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 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 4142 / 5342 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 > Следующая >>>

410	Т И П О В ЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА	[ГЛ. V
сосудах,	равен * ) :
	i = аг(рх — р2).

Изменение объема жидкости в каждом сосуде равно:

	12
\AV\^ar^(Pl-	рг) dt.	(15.36)

Такой иитегратор может быть использован в лабора торных условиях — выход при прозрачных сосудах от-

1P2

имп

"в

- о

а)

Рис. 15.15. Схемы пневмогндравлическпх интеграторов: а) с выходом в виде перемещения; б) с дискретным во времени отсчетом выхода в виде давления

считывается по объему или уровню жидкости:

			и
V^Vn		+	a^fa-pJdt,		(15.37)
			(i
Vt*z		V2U -	<xPU {рг - pt)	dt.		(15.38)
Клапаны К,	Klt	K2	и K3 предназначены		для	введе
ния начальных	условий.		При подаче	сигнала рт от		гене-

*) Влиянием гидростатического перепада давлений пренебре гаем.

УСТРОЙСТВА Д Л Я Д И Н А М И Ч Е С К И Х ОПЕРАЦИЙ

411

ратора Г (или от кнопки) камеры Vx и V2 отключаются от входных линий, соединяясь между собой, а клапан К от крывается для быстрого перетока жидкости.

Для получения выхода в виде давления необходимо дополнить схему преобразователем уровня жидкости или объема камеры в давление. Схема пневмогидравлического интегратора с дискретным во времени отсчетом выходного давления изображена на рис. 15.15, б.


После	окончания			интегрирования				по	сигналу	р т
закрываются		клапаны		Klt	К2	и	К6	и	открываются
клапаны	К4	и Къ,	соединяющие			камеры Ух			и V2 с лини
ями, давления в			которых		равны		соответственно			р т а х

ИPmin -

Сигнал

р 1 Ш П имеет меньшую длительность,

чем

сигнал

р т ,

связи

чем по

исчезновении

сигнала

р 1 Ш П

откры

вается

клапан

Ка,

что приводит

сообщению камер

Уг

и V2

между

собой.

При

этом

в объединенной камере V1 +

const

устанавливается

выходное

давление

' ^ r n a x + Ч ш

Р т а х ( ^ - Т / " - )

Р » и * ~

F , + F 2

Vi + Ко

Pi +

~т \ (Pi — Pi) dt,

_у

где р° =

™ +

K a 2 H

р т а х

— начальное давление,

(Уг

7 2 ) / 2 а г р т а х — постоянная

времени,

p m

i n

—

р ° 1 а х .

Одновременно

клапаном

К3

происходит

откры

вание клапана элемента памяти, т. е. передача резуль


тата на выход, и быстрый переток жидкости										через
клапан		К,	необходимый			для установки			начальных		ус
ловий.
И н т е г р а т о р ы д а в л е н и я с в ы х о д о м в у н и
т а р н о м			к о д е .		Интегратор-усреднитель				знакопостоян
ного сигнала с аналоговым выходом								и выходом		в	уни
тарном		коде, который представлен					на	рис. 15.16,		содер
жит	интегратор			1	с аналоговым выходом,				например, по
рис.	15.3, а,			и	преобразователь		2	давления в		число
импульсов			(см.	рис. 13.13). Усилитель преобразователя
2 питается			от	генератора		/ \ интегратора,			а его	выход

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

управляет	сопротивлением R3.	Г2 — генератор периода
усреднения	р т .	сигнала с выходом на
Интегратор знакопостоянного		сигнала с выходом на

счетчик в унитарном коде (рис. 15.17, а) состоит из ин тегратора (например, по рис. 15.3, а) и усилителя. Еди нице (одному импульсу) на выходе п соответствует прирост Л интеграла. После каждого импульса выход

. | | 4 i ^ > |

р,	К

Напишание шание 1^1—£

+	А
Рг
Г,
Рис. 15.16. Схема интегратора-усреднителя	с выходом
аналоговым п в унитарном коде.

усилителя инвертируется и с помощью контакта К вводят ся начальные условия рв.

В соответствии с уравнением (15.9) интегратора

где £ц — длительность одного цикла интегрирования.

§ i5J	УСТРОЙСТВА Д Л Я Д И Н А М И Ч Е С К И Х			ОПЕРАЦИЙ		4J3
Количество п прошедших			на выход	импульсов		равно
						(15.39)
где	t — продолжительность		интегрирования.
Интегратор		знакопеременного сигнала			с выходом
на	реверсивный	счетчик в	унитарном	коде	показан на
	А, к.
	К
		к
	>	—с см
	>	X
	71			6>

а)

Рис. 15.17. Схемы интеграторов с выходом в унитарном коде: о) для знакопосто янного сигнала; б) для знакопеременного сигнала.

рис. 15.17, б. Показание счетчика определяется по формуле

счетчик соответственно при положительных и отрицатель

ных	значениях		интеграла		входного	давления.
И н т е г р а т о р ы ч а с т о т ы , ц и ф р о в о г о							с и г н а
ла,	е м к о с т и .		Интеграторами частоты являются циф
ровые		счетчики	и	преобразователи		количества	импуль
сов	п	в давление		(см.,	например,	рис. 13.11),	посколь

ку количество импульсов представляет собой интеграл частоты по времени.

В первом случае выход выражается в цифровом коде, во втором — в виде аналогового сигнала давления:

(15.40)


i i 4	Т И П О В ЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА				[ГЛ. V
где знак	коэффициента передачи задается			знаком	сдвига
в повторителе; Д — п р и р о с т			давления за	один и м п у л ь с .
Схема реверсивного интегратора частоты показана на
рис . 15.18, а. В х о д о м		я в л я ю т с я частота /		и знак.
П р и	применении	п параллельно соединенных			п у л ь
с и р у ю щ и х сопротивлений,			управляемых	частотами / г ,

Рис. 15.18. Схемы интеграторов частот: п) для одной знакопеременной частоты; б) для арифметической суммы частот; о) для алгебраической суммы частот.

р е а л и з у е т с я интегратор пассивной суммы частот (рис . 15 . 18, б ) , описываемый уравнением

		р° = р о + д ^ 2		Ц *	,	(15.41)
			(, i=i
где кг	— коэффициент,		определяемый		соотношением		ем
костей,	Д — сдвиг повторителя со сдвигом.
Интегратор		алгебраической		с у м м ы частот		в ы п о л н я
ется с	п о м о щ ь ю	д в у х пассивных		сумматоров и		д в у х	п о в
торителей со сдвигом,			имеющих	п р о т и в о п о л о ж н ы е знаки

§ 15]

УСТРОЙСТВА Д Л Я Д И Н А М И Ч Е С К И Х .ОПЕРАЦИЙ

415

сдвига (рис. 15.18, в):

/ , 1=1

U j=l

При переменных емкостях пульсирующих сопротив лений и неизменных частотах рассмотренные схемы инте грируют объемы. Так, схема по рис. 13.11 реализует опе рацию

Замена в схемах интеграторов частот пульсирующих сопротивле ний с неизменяемыми емкостями на сопротивления с емкостью, пропорциональной цифровому сиг налу, дает интеграторы цифрово го сигнала, алгебраической и арифметической суммы цифровых

Рис. 15.19. Схема одпоразрядного счетчика, сигнали зирующего о прохождении заданного количества им пульсов.

сигналов.

Счетчиком, сигнализирующим о прохождении задан ного количества импульсов, может служить преобразова тель давления в количество импульсов (см. § 13). Входом при этом является количество п импульсов, выходом — дискретный сигнал р в ы х на выходе усилителя, который сигнализирует о прохождении п импульсов (рис. 15.19). Задание р3 на величину п формируется от источника давления: р°3 = тгД.

Поскольку максимальная величина pl ограничена рабочим диапазоном, а минимум Д лимитируется требо ваниями точности, то количество п оказывается]ограничен-

ным: п ^	и Ш а х . По этой причине при необходимости ра
ботать с	количеством п >	т г т а х	приходится применять
несколько	последовательно	соединенных преобразовате
лей (рис.	15.20, а). Количество		преобразователей опре

деляет число разрядов счетчика, а количество импульсов, заполняющее разряд и вызывающее появление сигнала pni переноса,— основание системы счисления. Выход фор мируется схемой совпадения, на которую поступают

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

выходы ру{ всех разрядов:

Рвых Руо' Pyi' • • • ' Ру, k-i'

Задания на усилители,	отрабатывающие		сигналы pyi,
равны:
Рч -	=	b j A .
' ai		' '	применяемой
где bi — требуемая цифра		. 1-го разряда	применяемой
системы счисления.

Рис. 15.20. Схемы многоразрядных счетчиков, сигнализирующих о прохождении заданного количества импульсов.

Переполнение		разряда происходит		при давлении
Рз, max = яД, где а — основание			системы счисления.
Сигнал pni	переноса единицы в следующий разряд,
посылаемый	при	переполнении	разряда,	поступает от

§ ibl УСТРОЙСТВА Д Л Я Д И Н А М И Ч Е С К И X ОПЕРАЦИЙ 417

триггера с раздельными входами, включающим входом

которого	является		выход pt усилителя, а выключаю
щим— сигнал pn<i-i,			управляющий пульсирующим	сопро
тивлением	этого	разряда.
Сброс в начальное состояние осуществляется с помо
щью клапана		Kt,	открываемого при наличии	сигнала

pn,i-i или сигнала рт сброса показаний счетчика.

Общее количество усилителей в схеме равно 2/с — 1. Уменьшение числа усилителей до к может быть произведе но за счет введения в качестве начального условия допол нения к сигнализируемому числу (при сигнале р т ) . Это мероприятие позволяет совместить оба усилителя каж


дого	разряда,		поскольку	в данном		случае
			Рвых = Po-Pi-Pi-		•••	-Pk_v
Схема такого счетчика дана на рис. 15.20, б.
Величины		начальных		давлений pni рассчитываются в
соответствии		с	уравнениями:
ро. =	(а — 1 —		Д — для	разрядов,		начиная с первого;
рР =	(а — bi) Д		— для	нулевого разряда.

Применение многоразрядных интеграторов возможно и при интегрировании с аналоговым выходом. Если pci — аналоговый выход г-го разряда, то результат интегриро-

вания при к разрядах пропорционален

Ыа рис. 15.21 приведены схемы двухразрядных интег раторов арифметической и алгебраической суммы частот. Заметим, что структура всех разрядов, кроме нулевого, — простейшая, с одним входом и, следовательно, одним сопротивлением; она не зависит от количества входов интегратора.

Схема интегратора-усреднителя за заданное количест во N тактов (рис. 15.22) включает в себя интегратор 1, например, по рис. 15.3, а, и счетчик 2 импульсов, кото рый выдает дискретный сигнал pY при прохождении тре буемого количества импульсов (см. рис. 13.13). Усилитель счетчика питается от генератора. В момент инвертирования

14 Е. В. Фуцпм

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

выхода усилителя на выход устройства поступает оче редной результат и вводятся начальные условия.

И н т е г р а т о р ы , и с п о л ь з у ю щ и е м е т о д ы п р и б л и ж е н н о г о в ы ч и с л е н и я о п р е д е л е н н ы х и н т е г р а л о в . Большая часть этих методов основывается

• i H H 2 ^

Ра

*Рг

• i h l h - i

Рис. 15.21. Схемы двухразрядных интеграторов частот для арифметической

(а) и алгебраической (б) сумм.

на истолковании определенного интеграла как площади, ко торая приближенно рассчитывается как сумма площадей при разбиении отрезка интегрирования на п равных час тей:

р (t) dt« 2 Р & ) & - *м),

(15.44)

УСТРОЙСТВА Д ЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

4 1 9

гдеt \i6 - t— некоторая точка на интервале [ t ^ i ,	^ ] ,	Ц —	=
— (см., например, [114]).
Это выражение является частным случаем	уравнения
(4.8), получаемым при одном входном сигнале р, т. е. при
Pt = P(h) и ti — ti-i = A f = c o n s t . Таким образом,		прибли
женное интегрирование может быть выполнено с помо
щью метода, изложенного в § 4.

Рис. 15.22. Схема интегратора-усреднителя за заданное количество тактов.

На рис. 15.23, а показана* схема интегратора-осред- нителя за заданное время п = const. В моменты времени tt контакты Kt кратковременно замыкаются, в результате чего в каждой камере Vt оказывается (запоминается) количество газа

N(ti)	=	-^-p(ti),
где Vt — объем камеры,	контакт	Kt которой замыкается
в момент ti.

14*

<<< < Предыдущая 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 4142 / 5342 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ