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 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 3940 / 5340 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 > Следующая >>>

390	Т И П О В ЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА	Сгл. V
реализует	операцию
	N ' N	(14.19)
	kQ

Алгебраическое суммирование знакопостоянных и знакопеременных давлений осуществляется посредством параллельного соединения арифметических сумматоров по рис. 14.15 и 14.16 *) (рис. 14.17).

Ри\ \Ра

[РиЩг

Рис. 14.18. Схемы арифметического инвертирующего (а) и алгебраического (б) сумматоров.

При некотором изменении схем сумматоров по рис.

14.16и 14.17 можно получить соответствующие сумматоры

свыходом в виде давления (рис. 14.18, а, б). Для схемы

*) Дополнительные сопротивления, применяемые для снятия ограничений при знакопеременных сигналах, на схеме не показаны.

§ 14] Л И Н Е Й Н Ы Е А Л Г Е Б Р А И Ч Е С К И Е ОПЕРАЦИИ 391

по	рис.	14.18, а
		п
		Р-Ро+^к^.,	(14.20)
		1=1
где	kt <	0.
	Для	схемы по рис. 14.18, б:

пт

Р = Ро + 2 кир°п	+ 2к3}Р1р	(14.21)
1=1	; = 1
где ки > 0, к3} < 0.		единичными
Арифметическое суммирование токов с		единичными

коэффициентами не требует специальных устройств — достаточно объединения соответствующих линий, по ко

торым подаются входные	токи.
А
	»>®—
	г
" 5 —	fit
" 5 —
а)	6)

Рис. 14.19. Схемы арифметических сумматоров количеств газа в камерах с выходом в виде количества газа пли давления.

Количества газа, находящиеся в камерах, могут быть просуммированы дискретно во времени посредством объединения этих камер (рис. 14.19, а):

	№ =	(14.22)
	i = i
Коэффициенты при всех входах равны единице.
Уровень N0	отсчета выхода N равен количеству	газа,
находившемуся в узле 2 до замыкания контактов.
Если узел 2	включен в одну из камер, что достигается

за счет удаления одного из контактов (на рис. 14.19, б удален контакт по входу NJ, то уровень NQ равен нулю.

Суммирование количеств газа в камерах с выходом В виде давления также реализуемо схемами по рис. 14,19,

392	Т И П О В ЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА	[ГЛ. V
Выходное	давление после объединения камер	равно:

2 Vi + r s	•V F. +	I / E	1=1
2 Vi + r s	i = l
	=	Po +	К 2 Nu	(14.23)
			i = l

где Vt и i V s — объем узла и количество газа в нем перед

J LA	,A
J LA	"г—
	о

Рис.'14.20. Арифметическое суммирование количеств газа посредством их впрыскивания с выходом в виде количе ства газа (а) и давления (б).

соединением, р0 — N^kQ I ( 2 Vi + 7s) — уровень отсчета давления р.

При 7 Е = 0 (рис. 14.19, 6)

(14.24)

2 v i i = 1 1=1

где К •— kQ I 2 Vi — коэффициент, единый для всех / i = i

входов.

Схема по рис. 14.20, а осуществляет дискретно во времени суммирование количеств газа за счет их впрыс кивания в выходную линию.

Для дискретного во времени суммирования количеств газа с выходом в виде давления схема по рис. 14.20, а дополняется камерой 7, в которую выдавливается газ

§ 14J

ЛИНЕЙНЫ Е АЛГЕБРАИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ

393

из всех входных линий, и контактом для введения началь ного давления р0 (рис. 14.20, б). Зависимость выходного давления от Nt имеет вид:

			Р =	Ро +	-у-	2 Ni-		(14.25)
Величина		V	должна	быть		t = i	такой,	чтобы при
Величина		V	должна	быть	выбрана		такой,	чтобы при
it
( 2	^ i )	выходное давление не превышало						максималь-
	/max
ного	значения		ртах-
				•^гаах	' i	= 1	'

В рассмотренных схемах для суммирования количеств газа замыкание контактов может производиться как одно временно, так и от индивидуальных управляющих сиг налов pti.

Использование обратной связи по частоте позволяет построить сумматор частот и давлений с частотой на вы ходе. Так, схема по рис. 12.19 при постоянных входных давлениях реализует алгебраическое суммирование час тот; в соответствии с уравнением (12.54)

			п
		/°= 2 bdiu			(14-27)
где кц	=	—Р°цУц/р°У~22 — коэффициент, знак			и величина
которого		настраиваются	давлениями pj*.
При	постоянных частотах
			71
		/°=	2	fctfH.
где kt	=	—fuV^/plVzz.	1=1
где kt	=	—fuV^/plVzz.
Для алгебраического суммирования частот с давлением

на выходе применима схема по рис. 14.				11. Если в формулу
(14.9) подставить	выражение	для		сопротивлений, то
найдем:
p L x =	- 2 ^ф-	hi =	2	AWii,	(14.28)

394			Т И П О В ЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА								[ГЛ. V
где	кц	=	—VuPu/Vzfz		— коэффициент,					настраиваемый
как	по	величине, так			и	по	знаку с		помощью		входящих
в него		величин		Vu, V2,		p\i	и	/ 2 .
Эта же схема, но с						цифроуправляемыми пульсирую
щими сопротивлениями						Ru,	пригодна		для	суммирования
цифровых			сигналов:			^Ur1
			Рвых =	- 2		^Ur1		D« -	2 kriDlU		(14.29)
				i = i		'-		i = i
где	ки	— —V0iplifu/f2V2;				при		общей	управляющей час
тоте	ки	=	—	VQipli/V2.

Суммирование давлений с частотами и цифровыми сиг налами с требуемым знаком коэффициентов при частотах


и	цифровых	сигналах		выполнимо по	схеме рис. 14.11.
	Арифметическое		и	алгебраическое суммирование ко
личеств импульсов			с требуемыми коэффициентами про
изводится		схемами,		приводимыми	на	рис. 15.18, б, в
в	соответствии с уравнениями (15.41),					(15.42).

Рис. 14.21. Схемы	арифметических сумматоров объемов
с током (а)	и давлением (б) на выходе.

Арифметическое суммирование объемов камер выпол нимо за счет их соединения. Уровнем отсчета является объем линии, к которой присоединены камеры:

						п
			v	= v0	+	2 Vi.
						i = l
	Применяя такой сумматор в качестве емкости пульси
рующего		сопротивления,			получаем сумматор объемов
с	выходом в		виде	других		параметров.	Приведенные
на	рис.	14.21	схемы	имеют		на выходе ток	и давление.

§ 15] УСТРОЙСТВА Д Л Я Д И Н А М И Ч Е С К И Х ОПЕРАЦИЙ 395

Реализуемые

при

этом

уравнения

имеют

вид:

/А

Р°

(14.30)

То"

1=1

i '

P"bix =

- р т "

1=1

Vi,

2 V

где / — частота сигналов,

управляющих

пульсирующими

сопротивлениями; V2 — объем камеры сопротивления Л 2 -

Чтобы арифметически

просуммиро

вать проводимости, их достаточно вклю

чить

параллельно.

Используя параллельное соединение

пульсирующих

сопротивлений,

можно

суммировать с требуемыми

коэффициен

тами частоты и цифровые сигналы

с вы

ходом в.виде тока.

В приведенной на рис.

14.22 схеме с

обычными пульсирующими

сопротивле

ниями

суммарный

ток

равен

Рис. 14.22.

Схема

арифметического сум

w 2

(14.31)

матора частот

и циф

ровых сигналов с вы

ходом в виде тока

При цифроуправляемых сопротивлениях этой схемой выполняется суммирование цифровых сигналов Dt с ко эффициентами, настраиваемыми объемами Voi, соответст вующими единице цифровых сигналов:

				kQ 2	VolDt.
§ 1 5 .	Устройства	для	динамических			операций
1.	Интеграторы.		И н т е г р а т о р ы				д а в л е н и я	с
н е п р е р ы в н о й		о б р а т н о й			с в я з ь ю .		Интегратор	зна
копеременного сигнала,				построенный по			структуре	V - 1
с конденсатором		в цепи		глубокой		отрицательной обрат
ной связи, приведен			на	рис.	15.1,	а. В	соответствии с

уравнением (12.23) и уравнениями конденсатора и сопро

тивления можно		записать:
			•с,	1	„о
			•с,
			dt
_о	_	о	•\pidt = p°a--±r\pldt.			(15.1)
//вых	—	Рн	•\pidt = p°a--±r\pldt.			(15.1)

396 Т И П О В ЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА [ГЛ. "V

Подставляя значения С2		и	Rlt получим	выражение
для постоянной	времени:
Т	= CtPtRJkQ	=	CaPo//i^i-	( 1 5 - 2 )

Рассмотренный интегратор может быть применен и для знакопостоянных сигналов. Для положительных сигналов (при р 0 = Pmin) выходное давление падает в процессе интегрирования от р и до р0.

Рис. 15.1. Схемы интеграторов по структуре V - 1 : а) для одного входа; б) длп арифметической суммы входов.

При р 0 = р т а х в соответствии с (15.1) выполняется интегрирование инверсии входного сигнала с положи тельным коэффициентом передачи или знакопостоянного отрицательного сигнала, отсчитываемого от рШ ах» с от рицательным коэффициентом передачи:

	Рвых =		Рн +	-jr	\ (Ртах — P i ) dt,		(15.3)
					и	и
						и
	Ртах — Рвых	Ртах — Рн			= г ^ (Ртах — P i ) dt,
						U
где р н	— начальное		давление на выходе интегратора, р н ^
Рвых ^ £ Ртах-			алгебраической			суммы	(рис. 15.1, б)
В	интеграторе		алгебраической			суммы	(рис. 15.1, б)
	.	' 1	. n	п	о	т о .
		U	1=1			з=1

Замена обычного конденсатора на емкостной элемент [49], характеризующийся отрицательной емкостью, и применение усилителя с положительным коэффициентом

§ 15]

УСТРОЙСТВА Д Л Я Д И Н А М И Ч Е С К И Х О П Е Р А Ц И Й

397

усиления дают интегратор знакопеременного сигнала, который не инвертирует выхода (см. рис. 15.1, с):

Р1т = Р1 + Цр№-

С 1 5 - 5 ) Л - А - , R,

Этот интегратор п р и р 0 = Р т ш Р'г*_^Р~-
может	быть использован также						~Rh
для интегрирования				знакопо-		Pie~*~E^~		4
стоянного		положительного			сиг-		Яц
нала,	f
На рис. 15.2j приведена					схе-
ма интегратора			алгебраической			^z z	. —
суммы.	Используя			уравнение		9	г%-
пневматической			камеры и		под-	Z m
ставляя в него выражения для
расходов		через	сопротивления,

^ / " * ~ t —

я„

ПОЛУЧИМ"		Р и с -	1 5 - 2	- Схема	интегратора
•>	•	алгебраической			суммы по струк-
				туре V I .

с1рг

kQ_

•% (Ptf — Pa) + « 4 (Р — Рь>)] •

(15.6)

Значение

р — р^2

(получено

из

уравнения

(14.9)

при

введении

уровня

отсчета

ръ„ вместо

р0),

равное

1=1

подставим

уравнение

(15.6):

dpy

А9

;2= i

«н, (Ргу - Psa) - «ч 2 ^-

- V

При

/п — л' и

аи/аг

= с с 3 / а 4 = 1:2/г

оцА.0

2„K 3

\ 2 Pa - — 2 Рц

13=1

i = i

1 I '

/>1 =

Р ^ +

Т - \ 2 ( Р ^ - Р У ^

(15.7)

393	Т И П О В ЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е	УСТРОЙСТВА	[ГЛ .	V
где Р Е , „ — давление в камере У 3		при t = tt\	Т	=

=2nV3/a4kQ = V3/a3jkQ — постоянная времени.

Диапазон изменения давления	уже максимального
диапазона.

Рис. 15.3. Схемы iruxcrpaTOpOD по структуре I V : а) для одного входа; б) для арифметической суммы входов.

На рис. 15.3, а приведена схема с компенсирующим током, описываемая следующей зависимостью:

	kQ	i P i +	Рвых	( -	+	а 2 -	-	j ^ j . (15.8)
dt		i P i +	Рвых	( -	+	а 2 -	-	j ^ j . (15.8)
При а., =	aJ(Ky	— 1)
					h
		Рт. =	Pa,					(15.9)
		Рвых =		+	А' •			(15.10)
		Рвых =	KyPSu	+	-Y-^Pidt,			(15.10)
гдерЕн — давление в камере V2					при £ =	^;	Т =	К-Ус^/сб —
постоянная	времени.

Для схемы рис. 15.3, о", в которой умножение на коэф фициент знакопеременного сигнала реализуется посред ством умножения избыточного давления и сдвига, имеем:

dp$

dt	2 a i t (РЦ -	P s ) + a 2 (A'yPs - Px + Kv&)
При			(15.11)
При
	a S =	2	a-n/(Ky ~ 1) ')
		i = l

*) Настройку этого соотношения проводимостей удобно произ водить в работающей схеме — при всех р н = 0 выход не должен изменяться.

§ 15] УСТРОЙСТВА Д Л Я Д И Н А М И Ч Е С К И Х ОПЕРАЦИЙ 399

получим

dPz

AG / >п

(II

-\-[

2 а иРн +

«а^уА),

" Т 7 "

' i2= i аиРи

+- 2i = i«нРо +

а2Куь).

(15.12)

Если А = — р0

(Ку — 1)/Ку, то

(15.13)

Положив

а и

= а 1 2

а 1 п ,

получим интеграл

пассивной суммы:

PL.-Pl

^^Pl.dt,

(15.14)

i = i

где

Рп — выход при t =

tx,

Т =

nV2/kQau

— постоянпая

времени.

Приведенные па рис. 15.4—15.6 интеграторы построе

ны

по

структуре

I I I с

компенсирующим

давлением.

X "

К,

Рсь»

Pi—-*

б)

Рис. 15.4.

Схемы интеграторов

по структуре

I I I

повторите

лем со

сдвигом: а)

для одного входа; б)

для

пассивной

суммы

входов.

На рис. 15.4, а показана схема интегратора, построен ного на многовходовом сумматоре по рис. 6.5, ж. В соответствии, с уравнениями сумматора, повторителя со сдвигом и пневматической камеры имеем:

dpc	akQ	.	— (api + А),
-Щ- =	—	(Р-Рс)	— (api + А),
		h

Ро = ^сн + П Г " $ < a P l + Л ) d L

<<< < Предыдущая 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 3940 / 5340 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ