Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения запаса топлива в весовых единицах.
Известен авиационный топливомер, содержащий емкостные датчики, масштабную емкость, резисторы регулировки нуля суммы всех баков,регулировки нуля расходного бака, регулировки максимума суммы всех баков, регулировки максимума расходного бака, причем емкости и резисторы образуют измерительный мост, информация с которого служит рассогласованием для следящей системы, состоящей из усилителя, двигателя и потенциометра и отслеживаемой на указателе запаса топлива, режимом работы моста управляет цепочка из сигнализатора, реле и переключателя [1].
Недостатком известного авиационного топливомера является его недостаточная точность, обусловленная неучетом плотности топлива, температуры и точностных характеристик емкостных датчиков.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является топливомерная часть системы топливомера - расходомер, содержащая емкостные датчики, помещенные в топливные баки, мостовую схему, термоприемник, генератор высокой частоты, схему управления разверткой, состоящую из тактового генератора, распределителя импульсов, первого счетчика и первой схемы линейно-декодирующего преобразователя, схему формирования сигнала о запасе топлива, состоящую из детектора равновесия, формирователя импульсов переписи, цифрового функционального преобразователя, второго счетчика, регистра и второй схемы линейно-декодирующего преобразователя, формирующее устройство, компаратор, устройство контроля, устройство резервного остатка, блок усилителей, указатель, причем емкостные датчики, термоприемник, генератор высокой частоты и схема управления разверткой соединены с мостовой схемой, выход которой через схему формирования сигнала о запасе топлива соединен с блоком усилителей, выход которого соединен с указателем, выход распределителя импульсов соединен с входом цифрового функционального преобразователя, выход формирователя импульса переписи соединен с входами формирующего устройства и устройством контроля, выходы регистра и второго линейно-декодирующего преобразователя соединены соответственно с входами устройства контроля и компаратора, а выход второго счетчика - с входом устройства резервного остатка [2].
Недостатком данной топливомерной части системы топливомера-расходомера является его недостаточная точность, обусловленная накоплением во времени ошибок измерения емкостных датчиков, неучетом их точностных характеристик и информации о массовом расходе топлива.
Цель изобретения - повышение точности измерения запаса топлива.
Цель достигается тем, что в топливомер, содержащий датчик запаса топлива, термоприемник, генератор высокой частоты, выходы которых соединены с входом мостовой схемы, электронный усилитель, выход которого соединен с указателем, дополнительно введены вычислитель запаса топлива, фильтр низких частот, схема преобразования объема топлива в массу, расходомер, датчик объемного расхода, схема преобразования объемного расхода в массовый, задатчик начальной массы топлива, задатчик постоянных величин, причем первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый входы вычислителя запаса топлива соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым и девятым выходами задатчика постоянных величин, десятый вход вычитателя запаса топлива соединен с выходом схемы преобразования объема топлива в массу, вход которой соединен через фильтр низких частот с выходом мостовой схемы, одиннадцатый вход вычитателя запаса топлива соединен с расходомером, двенадцатый вход вычислителя запаса топлива соединен с выходом схемы преобразования объемного расхода в массовый, вход которой соединен с выходом датчика объемного расхода, тринадцатый вход вычислителя запаса топлива соединен с выходом задатчика начальной массы топлива, а выход - с входом электронного усилителя.
Кроме того, вычислитель запаса топлива содержит первый, второй, третий, четвертый и пятый вычислители, причем первый вход вычислителя запаса топлива соединен с первыми входами соответственно первого, второго, третьего вычислителей, второй вход соединен с вторыми входами соответственно первого, второго, третьего вычислителей, третий вход соединен с третьими входами соответственно первого и второго вычислителей, четвертый вход соединен с четвертыми входами соответственно второго и третьего вычислителей, пятый вход соединен с пятыми входами соответственно второго, третьего и пятого вычислителей, шестой вход соединен с третьим входом третьего вычислителя, седьмой вход соединен с вторыми входами соответственно четвертого и пятого вычислителей, восьмой вход соединен с первыми входами соответственно четвертого и пятого вычислителей, девятый вход соединен с девятым входом пятого вычислителя, десятый вход соединен с четвертыми входами соответственно четвертого и пятого вычислителей, одиннадцатый вход соединен с шестыми входами соответственно четвертого и пятого вычислителей, двенадцатый вход соединен с восьмым входом пятого вычислителя, тринадцатый вход соединен с восьмым входом четвертого вычислителя, выход первого вычислителя соединен с третьим входом четвертого и восьмым входом второго вычислителей, первый выход второго вычислителя соединен с четвертым входом первого и пятым входом четвертого вычислителей, второй выход второго вычислителя соединен с шестым входом третьего и третьим входом пятого вычислителей, третий выход второго вычислителя соединен с пятым входом первого вычислителя, первый выход третьего вычислителя соединен с шестым входом второго вычислителя, второй выход третьего вычислителя соединен с седьмыми входами соответственно второго и пятого вычислителей, выход четвертого вычислителя соединен с выходом вычислителя запаса топлива и десятым входом пятого вычислителя, выход которого соединен с седьмым входом четвертого вычислителя.
Кроме того, первый вычислитель содержит первый, второй сумматоры, первый интегратор, первый, второй, третий, четвертый и пятый умножители, причем первый вход первого вычислителя соединен с первыми входами второго умножителя и первого интегратора, второй вход соединен с вторым входом четвертого умножителя, третий вход соединен с первым входом первого умножителя, четвертый вход соединен с первым и вторым входами третьего умножителя, а пятый вход соединен с первым и вторым входами первого сумматора, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно второго и четвертого умножителей, выход третьего умножителя соединен с первым входом четвертого умножителя, выход второго сумматора соединен с вторым входом первого интегратора, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя, выход которого соединен с выходом первого вычислителя, первым и вторым входами пятого умножителя, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя.
Кроме того, второй вычислитель содержит третий сумматор, второй интегратор, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый умножители, причем первый вход второго вычислителя соединен с первым входом восьмого умножителя, второй вход соединен с первым входом десятого умножителя, третий вход соединен с вторым входом седьмого умножителя, четвертый вход соединен с вторым входом двенадцатого умножителя, пятый вход соединен с вторым входом шестого умножителя, шестой вход соединен с первым входом второго сумматора, седьмой вход соединен с вторым входом десятого умножителя, восьмой вход соединен с вторым входом восьмого умножителя, выход шестого умножителя соединен с вторым входом второго сумматора, выходы девятого и одиннадцатого умножителей соединены соответственно с третьим и четвертым входами второго сумматора, выход которого через второй интегратор соединен с третьим выходом второго вычислителя, первыми входами соответственно шестого, седьмого и двенадцатого умножителей, выход восьмого умножителя соединен с первым входом девятого умножителя, выход седьмого умножителя соединен с вторым выходом второго вычислителя и с вторым входом девятого умножителя, выход двенадцатого умножителя соединен с первым выходом второго вычислителя и с вторым входом одиннадцатого умножителя.
Кроме того, третий вычислитель содержит четвертый и пятый сумматоры, третий интегратор, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый, семнадцатый и восемнадцатый умножители, причем первый вход третьего вычислителя соединен с первым входом шестнадцатого умножителя, второй вход соединен с первыми входами соответственно семнадцатого умножителя и третьего интегратора, третий вход соединен с первым входом пятого сумматора, четвертый вход соединен с первым входом четырнадцатого умножителя, пятый вход соединен с первым входом тринадцатого умножителя, шестой вход соединен с первым и вторым входами шестнадцатого умножителя, выходы тринадцатого, шестнадцатого и семнадцатого умножителей соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами пятого сумматора, выход которого соединен с вторым входом третьего интегратора, выход которого соединен с вторым входом четырнадцатого умножителя, первым и вторым входами четвертого сумматора, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого умножителя, выход четырнадцатого умножителя соединен с выходом третьего вычислителя, первым и вторым входами четвертого сумматора, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого умножителя, выход четырнад- цатого умножителя соединен с выходом третьего вычислителя, первым и вторым входами восемнадцатого умножителя, выход которого соединен с вторым входом семнадцатого умножителя.
Кроме того, четвертый вычислитель содержит шестой, седьмой, восьмой сумматоры, четвертый интегратор, девятнадцатый, двадцатый, двадцать первый, двадцать второй умножителя, причем первый вход четвертого вычислителя соединен с вторым входом двадцать первого умножителя, второй вход соединен с вторым входом девятнадцатого умножителя, третий вход соединен с вторым входом двадцатого умножителя, четвертый вход соединен с вторым входом шестого сумматора, пятый вход соединен с вторым входом двадцать второго умножителя, шестой вход соединен с вторым входом восьмого сумматора, седьмой вход соединен с первым входом двадцать первого умножителя и вторым входом седьмого сумматора, с первым и третьим входами которого соединены соответственно выходы двадцатого и двадцать второго умножителей, выход седьмого сумматора через четвертый интегратор соединен с выходом четвертого вычислителя и первым входом девятнадцатого умножителя, выход которого соединен с первым входом шестого сумматора, выход которого соединен с первым входом шестого сумматора, выход которого соединен с первым входом двадцатого умножителя. Выход двадцать первого умножителя соединен с первым входом восьмого сумматора, выход которого соединен с первым входом двадцать второго умножителя.
Кроме того, пятый вычислитель содержит девятый, десятый, одиннадцатый сумматоры, пятый интегратор, двадцать третий, двадцать четвертый, двадцать пятый, двадцать шестой, двадцать седьмой, двадцать восьмой умножители, причем первый вход пятого вычислителя соединен с вторым входом двадцать седьмого умножителя, второй вход соединен с вторым входом двадцать пятого умножителя, третий вход соединен с вторым входом двадцать шестого умножителя, четвертый вход соединен с вторым входом десятого сумматора, пятый вход соединен с вторым входом двадцать третьего умножителя, шестой вход соединен с вторым входом одиннадцатого сумматора, седьмой вход соединен с вторым входом двадцать восьмого умножителя, восьмой вход соединен с вторым входом двадцать четвертого умножителя, девятый вход соединен с первым входом двадцать четвертого умножителя, десятый вход соединен с первым входом двадцать пятого умножителя, выходы двадцать третьего, двадцать четвертого, двадцать шестого, двадцать восьмого умножителей соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами девятого сумматора, выход которого через пятый интегратор соединен с выходом пятого вычислителя и с первыми входами соответственно двадцать третьего и двадцать седьмого умножителей, выходы двадцать пятого и двадцать седьмого умножителей соединены с первыми входами соответственно десятого и одиннадцатого сумматоров, выходы которых соединены с первыми входами соответственно двадцать шестого и двадцать восьмого умножителей.
Применение новых признаков позволяет повысить точность измерения запаса топлива за счет комплексной обработки информации как от датчика запаса топлива, так и от расходомера и вновь вводимого датчика объемного расхода, а также за счет исключения накопления ошибок измерения датчика запаса топлива, расходомера и датчика объемного расхода путем введения задатчиком постоянных величин числовых характеристик погрешностей датчиков.
На фиг.1 изображена блок-схема топливомера; на фиг.2 - блок-схема вычислителя запаса топлива; на фиг.3 - блок-схема первого вычислителя; на фиг.4 - блок-схема второго вычислителя; на фиг.5 - блок-схема третьего вычислителя; на фиг.6 - блок-схема четвертого вычислителя; на фиг.7 - блок-схема пятого вычислителя.
Топливомер содержит датчик 1 запаса топлива, термоприемник 2, генератор 3 высокой частоты, мостовую схему 4, фильтр 5 низких частот, схему 6 преобразователя объема топлива, в массу, расходомер 7, датчик 8 объемного расхода, схему 9 преобразования объемного расхода в массовый, задатчик 10 начальной массы топлива, задатчик 11 постоянных величин, вычислитель 12 запаса топлива, электронный усилитель 13, индикатор 14. Причем первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый входы вычислителя 12 запаса топлива соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым и девятым выходами задатчика 11 постоянных величин, десятый вход вычислителя 12 запаса топлива соединен с выходом схемы 6 преобразования объема топлива в массу, вход которой соединен через фильтр 5 низких частот с выходом мостовой схемы 4, одиннадцатый вход вычислителя 12 запаса топлива соединен с расходомером 7, двенадцатый вход вычислителя 12 запаса топлива соединен с выходом схемы 9 преобразования объемного расхода в массовый, вход которой соединен с выходом датчика 8 объемного расхода, тринадцатый вход вычислителя 12 запаса топлива соединен с выходом задатчика 10 начальной массы топлива. Выходы датчика 1 запаса топлива, термоприемникa 2, генераторa 3 высокой частоты соединены соответственно с первым, вторым, третьим входами мостовой схемы 4. Выход вычислителя 12 запаса топлива через электронный усилитель 13 соединен с индикатором 14.
Вычислитель 12 запаса топлива содержит первый 15, второй 16, третий 17, четвертый 18, пятый 19 вычислителя. Причем первый вход вычислителя 12 запаса топлива соединен с первыми входами соответственно первого 15, второго 16, третьего 17 вычислителей, второй вход соединен с вторыми входами соответственно первого 15, второго 16, третьего 17 вычислителей, третий вход соединен с третьими входами соответственно первого 15 и второго 16 вычислителей, четвертый вход соединен с четвертыми входами соответственно второго 16 и третьего 17 вычислителей, второй вход соединен с вторыми входами соответственно первого 15, второго 16, третьего 17 вычислителей, третий вход соединен с третьими входами соответственно первого 15 и второго 16 вычислителей, четвертый вход соединен с четвертыми входами соответственно второго 16 и третьего 17 вычислителей, пятый вход соединен с пятыми входами соответственно второго 16, третьего 17 и пятого 19 вычислителей, шестой вход соединен с третьим входом третьего вычислителя 17, седьмой вход соединен с вторыми входами соответственно четвертого 18 и пятого 19 вычислителей, восьмой вход соединен с первыми входами соответственно четвертого 18 и пятого 19 вычислителей, девятый вход соединен с девятым входом пятого вычислителя 19, десятый вход соединен с четвертыми входами соответственно четвертого 18 и пятого 19 вычислителей, одиннадцатый вход соединен с шестыми входами соответственно четвертого 18 и пятого 19 вычислителей, двенадцатый вход соединен с восьмым входом четвертого вычислителя 18, выход первого вычислителя 15 соединен с третьим входом четвертого 18 и восьмым входом второго 16 вычислителей, первый выход второго вычислителя 16 соединен с четвертым входом первого 15 и пятым входом четвертого 18 вычислителей, второй выход второго вычислителя 16 соединен с шестым входом третьего 17 и третьим входом пятого 19 вычислителей, третий выход второго вычислителя 16 соединен с пятым входом первого вычислителя 15, первый выход третьего вычислителя 17 соединен с шестым входом второго вычислителя 16, второй выход третьего вычислителя 17 соединен с седьмыми входами соответственно второго 16 и пятого 19 вычислителей, выход четвертого вычислителя 18 соединен с выходом вычислителя 12 запаса топлива и десятым входом пятого вычислителя 19, выход которого соединен с седьмым входом четвертого вычислителя 18.
Первый вычислитель 15 содержит первый 20, второй 21 сумматоры, первый интегратор 22, первый 23, второй 24, третий 25, четвертый 26 и пятый 27 умножители. Причем первый вход первого вычислителя 15 соединен с первыми входами второго умножителя 24 и первого интегратора 22, второй вход соединен с вторым входом четвертого умножителя 26, третий вход соединен с первым входом первого умножителя 23, четвертый вход соединен с первым и вторым входами третьего умножителя 25, а пятый вход - с первым и вторым входами первого сумматора 20, выход которого соединен с первым входом второго сумматора 21, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно второго 24 и четвертого 26 умножителей, выход третьего умножителя 25 соединен с первым входом четвертого умножителя 26, выход второго сумматора 21 соединен с вторым входом первого интегратора 22, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя 23, выход которого соединен с выходом первого вычислителя 15, первым и вторым входами пятого умножителя 27, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя 24.
Второй вычислитель 16 содержит третий сумматор 29, второй интегратор 30, шестой 28, седьмой 31, восьмой 32, девятый 33, десятый 34, одиннадцатый 35, двенадцатый 36 умножители. Причем первый вход второго вычислителя 16 соединен с первым входом восьмого умножителя 32, второй вход соединен с первым входом десятого умножителя 34, третий вход соединен с вторым входом седьмого умножителя 31, четвертый вход соединен с вторым входом двенадцатого умножителя 36, пятый вход соединен с вторым входом шестого умножителя 28, шестой вход соединен с первым входом третьего сумматора 29, седьмой вход соединен с вторым входом десятого умножителя 34, восьмой вход соединен с вторым входом восьмого умножителя 32, выход шестого умножителя 28 соединен с вторым входом третьего сумматора 29, выходы девятого 33 и одиннадцатого 35 умножителей соединены соответственно с третьим и четвертым входами третьего сумматора 29, выход которого через второй интегратор 30 соединен с третьим входом второго вычислителя 16, первыми входами соответственно шестого 28, седьмого 31 и двенадцатого 36 умножителей, выход восьмого умножителя 32 соединен с первым входом девятого умножителя 33, выход десятого умножителя 34 соединен с первым входом одиннадцатого умножителя 35, выход седьмого умножителя 31 соединен с вторым выходом второго вычислителя 16 и с вторым входом девятого умножителя 33, выход двенадцатого умножителя 36 соединен с первым выходом второго вычислителя 16 и с вторым входом одиннадцатого умножителя 35.
Третий вычислитель 17 содержит четвертый 37 и пятый 39 сумматоры, третий интегратор 40, тринадцатый 38, четырнадцатый 41, пятнадцатый 42, шестнадцатый 43, семнадцатый 44 и восемнадцатый 45 умножители. Причем первый вход третьего вычислителя 17 соединен с первым входом шестнадцатого умножителя 43, второй вход соединен с первыми входами соответственно семнадцатого умножителя 44 и третьего интегратора 40, третий вход соединен с первым входом пятого сумматора 39, четвертый вход соединен с первым входом тринадцатого умножителя 38, шестой вход соединен с первым и вторым входами пятнадцатого умножителя 42, выход которого соединен с вторым входом шестнадцатого умножителя 43, выходы тринадцатого 38, шестнадцатого 43 и семнадцатого 44 умножителей соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами пятого сумматора 39, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого умножителя 38, выход четырнадцатого умножителя 41 соединен с выходом третьего вычислителя 17, первым и вторым входами восемнадцатого умножителя 45, выход которого соединен с вторым входом семнадцатого умножителя 44.
Четвертый вычислитель 18 содержит шестой 47, седьмой 49, восьмой 52 сумматоры, четвертый интегратор 50, девятнадцатый 46, двадцатый 48, двадцать первый 51, двадцать второй 53 умножители. Причем первый вход четвертого вычислителя 18 соединен с вторым входом двадцать первого умножителя 51, второй вход соединен с вторым входом девятнадцатого умножителя 46, третий вход соединен с вторым входом двадцатого умножителя 48, четвертый вход соединен с вторым входом шестого сумматора 47, пятый вход соединен с вторым входом двадцать второго умножителя 53, шестой вход соединен с вторым входом восьмого сумматора 52, седьмой вход соединен с первым входом двадцать первого умножителя 51 и вторым входом седьмого сумматора 49, с первым и третьим входами которого соединены соответственно выходы двадцатого 48 и двадцать второго 53 умножителей, выход седьмого сумматора 49 через четвертый интегратор 50 соединен с выходом четвертого вычислителя 18 и первым входом девятнадцатого умножителя 46, выход которого соединен с первым входом шестого сумматора 47, выход которого соединен с первым входом двадцатого умножителя 48, выход двадцать первого умножителя 51 соединен с первым входом восьмого сумматора 52, выход которого соединен с первым входом двадцать второго умножителя 53.
Пятый вычислитель 19 содержит девятый 55, десятый 59, одиннадцатый 62 сумматоры, пятый интегратор 56, двадцать третий 54, двадцать четвертый 57, двадцать пятый 58, двадцать шестой 60, двадцать седьмой 61, двадцать восьмой 63 умножители. Причем первый вход пятого вычислителя 19 соединен с вторым входом двадцать седьмого умножителя 61, второй вход соединен с вторым входом двадцать пятого умножителя 58, третий вход соединен с вторым входом двадцать шестого умножителя 60, четвертый вход соединен с вторым входом десятого сумматора 59, пятый вход соединен с вторым входом двадцать третьего умножителя 54, шестой вход соединен с вторым входом одиннадцатого сумматора 62, седьмой вход соединен с вторым входом двадцать девятого умножителя 63, восьмой вход соединен с вторым входом двадцать четвертого умножителя 57, девятый вход соединен с первым входом двадцать четвертого умножителя 57, десятый вход соединен с первым входом двадцать пятого умножителя 58, выходы двадцать третьего 54, двадцать четвертого 57, двадцать шестого 60, двадцать девятого 63 умножителей соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами девятого сумматора 55, выход которого через пятый интегратор 56 соединен с выходом пятого вычислителя 19 и с первыми входами соответственно двадцать третьего 54 и двадцать седьмого 61 умножителей, выходы двадцать пятого 58 и двадцать седьмого 61 умножителей соединены с первыми входами соответственно десятого 59 и одиннадцатого 62 сумматоров, выходы которых соединены с первыми входами соответственно двадцать шестого 60 и двадцать девятого 63 умножителей.
Блоки 1-4 взяты без изменения из прототипа [2].
Задатчик 11 постоянных величин представляет собой блок из девяти потенциометров, запитанных стабилизированным напряжением, задатчик 10 начальной массы топлива представляет собой потенциометр с кремальерой, запитанный стабилизированным напряжением.
Фильтр 5 низкой частоты, а также схема 6 преобразования объема топлива в массу и схема 9 преобразования объемного расхода в массовый, представляющие усилители с переменным коэффициентом усиления, величина которого определяется плотностью топлива и задается с помощью кремальеры, известны. Датчик 8 объемного расхода потенциометрического типа с линейной характеристикой, ползунок которого механически связан с рычагом управления двигателя (РУД) и служит для выдачи через схему 9 преобразования объемного расхода в массовый сигнал β* ,пропорционального расходу топлива и удовлетворяющего уравнению
β*=β+ζ β , (1) где β- угол установки дозирующей иглы;
ζ β- флуктуационная ошибка датчика с известной дисперсией σ2.
Запас топлива G, кг, в баках самолета и массовый расход топлива Q кг с -1, удовлетворяют следующей системе дифференциальных уравнений
= Q (2)
= -a1Q+a2β*-Q2ζβ, глде а1, а2 - параметры дроссельного крана двигателя.
Информация о запасе топлива, получаемая с датчика 1, определяется равенством
Z1=G+KтG + ζт, (3) где Кт - априорно известный коэффициент;
ζт - флуктуационная составляющая выходного сигнала датчика 1 с известной дисперсией r1.
Выходной сигнал расходомера 7 представляется в виде
Z2 = Q + KpQ + ζр, (4) где Кр - априорно известный коэффициент, определяющий медленно меняющуюся ошибку расходомера;
ζр - флуктуационная составляющая выходного сигнала датчика расходомера с известной дисперсией r2.
На основании формул (1), (2), (3), (4) в данном техническом решении для повышения точности измерения запаса топлива выбран алгоритм, (5), наиболее полно учитывающий точностные характеристики применяемых датчиков и обеспечивающий обработку информации как от существующего датчика 1 запаса топлива, так и от расходомера 7 и датчика 9 объемного расхода.
= -+K11(Z1-d)+K12(Z2-l);
= -a+a2β*+K21(Z1-d)+K22(Z2-l), (5)
= -2P12+r1·K
= -P22-a1·P12+r1·K11·K21+r2·K22·K12;
= -2a3·P22+r1·K
- оценка запаса топлива;
- производная от оценки расхода топлива;
К11= μ1˙Р11, К12= μ2˙Р12, К21 = μ1˙Р12, К22 = μ2˙Р22 весовые коэффициенты;
μ1= dr1-1, μ2=lr2-1, d1=1+Kт, l = 1+Кр - постоянные коэффициенты;
Р11, Р12, Р22, Р21 - элементы корреляционной матрицы ошибок оценивания;
Р11(О), Р22(О) - начальные значения дисперсии оценок запаса топлива и массового расхода топлива.
Gзапр - начальная масса заправленного топлива.
Топливомер работает следующим образом.
На первом, втором, третьем, четвертом, пятом, шестом, седьмом, восьмом, девятом потенциометрах задатчика 11 постоянных величин выставляются напряжения, пропорциональные соответственно значениям дисперсий r1 и r2, постоянных коэффициентов μ1 и μ2 параметра дроссельного крана а1, дисперсии σ2, постоянных коэффициентов d и l, параметра дроссельного крана а2, которые соответственно через первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы задатчика 11 постоянных величин подаются соответственно на первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый входы вычислителя 12 запаса топлива, на потенциометре задатчика 10 начальной массы топлива выставляется напряжение, пропорциональное начальной массе заправленного топлива Gзапр, которое поступает на тринадцатый вход вычислителя 12 запаса топлива.
Сигнал, пропорциональный запасу топлива, с выхода датчика 1 запаса топлива поступает на первый выход мостовой схемы 14, на второй и третий входы которой поступают соответственно температурная поправка с термоприемника 2 и высокочастотный сигнал с генератора 3 высокой частоты. Сигнал с выхода мостовой схемы 4 поступает на вход фильтра 5 низкой частоты, на выходе которого формируется аналоговый сигнал, пропорциональный объему запаса топлива, поступающий на схему 6 преобразования объема топлива в массу путем введения поправки, пропорциональной плотности топлива ρо. С выхода схемы 6 преобразования объема топлива в массу сигнал Z1 поступает на десятый вход вычислителя 12 запаса топлива. Сигнал Z2, пропорциональный массовому расходу топлива, с выхода расходомера 7 поступает на одиннадцатый вход вычислителя 12 запаса топлива.
Сигнал, пропорциональный объемному расходу топлива, с выхода датчика 8 объемного расхода поступает на вход схемы 9 преобразования объемного расхода в массовый путем введения поправки, пропорциональной плотности топлива ρо.. С выхода схемы 9 преобразования объемного расхода в массовый сигнал β* поступает на двенадцатый вход вычислителя 12 запаса топлива, с выхода которого сигнал, пропорциональный запасу топлива G, через электронный усилитель 13 поступает на индикатор 14.
Сигнал r1 с первого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на первые входы соответственно первого 15, второго 16 и третьего 17 вычислителей. Сигнал r2 с второго входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на вторые входы соответственно первого 15, второго 16, третьего 17 умножителей. Сигнал μ1 с третьего входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на третьи входы соответственно первого 15 и второго 16 вычислителей. Сигнал μ2 с четвертого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на четвертые входы соответственно второго 16 и третьего 17 вычислителей. Сигнал а1 с пятого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на пятые входы соответственно второго 16, третьего 17 и пятого 19 вычислителей. Сигнал σ2 с шестого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на третий вход третьего вычислителя 17. Сигнал d с седьмого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на вторые входы соответственно четвертого 18 и пятого 19 вычислителей. Сигнал а2 с девятого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на девятый вход пятого вычислителя 19. Сигнал Z1 с десятого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на четвертые входы соответственно четвертого 18 и пятого 19 вычислителей. Сигнал Z2с одиннадцатого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на шестые входы соответственно четвертого 18 и пятого 19 вычислителей. Сигнал β* с двенадцатого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на восьмой вход пятого вычислителя 19. Сигнал Gзапр с тринадцатого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на восьмой вход четвертого вычислителя 18. С выхода первого вычислителя 15 сигнал К11 поступает на восьмой вход второго вычислителя 16 и третий вход четвертого вычислителя 18, с выхода которого сигнал G11 поступает на выход вычислителя 12 запаса топлива и на десятый вход пятого вычислителя 19. С первого выхода второго вычислителя 16 сигнал К12 поступает на четвертый вход первого вычислителя 15 и на пятый вход четвертого вычислителя 18, с второго выхода вычислителя 16 сигнал К21поступает на шестой вход третьего вычислителя 17 и на третий вход пятого вычислителя 19, с третьего выхода вычислителя 16 сигнал Р12 поступает на пятый вход первого вычислителя 15. С первого выхода третьего вычислителя 17 сигнал Р22 поступает на шестой вход второго вычислителя 16, с второго выхода сигнал К22 поступает на седьмой вход второго вычислителя и седьмой вход пятого вычислителя 19, с выхода которого сигнал поступает на седьмой вход четвертого вычислителя 18.
Сигнал Р12 с пятого входа первого вычислителя 15 поступает на первый и второй входы первого сумматора 20, с выхода которого сигнал 2Р12 поступает на первый инверсный вход второго сумматора 21. Сигнал r1с первого входа первого вычислителя 15 поступает в качестве начального условия на первый вход первого интегратора 22 и на первый вход второго умножителя 24, с выхода которого сигнал r1˙К112 поступает на второй вход второго сумматора 21.
Сигнал К12 с четвертого входа первого умножителя 15 поступает на первый и второй входы третьего умножителя 25, с выхода которого сигнал К122 поступает на первый вход четвертого умножителя 26, на второй вход которого с второго входа первого вычислителя 15 поступает сигнал r2. С выхода четвертого умножителя 26 сигнал r2 ˙K122 поступает на третий вход второго сумматора 21, с выхода которого сигнал = -2Р12+r1˙K
Сигналы r1 с первого входа и r2 с второго входа второго вычислителя 16 поступают на первые входы соответственно восьмого 32 и десятого 34 умножителей. Сигналы μ1 с третьего входа и μ2 с четвертого входа второго вычислителя 16 поступает на вторые входы соответственно седьмого 31 и двенадцатого 36 умножителей. Сигнал Р22 с шестого входа второго вычислителя 16 поступает на первый инверсный вход третьего сумматора 29. Сигналы К22 с седьмого входа и К11 с восьмого входа второго вычислителя 16 поступают на вторые входы соответственно десятого 34 и восьмого 32 умножителей. С выхода восьмого умножителя 32 сигнал r1˙K11 поступает на первый вход девятого умножителя 33, с выхода которого сигнал r1˙K11 ˙K21 поступает на третий вход третьего сумматора 29. С выхода десятого умножителя 34 сигнал r2˙K22 поступает на первый вход одиннадцатого умножителя 35, с выхода которого сигнал r2˙K22˙K12поступает на четвертый вход третьего сумматора 29. С выхода третьего сумматора 29 сигнал = -P22-a1P12+r1·K11·K21+r2K22K12 поступает на вход второго интегратора 30, на выходе которого формируется сигнал P12= ∫(-P22-a1P12+r1·K11·K21+r2·K22)dt поступающий на третий выход
второго вычислителя 16 и на первые входы соответственно шестого 28, седьмого 31 и двенадцатого 36 умножителей. Сигнал К21 с выхода седьмого умножителя 31 поступает на второй вход девятого умножителя 33 и второй выход второго вычислителя 16. Сигнал К12 с выхода двенадцатого умножителя 36 поступает на второй вход одиннадцатого умножителя 35 и на первый выход второго вычислителя 16.
Сигнал r1 с первого входа третьего вычислителя 17 поступает на первый вход шестнадцатого умножителя 43, с выхода которого сигнал r1˙K212 поступает на третий вход пятого сумматора 39. Сигнал r2 с второго входа третьего вычислителя 17 поступает в качестве начального условия на первый вход третьего интегратора 40 и на первый вход семнадцатого умножителя 44, с выхода которого сигнал r2˙K222 поступает на четвертый вход пятого сумматора 39. Сигнал μ2 с третьего входа третьего вычислителя 17 поступает на первый вход пятого сумматора 39. Сигнал μ2 с четвертого входа третьего вычислителя 17 поступает на первый вход четырнадцатого умножителя 41, с выхода которого сигнал К22 поступает на выход третьего вычислителя 17 и на первый и второй входы восемнадцатого умножителя 45. Сигнал К222 с выхода восемнадцатого умножителя 45 поступает на второй вход семнадцатого умножителя 44. Сигнал а1 с пятого входа третьего вычислителя 17 поступает на первый вход тринадцатого умножителя 38, с выхода которого сигнал 2а1 Р22 поступает на второй инверсный вход пятого сумматора 39.
Сигнал К21 с шестого входа третьего вычислителя 17 поступает на первый и второй входы пятнадцатого умножителя 42, с выхода которого сигнал К212 поступает на второй вход шестнадцатого умножителя 43. Сигнал = -2a1P22+r1·K
Сигнал l с первого входа четвертого вычислителя 18 поступает на второй вход двадцать первого умножителя 51, с выхода которого сигнал l поступает на первый инверсный вход восьмого сумматора 52. Сигнал d с второго входа четвертого вычислителя 18 поступает на второй вход девятнадцатого умножителя 46, с выхода которого сигнал d поступает на первый инверсный вход шестого сумматора 47. Сигнал К11 с третьего входа четвертого вычислителя 18 поступает на второй вход двадцатого умножителя 48, с выхода которого сигнал K11(Z1-d) поступает на первый вход седьмого сумматора 49. Сигнал Z1 с четвертого входа четвертого вычислителя 18 поступает на второй вход шестого сумматора 47, с выхода которого сигнал (Z1-d) поступает на первый вход двадцатого умножителя 48. Сигнал К12 с пятого входа четвертого вычислителя 18 поступает на второй вход двадцать второго умножителя 53, с выхода которого сигнал K12(Z2-l) поступает на третий вход седьмого сумматора 49. Сигнал Z2 с шестого входа четвертого вычислителя 18 поступает на второй вход восьмого сумматора 52, с выхода которого сигнал (Z2-l) поступает на первый вход двадцать второго умножителя 53. Сигнал Q с седьмого входа четвертого вычислителя 18 поступает на первый вход двадцать первого умножителя 51 и на второй инверсный вход седьмого сумматора 49, с выхода которого сигнал = -+K11(Z1-d)+K12(Z2-l) поступает на вход четвертого интегратора 50. С выхода четвертого интегратора 50 сигнал = -+K11(Z1-d)+K12(Z2-l)dt поступает на первый вход девятнадцатого умножителя 46 и на выход четвертого вычислителя 18.
Сигнал а1 с пятого входа пятого вычислителя 19 поступает на второй вход двадцать третьего умножителя 54, с выхода которого сигнал a поступает на первый инверсный вход девятого сумматора 55. Сигналы а2 и β* соответственно с девятого входа и с восьмого входа пятого вычислителя 19 поступают соответственно на первый и второй входы двадцать четвертого умножителя 57, с выхода которого сигнал а2 β* поступает на второй вход девятого сумматора 55. Сигналы и d соответственно с десятого входа и второго входа пятого вычислителя 19 поступает соответственно на первый и второй входы двадцать пятого умножителя 58, с выхода которого сигнал d поступает на первый инверсный вход десятого сумматора 59. Сигнал Z1 с четвертого входа пятого вычислителя 19 поступает на второй вход десятого сумматора 59, с выхода которого сигнал (Z1-d) поступает на первый вход двадцать шестого умножителя 60. Сигнал К21 с третьего входа пятого вычислителя 19 поступает на второй вход двадцать шестого умножителя 60, с выхода которого сигнал K21(Z-d) поступает на третий вход девятого сумматора 55. Сигнал l с первого входа пятого вычислителя 19 поступает на второй вход двадцать седьмого умножителя 61, с выхода которого сигнал l поступает на первый инверсный вход одиннадцатого сумматора 62. Сигнал Z2 с шестого входа пятого вычислителя 19 поступает на второй вход одиннадцатого сумматора 62, с выхода которого сигнал (Z2-l) поступает на первый вход двадцать восьмого умножителя 63. Сигнал К22 с седьмого входа пятого вычислителя 19 поступает на второй вход двадцать восьмого умножителя 63, с выхода которого сигнал K22(Z2-l) поступает на четвертый вход девятого сумматора 55. Сигнал = a+a2β*+K21(Z1-d)+K22(Z2-l) поступает на вход пятого интегратора 56, на выходе которого формируется сигнал = ∫ [-a+a2β*+K21(Z1-d)+K22(Z2-l)dt , поступающий на выход пятого вычислителя 19 и на первые входы соответственно двадцать третьего 54 и двадцать седьмого 61 умножителей.
Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить точность измерения оставшегося запаса топлива.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
РАСХОДОМЕР ТОПЛИВА | 1990 |
|
RU2035699C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ | 1992 |
|
RU2092899C1 |
ВИБРАЦИОННЫЙ ДАТЧИК | 1990 |
|
RU2044286C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ | 2006 |
|
RU2336562C2 |
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПРОХОДЯЩЕЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1991 |
|
RU2029309C1 |
Стохастический фильтр | 1989 |
|
SU1675905A1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ | 1999 |
|
RU2168763C2 |
Устройство для симметрирования токов трехфазных сетей | 1988 |
|
SU1686600A1 |
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО ЖАРОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ | 1996 |
|
RU2145363C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ЛИНЕАРИЗАЦИИ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ | 1991 |
|
RU2051402C1 |
Использование: для измерения запаса топлива в весовых единицах. Сущность: топливомер содержит датчик запаса топлива 1, термоприемник 2, генератор 3, мостовую схему 4, фильтр низких частот 5, схемы 6, 9 преобразования объемного расхода топлива в массовый, расходомер 7, датчик 8, объемного расхода, задатчик 10 начальной массы топлива 10, задатчик 11 постоянных величин, вычислитель запаса топлива 12, электронный усилитель 13 и индикатор 14. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
Приспособление для точного наложения листов бумаги при снятии оттисков | 1922 |
|
SU6A1 |
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1923 |
|
SU571A1 |
Прибор для нагревания перетягиваемых бандажей подвижного состава | 1917 |
|
SU15A1 |
Авторы
Даты
1994-09-15—Публикация
1991-05-20—Подача