Устройство для воспроизведения релейной характеристики с зоной нечувствительности

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ С ЗОНОЙ НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, содержащее первый операциолннй усилитель, в цепь о6ра:тной связи которого включен первый масштабирующий резистор, первый и второй потенциометры, включенные между выходом первого операционного усилителя и шинами положительного и отрицательного опорного напряжения соответственно, средний вывод первого потенциометра соединен с катодом первого кока1утирую1цего диода, средний вывод второго потенциометра - с анодом второго коммутирующего диода, анод первого и катод второго коммутирующих диодов соединены с входом первого операционного усилителя, третий и четвертый потенциометры, включенные между входом, устройства и шинами положительного и отрицательного опорного напряжениясоответственно, срюдний вывод третьего потенциометра соединен с катодом третьего коммутирунидего диода, средний вывод четвертого потенциометра соединен с анодом четвертого коммутирующего диода, анод третьего и катод -Четвертого ксммуткрующих диодов через второй и третий масштабирукяцие резисторы соответственно соединены с входом первого операционного, усилителя,- о т л ичающееся тем, что, с целью повьаяения точности, устройство содержит второй оцерационный усилитель, четвертый, пятый, шестой и седьмой масштабирующие резисторы, при этом с вход второго операционного усилителя через четвертый масштабируквдий резистор соединен с выходом первого операционного усилителя, через пятый С анодом третьего коммутирутадего диода, через шестой - с катодом четсл вёртого коммутирующего диода и через 1 седьмой масштабирукяций резистор с выходом второго операционного усир лителя. 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

- РЕСПУБЛИК (1Е (И) 3(59 6 06 Q 7 25

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3494632/18-24 (22) 27.09.82 .(46) 23.11.83. Вюл, 9 43 ..(72) В.A.Ãðàáàóðoâ, В..В.Теплов, С.В.Харьков и Е,В,Ревякин (71) Ростовскими-на-.Дону ордена .Трудового Красного Знамени институт сельскохозяйственного машиностроения. (53.) 681.3(088.8) (56) 1. Фрейдэон И.Р. Математическое моделирование судовых систем автоматического управления, Л., "Судостроение |, 1964, с. 44.

2. Нородин И.Ф., Кириллин Н.И, Практикум по основам автоматики и автоматизации производственных про- . цессов, М., "Колос", 1974, с. 146-147 (прототип), (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ С ЗОНОЙ

НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, содержащее первый операционный усилитель, в цепь обратной связи которого включен первый масштабирующий резистор., первый и второй потенциометры, включенные между выходом первого операционного усилителя и шинами положительного и отрицательного опорного напряжения соответственно, средний вывод первого потенцирметра соединен с катодом первого коммутирующего диода, средний вывод второго потенциометра — с анодом второго коммутирующего диода, анод первого и катод второго коммути- рующих диодов соединены с входом первого операционного усилителя, третий и четвертый потенциометры, включенные между входом, устройства и шинами положительного и отрицательного опорного напряжения соответственно, средний вывод третьего потенциометра соединен с катодом третьего коммутирующего диода, средний вывод четвертого потенциометра соединен с анодом четвертого коммутирующего диода, анод третьего н катод четвертого коммутирующих диодов через второй и третий масштабирующие резисторы соответственно соединены с входом первого Q операционного усилителя; о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, устройство содер. жит второй onåðàöèoííûé усилитель, четвертый, пятый, шестой и седьмой масштабирующие резисторы, при этом а вход второго операционного усилителя через четвертый масштабирующий резистор соединен с выхрдом первого операционного усилителя, через пятый с анодом третьего коммутирующего диода, через шестой — с катодом четвертого коммутирующего диода и через седьмой масштабирующий резистор с выходом второго операционного уси-. лителя.

1056218

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при моделировании нелинейных систем автоматического регулирования.

Известны устройства для воспроизведения релейных характеристик с нечувствительностью, содержащие операционные усилители, резисторы, диодные блоки и потенциометры {1) и (2). и .Известно устройство, в котором ре-" зультирующая характеристика является суммой двух смещенных по оси аргумента релейных характеристик, содержащее два операционных усилителя с нелинейными обратными связями и сум. мирующий усилитель {1) .

Недостатком устройства является .сложность схемы (три операционных ..усилителя) и недостаточная точность,. обусловленная конечным сопротивлением20 открытых диодных цепей,из-эа чего ветви релейной характеристики имеют наклон, причем из-эа суммирования сигналов двух цепей наклон удваивается. 25

Наиболее близким по технической сущности k изобретению является устройство для воспроизведения релейной характеристики с зоной нечувствительности, содержащее операционный усили-Зо тель, резистор обратной связи, включенный между входом и выходом операционного усилителя, входные резисторы, у которых одни выводы подключены к входу операционного усилителя, а другие соединены соответственно с .анодом первого диода и катодом второго диода, потенциометры, средние выводы которых соединены соответственйо с катодом и анодом указанных диодов, одни крайние выводы потенциомет-Ж ров подключены соответственно к положительному и отрицательному опорным напряжениям, а другие крайние выводы соединены между собой.и являются входом устРойства. . 45

Устройство содержит также вторую пару потенциометров, у которых одни крайние выводы подключены к выходу операционного усилителя, другие крайние выводы - соответственно к положительному и отрицательному опорным напряжениям, а средние выводы подсоединены соответственно к катоду третьего диода и аноду четвертого диода.

Вторые выводы этих диодов нодключены к входу операционного. усилителя (2) .

Однако статическая характеристика известного устройства также отличается от идеальной релейной характеристики с зоной нечувствительности,;

Целью изобретения является повы- 60 шение точности.

Указанная цель достигаетсй тем, что устройство для воспроизведения релейной характеристики с зоной 1 нечувствительности, содержащее первыйцд операционный усилитель, в цепь обрат ной связи которого включен первый масштабирующий резистор, первый и второй.потенциометры, включенные между выходом первого операционного усилителя и шинами положительного и отрицательного опорного напряжения соответственно, средний вывод первого потенциометра соединен с катодом первого коммутирующего диода, средний вывод второго потенциометра с анодом второго коммутирующего диода, анод первого и катод второго коммутирующих диодов соединены с входом первого операционного усилителя, третий и четвертый потенциометры, включенные между входом устройства и шинами положительного и отрицательного опорного напряжения соответственно, средний вывод третьего потенциометра соединен с катодом третьего коммутирующего диода, средний вывод четвертого потенциометра соединен с анодом четвертого коммутирующего диода, анод третьего и катод четвертого коммутирующих диодов через второй и третий масштабирующие резисторы соответственно соединены с входом первого операционного усилителя, содержит второй операционный усилитель, четвертый, пятый, шестой и седьмой масштабирующие резисторы, при этом вход второго операционного усилителя через четвертый масштабиру- . ющий резистор соединен с выходом первого операционного усилителя, через пятый — с анодом третьего коммутирующего диода, через шестой - с катодом четвертого коммутирующего диода и через седьмой масштабирующий резистор - с выходом второго операционного усилителя.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит операционный усилитель 1, масштабирующие резисторы 2-4, коммутирующие диоды 5 и 6, потенциометры 7-10, коммутирующие диоды 11 и 12, операционный усилитель

13, масштабирующие резисторы 14-3.7.

Устройство работает следующим образом,.

Пока входное напряжение 0 „ по величине не превышает напряжейия отпирания диодов 5 и 6, напряжение на выходе устройства отсутствует. Если входное напряжение превышает соответствующее пороговое напряжение, то открывается один из диодов 5 или 6 в зависимости от полярности входного напряжения, и сигнал поступает на вход операционного усилителя 1, Пройдя через усилитель, сигнал инвертируется и скачкообразно увеличивается за счет значительного коэффициента передачи, определяемого отношением сравнительно большого сопротивления обратной связи (реэис-, 1056218

У1

Составитель Г. Осипов

Редактор В. Иванова Техред И.Тепер: КорректоР О. Тигор

Заказ 9309/44 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская,наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, ужгород, ул. Проектная, 4 тор 2) и сравнительно малого входно-. го сопротивления (резисторы 3 или 4

При превышении сигналом на выхо де операционного усилителя 1 напряжения ограничения открывается один из диодов 11 и 12 и усилитель переходит в режим ограничения. Сопротивление обратной связи шунтируется открытой диодно-резисторной цепочкой, резко уменьшая коэффициент передачи усилителя.

Однако за счет соизмеримости сопротивления открывшейся. диоднорезисторной цепочки и входного сопро тивления (резисторы 3 или 4) опера- 15 ционный усилитель 1 в режиме ограничения обладает отличным от нуля коэффициентом передачи, и сигнал на выходе операционного усилителя 1 продолжает увеличиваться при возраста нии входного напряжения.

Напряжение с выхода операционного усилителя 1 подается через резистор

14 на вход операционного усилителя

13, работающего в режиме суммирования.

На вход операционного усилителя

13 подается также через резисторы

15 или 16 (в зависимости от полярности входного сигнала) напряжение с входа усилителя 1, имеющее противоположный знак выходному напряжению операционного усилителя 1.

Величины резисторов 15 и 16 подбираются таким образом, чтобы компенсировать изменение выходногЬ напряжения в режиме ограничения.

Технико-экономический эффект от использования изобретения определяется возможностью более точного воспроизведения характеристик релейного элемента и их учета при исследовании систем регулирования.