Устройство для моделирования процессов наполнения и опорожнения двух связанных через сопло резервуаров

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсникСоциапистнческннРеспублик(23) ПриоритетЬвудвретвенны 3 квинтет Сйь.Р ае даим нзееретеннй н открытнй(088.8) 6Опубликовано 15,12,82, Бюллетень46Дата опубликования описания 15.12,82 РОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАОЛНЕНИЯ И ОПОРОЖНЕНИЯЧЕРЕЗ СОПЛО РЕЗЕРВ Я ПРОЦЕССОВХ СВЯЗАННЫХ ОВ% (5 Из конде иса руюшиеения,ре масертор,ры, регист вычислитиспопьзопиевматичмы желе приборы, четьгре депитепя напряждва операционных усилителя четыштабных резистора, сумматор, инвдва диода и интегратор 2 .Недостатками этого устройствются низкое быстродействие эа сного задания режимов работы икость конструкции.Цель изобретения - пдействия и расширение клзадач за счет автоматич учрасхода воздуха,Укаэанная цельи устройство, содератор, выход котовторой масштабныес входами соотввторого операпиотор, вход которогопервого детителя нтретий и четвертый йство дп Известно устродвижения газашее конденсаторрезисторы, выпрусилитель-модуллитель напряж я чет азонели проводах, сейные упра, источникиансформати рези ржавляемые тока,тор трения, диоды быстро емыхета етвертый,етение относится к аналоговелькой технике и может бытьано при проектировании сложеских приборов тормознойнодорожного подвижного сост Однако это устройство не позволяетавтоматически учитывать расход воздуха и продессы наполнения и опорожнения в системе из двух соединенных через сопло резервуаров при изменении их конструктивных параметров.Наибопееляется устройпературы охлжерех трансписточники п близким к изобретению яв ство дпя моделирования темаждавшей жидкости в тренаортных средств, содержащее остоянного налряжения, два достигается тем, чторжашее первый иитегрого через первый ирезисторы соединен етственно первого и нных усилителей, инверсоединен с выходом апряжения, второй,делители напряжения,пятый и шестой масш3 98202 табные резисторы, два ограничительных диода и сумматор, введен второй интегратор, выход которого подключен к перво му выводу третьего масштабного резистора, второй вывод которого соедийен с входом второго операционного усилителя, а через последоватепЬно включенные четвертый масштабный резистор и первый ограничительный диод - с выходом второ го операционного усилителя и с входом 10 первого делителя напряжения, выход котэ рого подключен к первому входу суммато ра, выход которого соединен с входом второго дащтеля напряжения, выход кото. рого подключен к,входу первого интегра тора, вход устройства через пятый масштабный резистор соединен с входом первого операционного усилителя, выход которого подключен к входу третьвго делителя напряжения, а через последователь- щ но включенные второй ограничительный диод и шестой масштабный резистор к входу первого операционного усилителя, выход третьегоцелителя напряжения подключен к второму входу сумматора, выход 25 инвертора соединен с входом четвертого делителя напряжения,.выход которого соединен с входом второго интегратора.На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство, 30Устройство содержит операп;ионные усилители 1 и 2, делители напряжения 3-6, сумматор 7, инвертор 8, интеграторы 9 и 10, масштабные резисторы 11-16 и ограничительные диоды 17 и 18.Процесс наполнения опорожнения резервуара через сопло аппроксимируется апериодическим звеном, операторным ирображением которого является передаточ нвя функция вида40 к, =кВ1 Я. где где (",)(5 ) - расход, идущий на наполнение (опорожнение двух резервуаров,Я - расходидущий на нвполненне (опорожнение) первогорезервуараЯф 9- расход, идущий на нвполненне (опорожнение ) второгорезервуара.Устройство работает следующим образом.Управляющий сигнал поступает на вход опервпионного усщтителя 1, Нарастание выходного сигнала системы на выходе интеграторов 9 и 10 происходит до тех пор, пока на выходе операционных усилителей 1 и 2 электрический сигнал не ста нет равным нулю. При отработке системой процесоа наполнения двух связанных между ссбой через сопло резервуаров электрический сигнал на выходах операционных усилителей 1 и 2 имеет полярность, при которой диоды 17 и 18 заперты. Прн этом дополнительные обратные связи операционных ускпителей 1 и 2 отключены, т.е, реализуется коэффициент К . Приреализации процесса опорожнения с уменьд шением управляющего сигнала или его исчезновением нв выходах операционных усилителей 1 и 2 образуктся электрические сигналы, полярность которых обратна указанным ранее. Диоды 17 и 18 открываются, подключая к операционным усидителям 1 и 2 цепи допсютнительных Обрата=Т 5+1 0 К К , К где Т - постоянная времени системы,Б - оператор дифференцИрования. Постоянная времени Тн для прспесса наполнения выражается формулойТ =1и Кк К"а для процесса опорожнения формулой где К К - постоянные, не зависяЪщие от конструктивныхпараметров системы, коэф ффицненты передачи операционного усилителя принаполнении и опорожнениясоответственно, )( - коэффициент передачи,определяемый по форму- ле К 1, - обобщенный параметр,",Д - диаметр сопла,я - коэффициент передачи, определяемый по формуле где К 1 - обобщенный параметр,Ч - объем резервуара,Прн наполнении (опорожнении) двух связанных через сопло резервуаров .должно выполняться условие расходов5 982027 4ых связей онеравжонных усилителей 1;дом первого делителя напряжения, второй,и 2 соответственно, которые совместно третий н четвертый делители напряжения,с основными обратными. связями реаа- третий, четвертый, пятый и шестой масшзуют на операционных усилителях 1 и 2 табные резисторы, два ограничительныхкоэффшиент К . Выходные сигналы сдиода и сумматор, о т л и ч а ю щ е еоперационных усилителей 1 и 2 поступа- с я тем, что, с целью повышения быстро 3ют на делители напряжения 3 и 4, т,е. .действия, в него введен второй интегратор,на блоки задания параметров сечения выход которого подключен к первому высопла, на которых реализована требуемая воду третьего мааптабного резистора,плошадь сечения сопла. Далее электричес.В второй вывод которого соединен с входомкий сигнал с депителя напряжения 3 по- второго операционного усилителя, а черезступает на первый вход сумматора 7, последовательно включенные четвертыйна второй вход которого поступает выход- масштабный резистор и первый ограничиной сигнал с делителя напряжения 4, чем тельный диод - с выходом второго оне-реализуется уравнение расходов. С выхо-, рацйонного усилителя и с входом первогодов сумматора 7 н ннвергора 8 электридефптеля напряжения, выход которогоческий сигнал поступает на деателн на " подключен к первому входу сумматора,.пряжения 5 и 6, т.е. на блоки заданиявыход которого соединен с входом втоо елителя на яжения, выход котооогбподключен к входу первого интегратора,реализуются параметры вепипппа объемов Зф и д"лвход устройства через пятый масштабный. исследуемых резервуаров.Такое построение схемы позволяет резистор соединен с входом первого опеускорить исследование процессов за счет рационного усилителя, выход которогоподключен к входу третьего делителя наавтоматического учета расходов воздуха .женин а ч ез последовательно вклюв системе из двух связанных через сопло ченные второй ограничитейьный диод ишестой масштабный исто к входу операционного ускпителя, выход третьего;тивных параметров,делителя напряжения подключен к второЕ му входу сумматора, выход инвертораФ о р м у л а и з о б р е т е н и я , соединен с входом четвертого делителянапряжениями выход которого соединен сУстройство для моделирования процес-входом второго интегратора.сов наполнения и опорожнения двух сва- Источники информациеузанных через сопло резервуаров, содерка- принятые во внимание при экспертизещее первый интегратор, выход которого 1. Авторское свидетельства СССР3через первый и второй масштабные резио- % 220644, кл. 6066 7/57, 1967.торы соединен с входами соответственно 2. Авторское свидетеп ство СССРпервогб н второго операционных усилителей % 748451, кй. ЬО 6 б 7/57, 1978инвертор, вход которого соединен с выход- (прототип),46/70ВНИИ 11303 ал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проекты РедЗаказ Тираж 73осударственногодецам нзобретМосква, ЖПодписноекомитета СССРннй и открытийРаушская наб., д. 4/5