Устройство для воспроизведения функций

Союз Советскик Социалистическик Республик(22) Заявлено 3011.81 (21) 3359743/18-24с присоединением заявки МВ - .(23) Приоритет 1) М. Кл. С Об С 7/2 б Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 150383 Бюллетень М 10 Дата опубликования описания 150383 ГА.Ф.Сакун, В.П.Цымбал, В.Н.Буинцев и А.Г.П далкос;ЕСибирский ордена Трудового Красного Знаменметаллургический институт им. Серго ОрджониИЩР 6(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного регулирования параметров различных технологических процессов, в частности, для оперативного Формирования и воспроизведения графиков ведения процессов в моделирующих обучающих комплексах при подготовке операторов систем управления.Известен генератор функций, содержащий двухпозиционный переключатель интегратор, компенсирующий транзистор, масштабные резисторы, задающие потенциометры, триггеры управления и инвертор. Устройство позволяет генерировать Функции, представленные.в виде последовательности линейных отрезков с различными угламинаклона 1 . Недостатком данного генератора является отсутствие возможности оперативного изменения параметров генерируемой функции, что обусловлено большим числом настроечных элементовНаиболее близким к предлагаемому является генератор функций, содержащий последовательно соединенные источник регулируемого напряжения, интегратор и Функциональный преобразо"ватель23.Недостатком известного генератора является высокая трудоемкость егонастройки, в частности, он не может использоваться там, где требуетсяоперативное изменение генерируемой Функции, например, в обучающих устройствах.Цель изобретения - упрощение перестройки и расширение области применения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для воспроизведения функций, содержащее источник регулируемого напряжения, последовательно соединенные интегратор и функциональный преобразователь, выход которого является выходом устройства, введены блоки вычитания, деления, умножения и блоки задания начального значения аргумента функции, конечного значения аргумента Функции и длительности формирования функции, причем выход блока умножения соединен с информационным входом интегратора, вход начальных условий которого подключен к выходу блока задания начального значения аргумента функции, первый и второй информационные входы65 которого соединены соответственнос выходом блока задания конечногозначения аргумента функции й выходомблока задания начального значенияаргумента функции.. На Фиг, 1 приведена блок-схемаустройства; на фиг, 2 и 3 - диаграммы, поясняющие его работу.Устройство для воспроизведенияфункций содержит источник 1 регулируемого напряжения, блок 2 умножения, интегратор 3, Функциональныйпреобразователь 4 ( в частности,это может быть диодно-резисторный блокнелинейностей), блоки 5-7 заданияначального значения аргумента функ 15ции, конечного значения аргументафункции и длительности формирования Функции, блок 8 вычитания,блок 9 деления.Устройство обеспечивает оперативное задание монотонных графиков ведения технологических процессов циклического типа. Как известно, в ходетаких процессов в рамках отдельноготехнологического цикла ставится зада ча доведения величины какого-либопараметра (или нескольких параметров)от начального значения до заданногоконечного, причем за определенноевремя. Переход из начального состояния в конечное осуществляется поопределенному графику, который предварительно формируется с учетом отмеченных выше факторов, а также ряда технологических и других ограничений. В каждом цикле указанный график в зависимости от конкретных условий имеет свой индивидуальный характер, Однако, совокупность этихграфиков по множеству циклов в большинстве случаев подчиняется той или иной закономерности,которая определяется Физико-химическими особенностями протекания процесса. На этОм реализован принцип действия этого устройства, основанный 45на использовании графиков, отражающих общие закономерности протеканияпроцесса с последующей оперативнойконкретизацией их ( в рамках установленной закономерности) применительно 50к начальным условиям и заданию.Дляэтого на функциональном преобразователе 4 предварительно набираетсябазовая кривая О(П) = Г(О(П(фиг.2,график а), отображающая в масштабе 55напряжений и общие закономерностиизменения параметра П во времении соответствующая наиболее ийтенсивному режиму ведения процесса ( т.е.минимальной длительности технологического цикла). Затем производитсяградуировка блоков задания 5,6 и 7,предназначенных для ввода .в устройство информации соответственно оначальном П, конечном П 1, значениях аргумента функции и заданной длительности формирования Функции, на основе которой осуществляется оперативное изменение обобщенного графика (предельной базовой кривой), набранного в преобразователе 4, применительно к конкретным особеноностям очередного технологического цикла. Причем, градуировка блоков задания начального 5 и конечного б значений аргумента функций производится в соответствии с функцией О(Ц = Ч(П), обратной по отношению к предельной базовой кривой, так, что входами блоков задания являются значения параметров, а выходами- напряжения, пропорциональные времени, соответствующему этим значениям параметра по предельной базовой кривой, Пример градуировки блоков 5 и б для кривой, набранной в рассматриваемом случае в преобразователе 4, приведен на фиг. 3. Устройство работает следующим образом.На блоках 5,6 и 7 выставляются соответственно начальное Пн, конечное П значения параметра и заданная длительность Ттехнологического цикла, С блока 5 сигнал О(7 н) (Фиг. 3), пропорциональный времени Тн,соответствующему установленному начальному значению параметра Пн по базовой кривой, подается на.вход начальных условий интегратора 3, с выхода которого он проходит на вход функционального преобразователя 4. В соответствии с набранной на нем кривой (фиг.2) на выходе его устанавливается напряжение О(ПН), пропорциональное начальному значению параметра. Одновременно сигнал О(Ц,) с блока 5 поступает на вход блока вычитания 8, на другой вход которого с блока 6 подается сигнал О(ГД (фиг,3), пропорциональный времени достижения конечного значения параметра по предельной базовой кривой. В.результате, на выходе блока вычитания 8 получается напряжение О( Сцв) = О(Си ) - О, пропорциональное длительности технологического цикла при заданных условиях по предельной базовой кривой.Это напряжение подается в качестве делимого на вход блока 9 деления,на другой вход которого в качестве делителя с блока задания 7 поступает напряжение О(Тц), пропорциональное заданному значениюдлительности технологического цикла, Выходной сигнал блока деления 9 ОО (Где)О Г)(где 11) поступает на вход блока 2 умножения, на другой вход которого приходит сигнал Оддс источника 1 регулируемого напряжения для развертки предельной базовой кривой.В результате операции перемножения сигнал разверки Ор.на выходе блока 2 уменьшается во столько раз, во сколько заданная длительность технологического цикла превысит длительность его при тех же начальном и конечном значениях параметра в случае движения по предельной базовой кривой, т.е. О = КОр, где 1 с1, За счет этого при запуске устройства развертка набранного на функциональном преобразователе,4 графика изменения параметра от начального до заданного конечного его значения (Фиг. 2, кривая Ы осуществляется за время, равное заданию на длительность технологического цикла. Для визульного контроля графика к выходу функционального преобразователя 4 может быть подключен самопишущий прибор, Таким образом, устройство после разовой 20 его настройки с учетом наиболее общих закономерностей изменения какого- либо параметра, характеризующего определенный циклический процесс, позволяет в дальнейшем оперативно (путем 25 ввода с задатчиков начального, ко.нечного значения параметра и длительности цикла) формировать график изменения этого параметра с учетом уже конкретных особенностей очередного технологического цикла.Технико-экономический эффект заключается в существенном уменьшении трудоемкости настройки по сравнению с известным устройством и обес. печении за счет этого возможности оперативного Формирования графиков, что позволяет расширить область применения устройства и использовать его в качестве программного задающего устройства для задания внешних воздействий и переменных параметров при исследовании и оптимизации технологических процессов на модели, а также для формирования графиков заданий на изменение выходных пара метров в обучающих системах на основе тренажеров и непосредственно в действующих системах управления,т.е. в тех случаях, когда требуется многократное повторение какого- либо циклического процесса при изменяющихся условиях.Формула изобретенияУстройство для воспроизведения функций, содержащее источник регулируемого напряжения, последовательно соединенные интегратор и функциональный преобразователь, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения перестройки и расширения области применения, в него введены блоки вычитания, деления, умножения и блоки задания начального значения аргумента функции, конечного значения аргумента функции и длительности формирования функции,причем выход блока умножения соединен с информационным входом интегратора, вход начальных условий, которого подключен к выходу блока задания начального значения аргумента функции, первый и второй информационные входы блока умножения соединены соответственно с источником регулируемого напряжения и выходом блока деления, вход делителя которого соединен с блоком задания длительности формирования функций, а вход делимого - с выходом блока вычитания, первый,и второй входы которого соединены соответственно с выходом блока задания конечного значения аргумента Функции и выходом блока задания начального значения аргумента функции.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1. Авторское свидетельство СССРР 570069, кл, С 06 С 7/26, 1975,2. Кириллов В.В., Моисеев В,С.Аналоговое моделирование динамичес.ких систем. Л., "Машиностроение",1977, с.80, рис. 3.9 (прототип).1005091 иг ВНИИПИ Заказ 1903/ббТираж 704 Подписное Филиал ПП гужгород ОРО