Пневматическое вычислительное устройство

(51) М. Кл, 606 б 5 гЭ оаударатаеиаый комитетСовета Министров СССРао делам изооретеиийи открытий 621-52 088.8)(45) Дата оп оваиия описан 72) Авторы изобретения( 54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬУСТРОЙСТВО ва. Однако и этостабильность хаарактеристике пр ена к выходу устр стройство имеет н скачки рактеристикпрохождениЦелью идинамическ через брете хара является улучшен ктеристик устройства. В йстве это достигается ановлены размыкающий предлагаемтем, что ви замыкающи к управления то дроссельногдвумя вход интегратора дополИзобретение может применяться в пневматической вычислительной технике при построении вычислительных устройств на базе решающих усилителей при организации суммирования, интегрирования, дифференцирования путем включения (динамических) звеньев в обратную и прямую связь.Предлагаемое устройство реализуется на серийных пневмоблоках УСЭППА.Известны пневматические вычислительные устройства с применением интеграторов в качестве решающих усилителей. Одно из известных пневматических вычислительных устройств представляет собой множительно-делительное устройство, характеристики которого нестабильны, что ограничивает его применение. Наиболее близким к изобретению является пневматическое вычислт- тельное устройство, построенное по принпипу многокасхадного усиления на основе усилительных элементов с резиновыми или металлическими мембранами. Оно содержит дроссельный сумматор, входы которого являются входами устройства, а средняя точка через дроссель обратной связи подклюпоследовательно соединенные интегратор,первая ячейка памяти, блок вычитания, вторая ячейка памяти, выход которой соединенс первым входом интегратора, второй входкоторого подключен к средней точке дроссельц ного сумматора, а третий вход подключенк каналу условного нуля и через замыкающииклапан - ко второму входу интегратора, содиненного с блоком вычитания и через рамыкаюший клапан - к выходу устройства,20 причем блок управления связан с управляюшими входами клапанов и ячеек памяти.На чертеже показана схема предлагаемого устройства,Оно состоит из о сумма ранительным отрицательным входом, первой ячейки памяти 3, блока вычитания 4, второй ячейки памяти 5, блока управления 6, замыкающего клапана 7 и размыкающего клапана 8. В первый период работы устройства наодин вход интегратора 2 подается давление с, так называемой, средней точки Р дроссельного сумматора 1, на вход которого поданы сигналы давления Р. Й) . Другой вход интегратора 2 соединен с каналом условного и) нуля Р. В исходном состоянии (момент времени о ) на входе интегратора 2 имеется установившееся значение давления Р, И,), равное давлению условного нуля с точностью большей, чем 0,04%. В следующий момент 15 времени т 1 какая- то величина, подлежащая суммированию, изменяется так, что значение Р, становится больше давления условного нуля. Например, величина Р возрастает. Это значит, что приток воздуха 33 увеличивается, а отток через обратную связь остается прежним, что определяется разностью давлений Р Р и Р, Р . В результате получается Е=Р -Р О,Эта величина бо услс момента времени 1 начинает интегри- Ж роваться, Величина Р начинает уменьшаться. Отток воздуха от точки Р, начинает увеличиваться, и давление в точке Ро начинает уменьшаться. Значение , формируемое на входе в интегратор 2, уменьшаег-М ся, но не доходит до нуля, и интегрирование продолжается, а величина Рх падает. Экспоненциально быстро сигнал Р приходит в новое положение равновесия, когда величина Е принципиально становится равной нулю.б В устройстве наступает равновесие. Аналогично происходит процесс, если отклонение величины Р отрицательно. И так по всем Р., Во второй период работы в первой ячейке памяти 3 запоминается выход сигнала Р, интегратора 2. На выходе вычитающегоустройства 4 в первое мгновение с точностью 1% имеется давление условного нуля. В следующий момент происходит закорачивание входа интегратора 2 с точностью 0%, значение давления Р- равно нулю. Далее открывается вторая ячейка памяти 5, и происходит процесс компенсации появившегося за время от предыдущей компенсации дрейфа в интеграторе 2 д:-д, где Р - сигнал, коЭторый образуется внутри интегратора 2 и определяет его неточность. Затем производится запоминание во второй ячейке памяти 5 без изменения давления неизвестного сигна 55 ла дрейфа дд, после чего производятся обратные операции блоком управления 6 и переход к рабочему состоянию, описанному выше. В блоке вычитания 4 из выхода интегратора 2 величины Р вычитается большая постоянная составляющая выхода интегратора, так что на выходе блока вычитания появляется составляющая д, при работе интегратора мало отличающаяся от давления условного нуля. Сигнал д, проходя через вторую ячейку паафмяти 5, подается на отрицательный вход интегратора 2 и в замкнутом контуре компен 5 сирует неизвестную величину д, которая является функцией вэемени д = д И.) Такв Б как всегда д И) =-а Н,) поэтому результирующий дрейф во все моменты времени оказывается равным нулю, если частота переключений достаточно велика.И в этом смысле характеристика предлагаемого устройства оказывается стабильной, несмотря на то, что пневмоэлементы, из которых собирается схема устройства, имеют точность вычислений 0,5-1%, само устройство дает неточность вычислений менее 0,04%, что достигается схемным путем. В предлагаемом устройстве коэффициент усиления практически равен бесконечности.В известных устройствах точность вычислений составляет 1,5-2%, в предлагаемом устройстве - 0,04%. Относительное улучшение: 2= 50 раз, а затраты при этом порядка 10 руб. Эффект от применения предлагаемого устройства на отдельных объектах около 39200 руб. в год.формула изобретенияГневматическое вычислительное устройство, содержащее дроссельный сумматор, входы которого являются входами устройства, а средняя точка через дроссель обратной связи подключена к выходу устройства, о т. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик устройства, в нем установлены размыкающий и замыкающий клапаны, блок управления и последовательно соединенные интегратор, первая ячейка памяти, блок вычитания, вторая ячейка памяти, выход которой соединен с первым входом интегратора, второй вход которого подключен к средней точке дроссельного сумматора, а третий вход подключен к каналу условного нуля и через замыкающий клапан ко второму входу интегратора, соединенного с блоком вычитания, и через размыкающий клапан к выходу устройства, причем блок ущавления связан с управляющими входами клапанов и ячеек памяти.Составитель В. Белов Редактор Л. Тюрина Техред Г. Родик Корректор д, Мельниченк Заказ 4850/532 Тираж ц 14 Подписное БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113 О 35, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4