Пневматическое интегро-дифференцирующее устройство
,O fl H C A H H E
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Соаетских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства М
Заявлено 06.1V.1971 (Ko 1643340/18-24) с присоединением заявки М
Приоритет
Опубликовано 26.Х.1973. Бюллетень Ке 43
Дата опубликования описания 5.IV.1974
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР по делам иаааретений и аткрытий
Авторы изобретения
Б. E Агафонов, О. К. Безик, Ю. C. Демидов, Ю, Н. Клокотов, В. К. Пряхин, В. В. Хрисанов и В. Д. Хижняков
Заявитель
ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ИНТЕГРО-ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ
УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к пневматическим аналоговым вычислительным устройствам.
Известны интегро-дифференцирующие устройства, содержащие емкости, постоянные и переменные дроссели и мембранные элементы.
Однако такие устройства имеют недостаточную точность из-за изменения характеристик мембран во времени.
Предложенное устройство отличается тем, что для повышения точности работы оно выполнено в виде симметричного моста, каждая ветвь которого содержит последовательно соединенные постоянный дроссель, первую емкость, первый переменный дроссель, вторую емкость, объем которой меньше объема первой емкости, второй переменный дроссель, и сумматор, плюсовой и минусовой входы которого подключены к выходу вторых емкостей.
Первый и второй переменные дроссели каждой ветви моста соединены соответственно с прямыми и инверсными входными каналами.
Схема устройства приведена на чертеже.
Первый полумост (ветвь моста) построен на последовательно соединенных постоянном дросселе 1, первой емкости 2, первом переменном дросселе 3, второй емкости 4 и втором переменном дросселе 5. Второй полумост содержит постоянный дроссель 6, первую емкость
7, первый переменный дроссель 8, вторую емкость 9 и второй переменный дроссель 10.
Объемы емкостей 2 и 7 попарно равны, т. е, Ъ =1 у — — Ъ", объемы емкостей 4 и 9 также равны V4 V9=V", причем V ))V .
Дроссели 1 и 6 соединены с каналом питания 11, дроссели 5 и 10 — с атмосферой. Емкости 4 и 9 подключены соответственно к минусовому и плюсовому входам сумматора 12.
Дроссели 3 и 8, 5 и 10 соединены соответственно с первым прямым 13 и инверсным 14 и
10 вторым прямым 15 и инверсным 16 входными каналами. Под действием входных сигналов, подаваемых по каналам 13 — 16, изменяются проводимости переменных дросселей.
При изменении проводимости дросселя 3 под
15 действием входного сигнала в канале 13 и неизменном проходном сечении дросселя 5 изменение давления в емкостях 2 и 4 описывается следующими дифференциальными уравнениями:
20 r1 i à i 2 rI
d дб
+р +" ЕР Af ЬРР (1)
ЯО, dt ) дЛ вЂ” — + ра+ рс 5AP, =- ЛЬ вЂ” AP„o„(2)
25 R04 И ) доз где V — объем камеры;
R — газовая постоянная;
Π— температура;
30 р — проводимость дросселя;
404093 д0
ЬР4 дЛ
Уз Р,;. + Р,Р, + Р,;, или
Ы, TS+1
mfa TsS + 1 (s+i) где
20 д6 д/
К=
PiPs + РзРз + PiPs или
Лр, T S+1 fã ТзК+ 1 (6) 25 где
T,=—
Рз + Рз дб
К ./э
Р1Рз + PiPs + РзРз (РзРэ + РзРз + РзРэ) 30
Ts
Рз+ Ps
РзРз + PiPs + PSPs р, = дб/дР, р, = дб/дР, р, = д6/дР, р, = oG/äÐ, для дросселя 1; для дросселя 3; для дросселя 3; для дросселя 5.
P — давление;
G — расход;
f — площадь проходного сечения дросселя.
Индексы указывают на номер элемента схемы.
Решив равенства (1) и (2) относительно
ЬРз применив преобразование Лапласа с
Ьхэ учетом Г)) V" и 0 — — 0 — — О, получим:
< (Ps + Ps)
РзРэ + РзРз + РзРз /
Таким образом, передаточная функция (3) описывает интегро-дифференцирующее звено, у которого Т1) Т2.
Во втором полумосте схемы, в результате изменения проходного сечения дросселя 8, изменение давления в емкостях 7 и 9 описывается по тому же закону, но с противоположным знаком, так как входной сигнал в канале
14 является инверсным по отношению к сигналу в канале 13. Проводя аналогичные рассуждения для случая, когда под действием входного воздействия меняется проходное сечение 5 при неизменных дросселях 1 и 3, можно записать: с
// +Рз+Рз ЬРз = Л, + ЬРзРэ .. (5) Решив совместно (4) и (5) относительно
Лр, применив преобразование по Лапласу, 1Л считая Ор=8з=6, получим:
5 дб др (Р + Ps) — Х Л ИРЗ + РЗРз + PiPs /
S Р-111
Х (1 — — S - -1
Рз+ Ps
Р1Рз+ РзРз+ Pips
Таким образом, передаточная функция (6) описывает интегро-дифференцирующее звено, у которого Т Т2.
Аналогично при изменении сечения дрос55 селя 10 передаточная функция имеет противоположный знак, Взаимная замена в схеме канала питания и атмосферы повлечет изменение знака передаточных функций.
40 Применение сумматора позволяет осуществить измерение по дифференциальной мостовой схеме, что повышает точность устройства за счет компенсации неидентичности характеристик при прямом и обратном изменении
45 проводимостей дросселей.
Предмет изобретения
50 Пневматическое интегро-дифференцирующее устройство, содержащее емкости и постоянные и переменные дроссели, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно выполнено в виде симметрич55 ного моста, каждая ветвь которого содержит последовательно соединенные постоянный дроссель, первую емкость, первый переменный дроссель, вторую емкость, объем которой меньше объема первой емкости, второй пере60 меппый дроссель, и сумматор, плюсовой и минусовой входы которого подключены к выходу вторых емкостей, причем первый и второй переменные дроссели каждой ветви соединены соответственно с прямыми и инверсными вход65 ными каналами.
404093
Составитель H. Лапин
Редактор Е. Кравцова
Корректор О. Тюрина
Техрсд Е, Борисова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 115! /15 Изд. № 160 Тираж 647 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, УК-35, Раушская наб., д, 4(5
