Устройство для моделирования линейных динамических звеньев с передаточной функцией

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при построении систем автоматического регулирования и их моделировании . Устройство содержит три инвертирующих сумматора, шесть блоков настраиваемого коэффициента, два инвертора, два масштабирующих элемента, инвертирующий интегратор и интегросумматор. Сущность изобретения заключается в выборе структуры устройства, позволяющей обеспечить раздельную регулировку коэффициентов передаточной функции, изменение масштаба и знака времени. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 06 G 7/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

OllMCAHNE И ЗОБ РЕТЕ Н ИЙ

К МТОРСКОЬ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4684110/24 (22) 27.02.89 (46) 30.05.92, Бюл. М 20 (72) Л.Г,Быстров, Ю.А.Погрешаев, А,А.Сагитов и В.В.Сафронов (53) 62-50(088.8) (56) Тетельбаум И;М., Шнейдер Ю.P. Практика аналогового моделирования динамических систем. М.: Энергоатомиздат, 1987, с, 82.

Горбацевич Е.Д„Левинзон Ф.Ф.Аналоговое моделирование систем управления, С., 1984, с. 159, схема 13. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ЛИНЕЙНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ЗВЕНЬЕВ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при построении систем автоматического регулирования и при их модели ровании.

Цель изобретения — расширение области применения эа счет упрощения настройки независимо отображенных параметров передаточной функции.

Поставленная цель достигается за счет введения дополнительных элементов, в том числе блоков настраиваемого коэффициента, изменения и введения новых связей между элементами, нового распределения блоков настраиваемого коэффициента в путях прямой и обратной передачи сигнала.

На чертеже приведена структурная схЕма предлагаемого устройства, реализованная на операционньех усилителях., „„5U„„1737436 А1

С ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИЕЙ W(S) =

)

T S +2(TS +1 (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при построении систем автоматического регулирования и их моделировании. Устройство содержит три инвертирующих сумматора, шесть блоков настраиваемого коэффициента, два инвертора, два масштабирующих элемента, инвертирующий интегратор и интегросумматор. Сущность изобретения заключается в выборе структуры устройства, позволяющей обеспечить раздельную регулировку коэффициентов передаточной функции, изменение масштаба и знака времени. 1 ил.

Схема состоит из первого 1, второго 3, третьего 7, четвертого 12, пятого 15 и шестого 13 блоков настраиваемого коэффици- 4 ента соответственно Кь К» 2 ф. Кэ., P и К» (д интегросумматора 2, первого 16, второго 4 и третьего 8 инвертирующих сумматоров, ф,„ первого 17, второго 9, третьего 11 и четвер- ( того 5 инверторов, инвертирующего интег- g ратора 14, первого 6 и второго 10 масштабирушщих аяемеитаа дяя отображения параметра Т, В статическом состоянии вход устройства соединен с входом первого блока 1 настраиваемого коэффициента, выход которого соединен с первым входом интегросумматора 2. неинвертирующий выход которого соединен с первым входом второго инвертирующего сумматора 4. Выход последнего соединен через первый масштабирующий элемент 6 и четвертый инвертор 5

1737436 соответственно с вторым и третьим входами второго инвертирующего сумматора 4, а также через третий блок 7 настраиваемого коэффициента с вторым входом интегросумматора 2 непосредственно с первым входом третьего инвертирующего сумматора 8. Выход последнего соединен через второй масштэбирующий элемент 10 и через второй инвертор 9 соответственно с вторым и третьим входами третьего инвертирующеr0 сумматора 8, а также непосредственно с входами третьего инвертора 11 и шестого блока 13 настраиваемого коэффициента.

Выход третьего инвертора 11 соединен через четвертый блок 12 настраиваемого коэффициента с первым входом первого инвертирующего сумматора 16, выход которого является первым выходом устройства. Выход шестого блока 13 настраиваемого коэффициента является третьим выходом устройства и соединен с входом инвертирующего интегратора 14, выход которого соединен с третьим входом интегросумматора 2, через пятый блок 15 настраиваемого коэффициента — с вторым входом первого интегрирующего сумматора

16 и через первый инвертор 17 — с вторым выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал устройства обозначен через X(S) (в дальнейшем рассматриваются. сигналы, отображенные по методу Лапласа).

Нэ выходах устройства имеются соответственно сигналы: первого — Y1($); второго — Y2(S); третьего — У3(8). В исходном состоянии входной сигнал отсутствует, а напряжение на выходах каждого интегратора в соответствии с нулевыми начальными условиями равно нулю, напряжения на выходах всех блоков настраиваемого коэффициента и операционных усилителей равны нулю, следовательно, сигналы на выходах устройства отсутствуют. При прохождении входного сигнала через блок 1 настраиваемого коэффициента формируется сигнал вида X1(S) Ка X(S). С выхода интегросумматора 2 имеем сигнал вида Хг(8) = — (X2(8) +

"о8

+Хт($) + Х1 1(8) После прохождения второго блока 3 настраиваемого коэффициента сигнал принимает вид Хз($) - К1 X2(S). С выхода второго инвертирующего сумматора 4 имеем" сигнал вида x4(S) "(хз(8) +

+КтХ1(8) -)0p)). После прохождения третьего блока 7 настраиваемого коэффициента сигнал принимает вид Хт(8) - 2 g XQS), С выхода третьего инвертирующего сумматора 8 имеем сигнал вида Xe(S) - -(X4(S) +

+КтХв($) - Хв($)). После прохождения третьего инвертора 11 и четвертого блока 12 настраиваемого коэффициента сигнал принимает

5 вид X12(S) - -К Ха{8). ПОСЛЕ прОхОждЕния шестого блока 13 настраиваемого коэффициента сигнал принимает вид X13(S)-К1 Xe(S), Этот сигнал является выходным сигналом УЗ{8) по третьему выходуустройства, 10 т.е. Y3($) - К1 Х8($). С выхода инвертирующего интегратора 14 имеем сигнал вида Х14($) -1

X13(S), тогда на втором выходе. устройТо$ ства имеем сигнал вида Уг($) - -Х14($)15 1

X13{S), а после прохождения пятого

1о$ блока 15 настраиваемого коэффициента сигнал принимает вид Х1в($) - pX14{8). На выходе первого инвертирующего суммато20 ра 16 имеем сигнал вида Хы{$) = Y1(S)-(Х12(8) + X1g(8)j, После математических преобразований получаем:

Y3 (S) - Kk

К1 То

К1

Y2(S) - К

30 К Т2

К2

То$

Х ($);

82+2 К1То $ +1

Х (8);

+ 2 К То $ + 1

Кт

1о $+p

Х (S).

35 Кг То

Кг

$ +2($+1

Введя обозначения =т, ф =ф

К То

К1

40 К .Т

Т, ф = ф, К = К, получаем по первоКс му выходу передаточную функцию заданного вида Nl 1($) = К

s S+

45 7282+ 2фТ$ +1

Формула изобретения

Устройство для моделирования линейных динамических звеньев с передаточной

50 функцией {8) - К(2 ),,corS+

Ч $ +2фТ$ +1 держащее первый блок настрэивэмого коэффициента, вход которого является входом устройства, а выход соединен с

55 первым входом интегросумматора, неинвертирующий выход которого соединен с вторым блоком настраиваемого коэффициента, выход третьего блока настраиваемого коэффициента соединен с вторым входом интегросумматора. выходы четвер1737436

Составитель Л. быстров

Редактор М. Петрова Техред ММоргентал Корректор M. Максимишинец

Заказ 1892 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород. ул. Гагарина, 101 того и пятого блоков настраиваемого коэффициента соединены соответственно, с первым и вторым входами первого инвертирующего сумматора, выход которого является первым выходом устройства, выход шестого блока настраиваемого коэффициента через неинвертирующий интегратор соединен с входом первого инвертора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения области применения за счет упрощения настройки, дополнительно введены первый, второй и третий инвертирующие сумматоры, второй, третий и четвертый инверторы, первый и второй масштабирующие элементы. выход второго блока настраиваемого коэффициента соединен с первым входом второго инвертирующего сумматора. выход которого через первый масштабирующий эле мент и четвертый: инвертор соединен соответственно,.с вторым и третьим входами второго инвертирующего сумматора, выход которого соединен с входом третьего блока настраиваемого коэффициента и первым входом третьего инвертирующего сум5 матора, выход которого через второй масштабирующий элемент и через второй инвертор соединен соответственно с вторым и третьим входами третьего инвертирующего сумматора, выход которого соединен с

10 входом шестого блока настраиваемого коэффициента и через третий инвертор — с входом четвертого блока настраиваемого коэффициента, выход инвертирующего интегратора соединен с входом пятого блока

15 настраиваемого коэффициента и третьим входом интегросумматора, выход первого инвертора и выход шестого блока настраиваемого коэффициента являются соответственно вторым и третьим выходами

20 устройства.