Пневматический фильтр

 

Изобретение относится к пневматической технике и решает задачу повышения точности при одновременном расширении области применения путем реализации полинома первой степени. Фильтр содержит емкость 1, первый и второй резисторы 3 и 5, инвертор 4 и два последовательно соединенных переключателя 7, 8. Сущность изобретения состоит в точной реализации оператора фильтрации входного импульсного сигнала по полиномиальной функции первого порядка в независимости от соотношения проводимостей резисторов за счет дросселирования входного потока газа, поочередного заполнения и опустошения емкости в атмосферу с заданной интенсивностью. Пневматический фильтр обладает расширенными функциональными возможностями, так как реализует полином первой степени, что позволяет использовать его в качестве базового для создания кусочно-линейных аппроксиматоров при простой технической реализации, 2 ил. ел с 00 кэ о СлЭ ю ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{я)5 6 06 G 5/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, 6. (21) 4921909/24 (22) 25.03.91 (46) 07.06.93. Бюл; М 21 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) Н.M.Ñàôüÿêíèêoâ и В,В.Сальников . (56) Бирман А,И., Дарховский Б.С. Элементы и схемы пневматической аналого-дискретной вычислительной техники. — В кн„ Труды

ЦНИИКА. — M— - Л.; Энергия, 1966, вып. 13, с. 151, рис. 7.

Авторское свидетельство СССР

М 208359, кл. G 06 G 5/00, 15.05.63.

Ведешкин А.А., Гарбер Е.Д. Пневматические множительно-делительные устройства. // Сб. Пневматические средства и системы управления. М,: Наука, 1970, с. 126 — 137.

Авторское свидетельство СССР

К 723593, кл. 6 06 6 5/00, 12.05.78.

Ибрагимов И.А., Фарзане Н.Г., Илясов .Л.В, Элементы и системы пневмоавтоматики. Учебник для ВУЗов, 2-е изд. перераб. идоп. — M. Высшая школа, 1985.

Берендс Т.К,, Ефремова Т.К., Тагаевская

А.А„Юдицкий С,А, Элементы и схемы пневмоавтоматики, 2-е изд. — М.; Машиностроение. 1976, Ы 1820395 А1 (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к пневматической технике и решает задачу повышения точности при одновременном расширении области применения путем реализации полинома первой степени. Фильтр содержит емкость 1, первый и второй резисторы 3 и 5, инвертор 4 и два последовательно соедиьенных переключателя 7, 8. Сущность изобретения состоит в точной реализации оператора фильтрации входного импульсного сигнала по полиномиальной функции первого порядка в независимости от соотношения проводимостей резисторов за счет дросселирования входного потока газа, поочередного заполнения и опустошения емкости в атмосферу с заданной интенсивностью. Пневматический фильтр обладает расширенными функциональными возможностями, так как реализует полином первой степени, что позволяет использовать его в качестве базового для создания кусочно-линейных аппроксиматоров при простой технической реализации. 2 ил.

1820395

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть применено в системах пневмоавтоматики, где распространено представление информации в виде скважности импульсных сигналов.

Целью изобретения является повышение точности пневматического фильтра при одновременном расширении функциональных возможностей.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого пневматического фильтра; на фиг. 2временная диаграмма его работы.

Фильтр содержит емкость 1, подключенную к входу 2 фильтра через входной резистор 3, инвертор 4, вход которого соединен с входом 2 фильтра, и дополнительный резистор 5, связанный одним выводом с входом емкости 1 и выходным каналом 6, первый 7 и второй 8 последовательно соединенные переключатели, управляющие входы которых соответственно соединены с входом и вйходом инвертора 4. коммутируемые входы соответственно — с входом 2 фильтра и с вторым выводом дополнительного резистора 5, а выход второго перекточателя 8 связан с атмосферой 9.

Пневматический фильтр работает следующим образом..

На вход 2 фильтра поступает периодическая (с периодом T) последовательность прямоугольных импульсов с амплитудой Рвх и относительной длительностью у. Пусть в начальный момент времени переключатель

7разомкнут,,з переключатель 8 замкнут.

Выход переключателя 8 соединен с атмосферой; Давление в выходном канале 6 опре. деляется коэффициентом пневматического делителя, реализованного на резисторах 3 и5.

При замыкании переключателя 7 и размыкании переключателя 8 на время т под воздействием импульсного сигнала Рвх образуется поток газа в цепи резисторов 3 и 5.

При этом количество газа в емкости 1 увеличивается. После раэмыкания переключателя 7 и замыкания переключателя 8 нэ время Т вЂ” т одновременно происходит заполнение емкости через резистор 3 и ее опустошение через резистор 5.

В следующий период Т нэ время г вновь замыкается переключатель 7 и размыкается переключатель 8 и.процесс повторяется.

В установившемся режиме при достаточнр большой емкости 1 постоянные составляющие потоков в цепи емкости становятся равными нулю. Давление в емкости 1 от периода к периоду. при одном и том же значении у практически не меняется и определяет функциональную характеристику пневматического фильтра.

Все элементы предлагаемого фильтра являются хорошо известными. В качестве емкости 1 можно использовать. например, постоянную пневмоемкость. работа которой известна. Резисторы 3 и 5 и их расходные характеристики известны. Инвертор 4 может быть выполнен, например, на базе

1О трехмембранного пневматического реле по известной схеме. Для реализации переключателей 7 и 8 применяются. например, различные пневмоклапаны.

В основу построения пневматического

15 фильтра положен принцип преобразования входного импульсного сигнала в количество газа по линейному закону, суммирования полученных количеств газа для выработки результирующего давления при одновре28 менном аналогичном преобразовании, параллельно выполняемом в моменты действия импульсов прямой относительной длительности, и сбрасывания результирующего давления в атмосферу по линейному

2- закону в моменты действия импульсов инверсной относительной длительности, причем функциональная харэктвристикз фильтра в виде полиномз первой степени формируется как результат осреднения в ус3О тановившемся режиме, когда.количество газа. .подаваемое за.период по входному канзлу, равно количеству газа, удаляемому в атмосферу, Расход газа в цепи:резистора 3 при

35 входном давлении Рех и выходном Ps» определяется как

Gag-(Psx Р ) а .

Расход газа в цепи переключателя 7 при входном давлении Р х и выходном Ps» on4О ределяется в зависимости oi относительной длительности у =.. входного сигнала следующим образом:.

Gi@ (РЫ-P )Ау

Расход газа в цепи переключателя 8 при выходном давлении определяется в зависимости от (1-у)-ro входного сигнала как и -Р » а -(1-у)

5О В установившемся состоянии изменение массы воздуха в емкости 1 за период Т равно нулю: (Р., — P»,) а1 т+ (Р.х - Р...) а УтР щ-(1 -у)Т

55 или в . И "а2 аых- а1 +02 вх х а1 а х(+ + + у), 1820395

Составитель Н. Сфьянников

Редактор С, Кулакова Техред M.Ìoðãåíòàï Корректор H.Ðåâñêaÿ

Заказ 2031 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 где Рв — сглаженное значение выходного давления.

Таким образом, функциональная характеристика пневматического фильтра представляется в виде попиномэ первой степени:

Y = k(ao+ а х), где у — выходная функция, соответствующая

Рвых х — аргумент, соответствующий у;

k — зависимый коэффициент, который задается в процессе преобразования, соответствующий Ps>, ао и ai — независимые коэффициенты; устанавливаемые до процесса преобразования, соответствующие ат а2

Щ+Щ Щ+Щ

Приведенные материалы доказывают, что зая вляемый пневматический фильтр характеризуется более высокой точностью, так как отсутствует нелинейность преобразования, обусловленная точностью задания равенства номиналов резисторов.

Кроме того, заявляемое устройство обладает расширенными функциональными возможностями, так как реализует полинам

° первой степени, что позволяет использовать устройство в качестве базового для создания кусочно-линейных эппроксиматоров. При этом не требуется существенных вппаратурных затрат. сохраняется та же од5 нородность элементной базы, что и у прототипа, позволяющая получить технологичность и реализуемость устройства на известных элементах пневмоавтомвтики.

Формула изобретения

Пневматический фильтр, содержащий емкость, подключенную к входному каналу фильтра через первый резистор, инвертор, 15 вход которого соединен с входным каналом, и второй резистор, связанный одним выводом с входом емкости и выходным каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения области

20 применения путем реализации лолинома 1 степени, в нем установлены первый и второй последовательно соединенные пере«лючатели, управляющие входы которых соответственно соединены с входом и выхо25 дом инвертора, коммутируемые входы соответственно с входным каналом и вторым выводом второго резистора, а выход второго переключателя связан с атмосферой.