Устройство для моделирования линейных динамических звеньев с передаточной функцией

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1737436 19) .Я,51)5 6 06 6 7/ БРЕТЕН САЙКЕ аев, А,А.Саги идер Ю.Р оаания д том изда нами,зон Ф.Ф. Анал тем управлени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР Автоскоь у свидетельств 1(56) Тетельбаум И;М., Шнетика аналогового моделирческих систем. М.: Энергос,82,Горбацевич Е,ДЛевиговое моделирование сисС., 1984, с. 159, схема 13.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ЗВЕНЬЕВ Изобретение относится к аналоговойвычислительной технике и может быть использовано при построении систем автоматического регулирования и при их модели ровании.Цель изобретения - расширение области применения за счет упрощения настройки независимо отображенных параметров передаточной функции.Поставленная цель достигается за счетвведения 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 схЕ- ма предлагаемого устройства, реализованная на операционных усилителях С ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИЕЙ Ф(Я 2тЯ+ 2 ТЗ +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 коэффициента соответственно Кь К 2 , Кэ, ф и К интегросумматора 2, первого 16, второго 4 и третьего 8 инвертирующих сумматоров, первого 17, второго 9, третьего 11 и четвертого 5 инверторов, инвертирующего интегратора 14, первого 6 и второго 10 масштабирующих элементов для 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 инаертирующего сумматора 4. Выход последнего соединен через первый масштабирующий элемент 6 и четвертый инвертор 5соответственно 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 инвертирующего сумматора 8, а также непосредственно с входайи 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 Х(3) (в дальнейшем рассматриваются сигналы, отображенные по методу Лапласа).Нэ выходах устройства имеются соответственно сигналы: первого - У 1(Я); второго - У 2(3; третьего - Уз(Я). В исходном состоянии входной сигнал отсутствует, а напряжение на выходах каждого интегратора в соответствии с нулевыми начальными условиями равно нулю, напряжения на вы.- ходах 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 Х 1(3)К ХЯ С выхода интегросумматора 2 имеем сигнал аида Х 2(8) = - Х 2(8) +1То 8 +Х 7(8) + Х 14(8) После прохождения второго блока 3 настраиваемого коэффициента сигнал принимает вид Хз(3)" К Х 2(8). С выхода второго инвертирующего сумматора 4 имеем" сигнал вида Х 4(3) "Хз(8) + +Кто(8) - ХЩ После прохождения третьего блока 7 настраиваемого коэффициента сигнал принимает вид Х 7(8) 2Х(8), С выхода третьего инвертирующего сумма 25 Уз(Я)" Кк 6 То К У 2 (8) К К Т 2 о К 2Я +2 Я+1 Введя обозначения К =т Р =РК То 40 КтТоТ,=, К=К, получаем по первоКсму выходу передаточную функцию заданного вида Я(8)х 8+ 457282+ 2 ТЯ + 1 Формула издбретенияУстройство для моделирования линейных динамических звеньев с передаточной 50 функцией а(8) - К), сок 8+Чд 82 + 2 ТЗ + 1держащее 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 четвертора 8 имеем сигнал вида Хв(8) " Х 4(8) + +КТХ 8(3) - ХвЩ После прохождения третьего инвертора 11 и четвертого блока 12 настраиваемого коэффициента сигнал принимает 5 вид Х 12(8) " -КХа(8), ПОСЛЕ прОхОждЕнияшестого блока 13 настраиваемого коэффициента сигнал принимает вид Х 1 з(8)- "К Хз(8), Этот сигнал является выходным сигналом Уз(8) по третьему выходуустройства, 10 т.е. УЯЯ)" К Хз(8). С выхода инвертирующегоинтегратора 14 имеем сигнал вида Х 14(8)1Х 1 з(8), тогда на втором выходе, устройТоЗства имеем сигнал вида У 2(8) - -Х 14(8) " 15 1Т 8 Х 1 з(3), а после прохожденияпятого ТоЗблока 15 настраиваемого коэффициента сигнал принимает вид Х 15(8)" ВХ 14(3). На выходе первого инвертирующего суммато ра 16 имеем сигнал вида Хы(Я) = У 1(8)- Х 12(8) + Х 15 ЩПосле математических преобразованийполучаем:1737436 вСоставитель Л. быстроведактор М. Петрова Техред М,Моргентал Корректор М. Максимишине Заказ 1892 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр 113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб 4/5 ГКН роиэводственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гага 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 сум матора, выход которого через второймасштабирующий 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 третьимвходом интегросумматора, выход первого инвертора и выход шестого блока настраиваемого коэффициента являются соответственно вторым и третьим выходами 20 устройства.