Устройство для воспроизведения функций

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ ы и

ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 г) з / г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 3011.81 (21) 3359743/18-24 с присоединением заявки ¹ — . (23) Приоритет

Р1 М К,.1 з

0 Об С 7/2б

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК б81. 335 (088.8) Опубликовано 15-0383 Бюллетень ¹10

Дата опубликования описания

Г

А.Ф.Сакун, В.П.Цымбал, В.Н.Буинцев и А.Г.П;кдалко !

1

C.»

f >

Сибирский ордена Трудового Красного Знамен металлургический институт им. Серго Орджониййдзе (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного регулирования параметров различных технологических процессов, в частности, для оперативного формирования и воспроизведения графиков ведения процессов в моделирующих обучающих комплексах при подготовке операторов систем управления.

Известен генератор функций, содержащий двухпозиционный переключатель,. интегратор, компенсирующий транзистор, масштабные резисторы, задающие потенциометры, триггеры управления и инвертор. Устройство позволяет генерировать функции, представленные.в виде последовательности линейных отрезков с различными углами наклона (1 ).

Недостатком данного генератора является отсутствие возможности оперативного изменения параметров генерируемой функции, что обусловлено большим числом настроечных элементов

Наиболее близким к предлагаемому является генератор функций, содержащий последовательно соединенные источник регулируемого напряжения, интегратор и функциональный преобразователь 1 2).

Недостатком известного генератора является высокая трудоемкость его настройки, в частности, он не может использоваться там, где требуется оперативное изменение генерируемой функции, например, в обучающих уст10 Р

Цель изобретения — упрощение перестройки и расширение области применения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для воспроизведения функций, содержащее источник регулируемого напряжения, последовательно соединенные интегратор и функциональный преобразователь, выход котороГо является выходом устройства, введены блоки вычитания, деления, умножения и блоки задания начального значения аргумента функции, конечного значения аргумента функции и длительности формирования функции, причем выход блока умножения соединен с информационным входом интегратора, вход начальных условий которого подключен к выходу блока задания начального значения аргумента функции, первый и второй информационные входи

1005091

65 которого соединены соответственно с выходом блока задания конечного значения аргумента функции и выходом блока задания начального значения аргумента функции. . Ha Фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 и 3 — диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для воспроизведения функций содержит источник 1 регулируемого напряжения, блок 2 умножения, интегратор 3, функциональный преоб1. азователь 4 (в частности, это может быть диодно-резисторный блок нелинейностей), блоки 5-7 задания начального значения аргумента функ 15 ции, конечного значения аргумента функции и длительности формирования функции, блок 8 вычитания, блок 9 деления.

Устройство обеспечивает оперативное задание монотонных графиков ведения технологических процессов циклического типа. Как известно, в ходе таких процессов в рамках отдельного технологического цикла ставится зада-25 ча доведения величины какого-либо параметра (или нескольких параметров) от начального значения до заданного конечного, причем за определенное время. Переход из начального состояния в конечное осуществляется по определенному графику, который предварительно формируется с учетом отмеченных выше факторов, а также ряда технологических и других ограничений. В каждом цикле указанный график в зависимости от конкретных условий имеет свой индивидуальный характер, Однако, совокупность этих графиков по множеству циклов в большинстве случаев подчиняется той или иной закономерности, которая определяется физико-химическими особенностями протекания процесса. На этОм реализован принцип действия этого устройства, основанный 45 на использовании графиков, отражающих общие закономерности протекания процесса с последующей оперативной конкретизацией их (в рамках установленной закономерности) применительно 50 к начальным условиям и заданию.Для этого на функциональном преобразователе 4 предварительно набирается базовая кривая 0(П) = t(u(rr))(фиг.2, график а), отображающая в масштабе 55 напряжений и общие закономерности изменения параметра П во времени и соответствующая наиболее ийтенсивному режиму ведения процесса (т.е. минимальной длительности технологи- 6О ческого цикла). Затем производится градуировка блоков задания 5,6 и 7, предназначенных для ввода .в устройство информации соответственно о начальном П, конечном П 1, значениях аргумента функции и заданной длительности формирования функции, на основе которой осуществляется оперативное изменение обобщенного графика (предельной базовой кривой), набранного в преобразователе 4, применительно к конкретным особено ностям очередного технологического цикла. Причем, градуировка блоков задания начального 5 и конечного 6 значений аргумента функций производится в соответствии с функцией

О(Ц = Ч(П), обратной по отношению к предельной базовой кривой, так, что входами блоков задания являются значения параметров, а выходаминапряжения, пропорциональные времени, соответствующему этим значениям параметра по предельной базовой кривой. Пример градуировки блоков 5 и б для кривой, набранной в рассматриваемом случае в преобразователе 4, приведен на фиг. 3.

Устройство работает следующим образом.

На блоках 5,6 и 7 выставляются соответственно начальное Пн, конечное П значения параметра и заданная длительность технологического цикла. С блока 5 сигнал 0(.н)(фиг. 3), пропорциональный времени Y,ñooòâåòñòвующему установленному начальному значению параметра Пц по базовой кривой, подается на.вход начальных условий интегратора 3, с выхода которого он проходит на вход функционального преобразователя 4. В соответствии с набранной на нем кривой (фиг.2) на выходе его устанавливается напряжение 0(Пн), пропорциональное начальному значению параметр . Одновременно сигнал u(Y„) с блока 5 поступает на вход блока вычитания 8, на другой вход которого с блока 6 подается сигнал U(Г Д (фиг.3), пропорциональный времени достижения конечного значения параметра по предельной базовой кривой. В.результате, на выходе блока вычитания 8 получается напряжение u(С«) = О(Сн ) - 0(), пропорциональное длительности технологического цикла при заданных условиях по предельной базовой кривой.

Это напряжение подается в качестве делимого на вход блока 9 деления,на другой вход которого в качестве делителя с блока задания 7 поступает напряжение 0(QQ, пропорциональное заданному значению длительности технологического цикла. Выходной сигнал блока деления 9 U

0 (Где)

0 Г„ ) (где k < 1) поступает на вход блока 2 умножения, на другой вход которого приходит сигнал Uäöс источника 1 регулируемого напряжения для развертки предельной базовой кривой.

1005091

В результате операции перемножения сигнал разверки 0 Р.на выходе блока 2 уменьшается во столько раз, во сколько заданная длительность технологического цикла превысит длительность его при тех же начальном и конечном значениях параметра в случае движения по предельной базовой кривой, т.е. 0 = К l3pg, где k < 1. За счет этого при запуске устройства развертка набранного на функциональном преобразователе,4 графика изменения параметра от начального до заданного конечного его значения (фиг. 2, кри.вая Ы осуществляется за время, равное заданию на длительность технологического цикла. Для визульного контроля графика к выходу функционального преобразователя 4 может быть подключен самопишущий прибор. Таким образом, устройство после разовой 20

его настройки с учетом наиболее общих закономерностей изменения какоголибо параметра, характеризующего определенный циклический процесс, позволяет в дальнейшем оперативно (путем 25 ввода с задатчиков начального, ко.нечного значения параметра и длительности цикла) формировать график изменения этого параметра с учетом уже конкретных особенностей очередного технологического цикла.

Технико-экономический эффект заключается в существенном уменьшении трудоемкости настройки по сравнению с известным Устройством и обеспечении за счет этого возможности оперативного формирования графиков, что позволяет расширить область применения устройства и использовать его в качестве программного задающего устройства для задания внешних воздействий и переменных параметров при исследовании и оптимизации технологических процессов на модели, а также для формирования графиков заданий на изменение выходных пара- 45 метров в обучающих системах на основе тренажеров и непосредственно в действующих системах управления, т.е. в тех случаях, когда требуется многократное повторение какоголибо циклического процесса при изменяющихся условиях.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения функций, содержащее источник регулируемого напряжения, последовательно соединенные интегратор и функциональный преобразователь, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения перестройки и расширения области применения, в него введены блоки вычитания, деления, умножения и блоки задания начального значения аргумента функции, конечного значения аргумента функции и длительности формирования функции,причем выход блока умножения соединен с информационным входом интегратора, вход начальных условий, которого подключен к выходу блока задания начального значения аргумента функции, первый и второй информационные входы блока умножения соединены соответственно с источником регулируемого напряжения и выходом блока деления, вход делителя которого соединен с блоком задания длительности формирования функций, а вход делимого — с выходом блока вычитания, первый,и второй входы которого соединены соответственно с выходом блока задания конечного значения аргумента функции и выходом блока задания начального значения аргумента функции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 570069, кл. G 06 G 7/26. 1975.

2. Кириллов В.В., Моисеев В.C.

Аналоговое моделирование динамических систем. Л., "Машиностроение", 1977, с.80, рис. 3.9 (прототип).

1005091

0(0)

О(Пк)

u5) . ВНИИПИ Заказ 1903/бб

Тираж 704 Подписное

Филиал ППП "Патент", г„Ужгород,ул.Проектная,4