Устройство для моделирования ветви сети Советский патент 1984 года по МПК G06G7/122 

11 Изобрете-ше относится к области аналоговой вычислительной техники и предназначено для моделиронания ветви сети при oпpeдeлef ии максимального Грузопотока сети путей сообщения любой конфигурации и сложности. Известна модель ветви транспортно сети, содержащая счетчик импульсов, элементы И, триггер, источник тока и двухпозиционный переключатель С1 Недостатком известного устройства является сложность функциональной схемы. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования нелинейных процессов, содержащее резисторы, диод, транзисторы и регулируемые резис торы, переключатель, причем база пер вого транзистора соединена с подвижным контактом потенциометра, параллельно которому включен диод, а эмит терно-коллекторная цепь первого тран зистора через переключатель соединена с базой и эмиттерно-коллекторной цепью второго транзистора, причем Э1читтерно-коллекторнь е цепи второго транзистора соединены с регулируемыми резисторами 2. Недостатком известного устройства является ннзкая точность моделирования ветви. Целью изобретения является повышение точности моделирования. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирова ния ветви сети, содержащее согласующий резистор и нелинейный элемент, выполненный на двух транзисторах, первый вывод согласующего резистора соединен с базой первого транзистора, коллектор которого соединен с коллектором второго транзистора, база которого подключена к эмиттеру первого транзистора, эмиттер второго транзистора через токозадающйй резистор соединен с отрицательным полю сом источника напряжения, введены операционный усилитель и диодный выпрямительный мост, причем выход операционного усилителя соединен с вторым выводом согласующего резисто ра, инвертирующий вход операционного усилителя соединен с эмиттером второго транзистора, неинвертирующи вход операционного усилителя подклю чен к положительному полюсу источни ка напряжения, коллектор первого тр 5 зистсра и отрицательнь1и полюс источ1шка напряжения соединены с одними вершинами диодного выпрямительного моста, другие вершины которого являются входами устройства. На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство на фиг. 2 - вольтамперные характеристики; на фиг. 3 модель сети путей сообщения. Устройство содержит операционный усилитель 1, согласующий резистор 2, транзисторы ЗиЛ, токозадаюьпий резистор 5, диоды 6-9, из которых построен диодный выпрямительный мост 10. Устройство работает следуюпшм образом. На неинвертирующий вход операг.ионного усилителя 1 подается опорное напряжение величина которого задается равной определен)1ому значению, прямо пропорциона-пьному требуемой величине выходного тока 3 . В исходном состоянии при и О, напряжение обратной связи , снимаемое с транзистора 4, также равно нулю, на выходе операционного усилителя 1 напряжение устанавливается приблизительно равным напряжению питания операционного уси-пителя 1 , поэтому в схеме необходимо предусмотреть защиту эмиттерного перехода нелинейного элемента, выполненного из двух транзисторов 3 и 4 от пробоя. Напряжение Ug большинства транзисторов зависит от температуры и составляет обычно 3-5 В. Для защиты эмиттерного перехода нелинейного элемента в схему введен согласующий резистор 2, включенный между выходом операционного усилителя 1 и базой транзистора 3. Таким образом, напряжение с выхода операционного усилителя 1 почти целиком падает на согласующий резистор 2, при этом величина напряжения на эмиттерном переходе транзистора 3 мала. При увеличении величины напряжения и растет величина напряжения обратной связи U , при этом величина напряжения на выходе операционного усилителя 1 поддерживается равной прежнему значению. Также растет напряжение между коллектором и эмиттером транзистора 3, в момент достижения соотношения между напряжениями коллектора и базы относительно эмиттера /Uf;/, ток коллектора (выходной ток схемы) начинает расти При дальнейшем увеличении напряжения и ток J нарастает. Зависимость J f(U) представлена на фиг. 3. Точность этой зависимости ограничивается величиной и разбросом коэффициента передачи эмиттерного тока транзистора d , нелинейной зависимостью с/, от величины коллекторного тока транзистора. Влияние коэффициента оС можно умен шить за счет применения составного транзистора, поэтому в схеме в качестве нелинейного элемента использу ется два транзистора 3 и 4 (фиг. 1). При этом между опорным напряжением и напряжением обратной связи на входах операционного усилителя 1 выполняется соотношение ( огт ростом величины напряжения U растет величина напряжения обратной связи UQ и величина напряжения между коллектором и эмиттером транзистора 3 и 4, растет величина выходного тока 3. В момент, когда напряжение обратной связи становится (. UQP на выходе операционного усилителя 1 име ем напряжение равное где -у - коэффициент усиления операционного усилителя 1, охваченного отрицательной обратной связью. В дальнейшим ростом величины U , величина напряжения обратной связи UQJ, остается постоянной и псе напряжение и падает между коллектором и эмиттером транзисторов 3 и 4. При этом величина выходного коллекторного тока э поддерживается постоянной. Таким образом, при заданной величине опорного напряжения на входе операционного усилителя 1, на его выходе устанавливается определенная величина выходного напряжения, соответствующая заданному значению опорного напряжения Uon и эта величина при дальнейшем увеличении напряжения U поддерживается постоянной. При этом постоянной остается и величина тока базы транзисторов 3 и 4, а это обуславливает постоянную величину тока коллектора j при дальнейшем увеличении напряжения U . Итак, меняя величину опорного напряжения и оп , можно управлять величиной выходного тока 3 двухполюсника, используя выходные статические характеристики транзистора. Соединяя модели ветвей, выполненные в виде предлагаемого устройства, согласно Топологии исследуемой транзисторной сети и подключив источник питания согласно фиг. 3 можно получить решение задачи об определении максимального грузотока. Благодаря наличию новых блоков и связей между ними предлагаемое устройство с большей точностью позволяет моделировать пропускную способность ветви.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЕТВИ СЕТИ, содержащее согласующий резистор и нелинейный элемент, выполненный на двух транзисторах, первый вывод согласующего резистора соединен с базой первого транзистора, коллектор которого соединен с коллектором второго транзистора, база которого подключена к эмиттеру первого транзистора, эмиттер второго транзистора через токозадаюид й резистор соединен с отрицательным полюсом источника напряжения, отличающееся тем, что, с целью повьпиения точности моделирования, в устройство введены операционный усилитель и диодный выпрямительный мост, причем выход операционного усилителя соединен с вторым выводом согласующего резистора, инвертирующий вход операционного усилителя соединен с эмиттером второго транзистора, неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к положительному полюсу источника напряжения, коллектор первого транзистора и отрицг.тель(/} HbDi полюс источника напряжения соединены с одними вершинами диодного выпрямительного моста, другие вершины которого являются входами устройства. О 4 сл со сл

WJ

.

tfM

9ut.Z

t