давлений с отрицательными коэффи циентами дана на рис. 14.16. Период работы содержит три подтакта. При наличии управляющего сигнала р ( 1 верхняя полость конденсатора, занимающая весь его

объем V, заполняется газом под давлением р 0 .	При сигнале
Pi2 в нижнюю полость конденсатора поступает	количество
п

газа 2 Pli Vi/kQ; в верхней камере остается газ в количестве

^ = Ж - 2 Ж Я . = 7 V n + S A f ^ i .

(14.18)

§ 14J Л И Н Е Й Н Ы Е А Л Г Е Б Р А И Ч Е С К И Е ОПЕРАЦИЙ 389

где	kt <^ 0.	Это	количество		газа при	наличии	сигнала
p t 3	вытесняется		в	выходную	линию.
•.Как и при			суммировании		с положительными коэф
фициентами,		для		знакопеременных		давлений	имеется

					тп		п
					t	п	п		t
						п		п <
							В)
Рис. 14.16. Схема		арифметического		инвертирующего		сумматора		с	выходом
в виде количества			газа	(а)	и его циклограмма		(б).
	1*		о—t
Р »	J	и'// -»-о	о—t	о	о
Р »		О ? »

Рш

	Рз/	J A /
		•Ра
	Pi

Рзт

Tpti Tibs

Рис. 14 17. Схема алгебраического сумматора с выходом в виде количества газа.

ограничение вида (14.16), устранение которого может достигаться введением дополнительного сопротивления RN, как показано на рис. 14.15. Получаемая при этом схема без ограничений для суммирования знакопере менных давлений с отрицательными коэффициентами

<<< < Предыдущая 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 3839 / 5339 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ