Устройство для моделирования звена с распределенными параметрами
всесеюэиАэ . <>EAFQ- „,ц, е, AOAIOTegg A l
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (11) 452014 (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 09.03.72 (21) 1755775/18-24 с присоединением заявки К.— (32) Приоритет
Опубликовано 30.11. 74. Бюллетень № 44
Дата опубликования описания 2Л4.75 (51) М. Кл. G 06х 7/50
Гасударственный комитет
Совете Министров СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 681.ЗЗЗ<088,@ (72) Авторы изобретения
3. Я. Кулиев и С. И. Мячин (71) Заявитель Азербайджанский научно-исследовательский институт энергетики им. И. Г. Есьмана (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗВЕНА С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ
ПАРАМЕТРАМИ
Изобретение относится к области аналогового моделирования и предназначается для использования при моделировании динамических систем, имеюших звенья с распределенными параметрами с начальной, произвольной и конечной точками, моделирования сложных и разветвпенных линий, набора различных пинейных и нелинейных элементов, подключаемых к начальной, произвольной внутренней и конечной точкам звена и решения других задач, приводяших к рекуррентному использованию передаточной функции звена с распределенными параллетрами.
Известные устройства дпя модепирования звена с распределенными параметрами состоят из блоков запаздывания, сумматсъi ров, инверторов.
Однако в таких устройствах при моделировании реальных объектов требуется бопьшое количество решаюших усилителей, кроме того, их частотный диапазон ограничен у недостаточна точность модепирования.
Предлагаемое устройство позволяет исспедовать процесс в трех точках звена — начальной, цроизвопьной и конечной с минимальным количеством решаюших усипитепей и достаточной точностью моделирования, обеспечивает простое изменение положения внутренней точки при исспедовании процессов вдоль всего звена.
Это достигается благодаря тому что
1 оно содержит интегрирующие усипитепи выходы которых подключены к первым входам выходных суммирующих усилитепей, выход четвертого бпока запаздывания подкпючен к входу первого блока запаздывания, второй вход первого выходного суммируюшего усилителя подкпючен к выходу суммирующего усилителя первого бпока запаздывания, а к входу суммируюшего усипитепя первого блока запаздывания подкпючен вход первого выходного суммирун>шего усилителя, второй вход второго выходного суммируюшего усилителя подключен к выходу сумллиg5 руюшего усипитеия третьего блока запазлы452Î14
55 вания, к входу которого подключен первый вход второго выходногo суммирующего усилителя, второй вход первого выходного суммируюшего усилителя подключен к выходу суммируюшего усилителя четвертого блока запаздывания, к входу суммируюшего усилителя четвертого блока запаздываиия подкшочеи второй вход ч>ретьего выходиого суммируюшего усилителя, третий вход которого соединен с выходом второго блока запаздывания.
На фиг. 1 показана структурная схема устройства для моделирования звена с распределенными параметрами; на фиг.2 структурные схемы учета искажений, иодкшочаемых к схеме, изображенной на
P фиг.1, где ljH, Q< к ь, напряжения и токи в начале, в произвольиой внутренней точке и в конце модели звена.
Устройство содержит четыре последовательно соединенных блока запаздывания, каждый из ко.корых выполнен в виде последовательно соединенных решаюшего усилителя и суммируюгцего усилителя, второй вход которого соединен с входом решаюшего усилителя, и выходные суммирун>>>fife усилители. ((риведеиная на фиг.1 схема позволяет моделировать звено с распределенными параметрами без иска»селеш, но с учетом
fIoTf .pü. На вход блока запаздывания, образованного усилителями 1 и 2, подается сгп иял, представляюший собой разность переменных произвольной внутрвнией
>! точки, причем через (,0 обозначен гок модели элементов, цодсоедииеннгях к внутренней точке. ((а выходе усилителя
2 образуется сумма двух сигналов- задс>(>жаииого, инвертированного сигнала, иодяниогo на вход блока запаздывания (ус;илители 1 и 2 ) и сигнала, поданного
»я дополнительный вход сумл>ирун>и>его усилителя 2 первого биокя запаздывания с об(>ятиым знаком„(3 результате иа в>,>хс>!(с> усилителя 2 получается сумма иере>.>еииых начальной Totf K c обратным
:чиком. >ядержянный на следун>шем блоке зяпяс>лывяиия (усилители 3 и 4) сигнал дяег с уллл>у перемени ых в произвольной внут(>енией точке.! (ялее этя суммя поступяет HQ вход следу>оинч о блока запаздывания (усилигл.ии > и 6). Ня выходе суммирукипего
35 (О (5 усилителя 6 третьего блока запаздывания . образуется сумма двух сигналов — инвертированного задержанного сигнала, поданного на вход блока запаздывания (усилители 5 и 6 ) и инвертированного сигнала, поданного на дополнительный вход сумми-, руюшего усилителя 6 третьего блока запаздывания. В результате на выходе усилителя 6 получается разность переменных в конечной точке с обратным знаком. Этот сигнал подается на четвертый блок запаздывания, обрадованный усилителями 7 и 8.
На выходе суммируюшего усилителя 8 образуется сумма двух сигналов — задержанного инвертированного сигнала, поданного на вход блока запаздываний, и инвертированного сигнала, поданного на дополнительный вход суммируюшего усилителя 8 четвертого блока запаздывания.
В результате на выходе усилителя 8 получается разность переменных произвольной внутренней точки, которая подается иа вход первого блока запаздывания, образованного усилителями 1 и 2 и образуется один замкнутый контур из четырех блоков запаздывания.
Напряжение U H в начальной точке модели звена присутствует на выходе .усилителя 9, на первый вход которого подается ток в начальной точке звена, а на второй вход — сумма перел>ениых начальной точки. Напряжение Ик в конечной точке оказывается на выходе усилителя 10, на первый вход которого подается ток в конечной точке звена, а на второй вход — разность переменных конечной точки. Напряжение (,(с произвольной внутренней точки образуются на выходе усилителя п и суммировании трех сигнаt лов: сумма ц с (, с / переменных произвольной внутренней точки, не вкшочаюшая в себя ток элементов, подсоединенных к ней ((-c ); разность переменных произвольной внутренней
It гочки (LI g — (. f ), и(>и IBM f 0K, входяигий
tt в эту р : «". ((.С ), »чает в себя ток элементов, подсоединенных к произвольной внутренней точке ("С ); ток элементов, подсоединенных к ир >извольной виу ГреHHpH To êÐ ((-c ), Зкономия числа рец>ак»них у<:илителей и увеличение ч;и:топгог0 дияп»зо»а схемы дос > иг и;ис .я тем, что переменные внутренние тс>чки звена обрязун>тся в оди>пл зяллкнутс>м контуре о ffc>ffyчеииел> г>с-.(>pfnpff452014
Схема учета искажений реализует добавочные члены, которые получаются при 10 представлении волнового сопротивления 7г в виде ряда с удержанием двух членов и коэффициента распространения, взятого равным коэффициенту распространения неискажаюшей линии l5
ZÐZ р 2.! P"= Сг|ри (=0,(j=O 20 R 1 >01,С вЂ” удельные параметры звена; — длина звена; 25 — коэффициент потерь; 0 — время пробега волны в один конец звена. Представление волнового сопротивления ги коэффициента распростра-! нения обеспечивает точность математического описания, достаточную для инже нерных расчетов. Интегратор 12 образует добавку к току в начальной точке, равную ) „. н которая суммируется с помошью усилителей 2 и 9. Интегратор 13 является суммирующим, выделяет при суммировании СигI налов Ц С 1, с и — (jan ток в произвольйой внутренней точке и осушествляет операцию интегрирования. Полученннгй на выходе интегратора 13 сщнал .Й . г зател1 добавляется к току о 40 5 ных начальной и конечной точек, чем обеспечивается сквозной кана,построенный из блоков постоянного запаздывания. Лля сокрашения числа решающих усилителей суммирование, необходимое для моделирова -, ния рассматриваемых систем, осушествля5 ется суммируюшим усилителем блока за паздывания. и суммируется с помошью усилителей 8 и 11. Интегратор 14 образует добавку к I току в конечной точке, равную М PLx Ф которая суммируется с помошью усилителей 6 и 10. Предмет изобретения Устройство для моделирования звена с распределенными параметрами, содержашее четыре последовательно соединенных блока запаздывания, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных решающего усилителя и суммируюшего усилителя, второй вход которого соединен с входом.решающего усилителя, и выходные суммируюшие усилители, о т л и ч а ю . ш е е с я тем, что, с целью расширьния функциональных возможностей устройства, оно содержит интегрируюшие усилители, выходы которых подключены к первым входам выходных суммируюших усилителей, выход четвертого блока запаздывания подключен к входу первого блока запаздывания, второй вход первого выходнопэ суммируюшего усилителя подключен к выходу суммирующего усилителя . первого блока запаздывания, а к входу суммируюшего усилителя первого блока запаздывания подключен вход первого выходного сул мируюшего усилителя, второй вход второго выходного суммируюшего усилителя подключен к выходу суммирующего усилителя третьего блока запаздывания, к входу которого подключен первый I вход второго выходного сумл ируюшего усилителя, второй вход первого выходного суммируюшего усилителя подключен к выходу сумл ируюшего усилителя четвертого блока запаздывания, к входу суммирующего усилителя четвертого блока запаздывания подключен второй вход третьего выходного суммируюшего усилителя, третий вход которого соединен с выходом второго блока запаздывания. 452014 <с (.u
1 олак < ор .! "6<о<но(«н 1 ех ре,«! .К у!«о<ко I(oppeaторы: () (l э Я 1 нраюк Иад 1(Цф ак ЮУ 1!одоисно< (e cc) ! 1llllllI Il I 1 осуцар«анино< о комн<с<а (. онс < а Мнн«строк (((.1 IIo и<ла<н иаобр< тений <1 огкрыгий Л1оскн«, 113035, Раушскан наб., 4! !!н;<нриягн«<1!атент», Мосина, Г.59, Ьережконская наб., 24
