Устройство для моделирования колебательного звена Советский патент 1989 года по МПК G06G7/48 

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при построении систем автоматического регулирования и при их моделировании.

Цель изобретения - расширение области применения устройства. 0 На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй.2 делители напряжения, первый 3 и второй 4 инвертирующие усилители с коэффициентом усиления два, первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 инвертирующие сумматоры и первый 9 и второй 10 инвертирующие интеграторы.

Пусть на входе устройства действует сигнал Х(р) (в дальнейшем будем рассматривать сигналы, преобразованные в соответствии с преобразованием

Лапласа). На выходе устройства присутствует сигнал Y(p).

С выхода первого делителя напряжения получают сигнал

Х,(р)-ткХ(р),(1)

с выхода первого инвертирующего уси-о лителя - сигнал

,(р), с учетом (1)

Х2(р)-2т„Х(р),

(2)

с выхода третьего сумматора - сигнал

Х3(р)(р)+Хг(р)3, (3) а с учетом (2)

Х3(р)-(1-2га)Х(р), (4) с выхода второго делителя напряжения - сигнал

Хв(р)ШрХ6(р),(5)

с выхода второго инвертирующего усилителя - сигнал

Х«,(р)-2Х8(р), а с учетом (i)

4ь 1

СЬ 4Ь СО СО

)-2трХ6(р).(6)

с выхода четвертого сумматора - сигнал

Х,в(р)(р)+Хч(р), (7) а с учетом выражений (4) и (7)

Х4(р)(1-2тк)РкХ(р) + (1-2тй)РдХ«(р

1 (8)

Х5(Р)НХ((РЯ, (9) с учетом выражений (8) и (9)

XS-(P) -(1-2nlt)PkX(p) + (1- 2m6)PpXt(p)+Y(pf.(10)

С выхода первого интегратора - сигнал

1

Х6(р)- fpX5(p),

(11) 15

с выхода второго интегратора - сигнал

Хт(р)«- |-Х6(р),

с учетом (9) 1

Y(p)- Ј-Хь(р),

отсюда, выделяя Х6(р), получают Х6(р)«-TpY(p).

(12)

Приравнивая правые части выражений (11) и (12), получают

-TrY(p) X5(P),

Отсюда

X5(p)(p).(13)

Подставляя выражение (12) вместо Х6(р) в выражение (10) и приравнивая правые части выражений (10) и (13), а также раскрывая скобки и приведя подобные члены, получают

(1-2raft)PftTp+l Y(p)(1- 2mK)PkX(p).

Передаточная функция

м(р)1(р)т Мт-24)РрТ ТДопустим,что -(1-2тк), а -(1-2тр)Рр-р.

Тогда получают искомую передаточную функцию

К

тГрЗ+ртр+Т

При нахождении токосъема делителя

(14)

напряжения в средней точке ,0,0 Тогда . При перемещении токосъема вверх коэффициенты усилений К и затухания f находятся в положительно

0

5

0

5

0

5

0

45

50

области, при перемещении вниз - в отрицательной.

Положительный эффект от использования изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет однозначного и независимого отображения динамических параметров и области изменения коэффициентов усиления К и затухания 5 до четырехквадратной.

Формула изобретения

Устройство для моделирования колебательного звена, содержащее первый и второй инвертирующие сумматоры, первый и второй инвертирующие интеграторы, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены первый и второй делители напряжения, первый и второй инвертирующие усилители и третий, четвертый инвертирующие сумматоры, причем первый и второй инвертирующие усилители имеют коэффициент усиления равный двум, первый вход третьего инвертирующего сумматора является входом устройства и подключен к входу первого делителя напряжения, выход которого через первый инвертирующий усилитель соединен с вторым входом третьего инвертирующего сумматора, подключенного выходом к первому входу первого инвертирующего сумматора, выход которого соединен с первым входом второго инвертирующего сумматора, подключенного выходом к входу первого инвертирующего интегратора, выход которого соединен с первым входом четвертого инвертирующего сумматора и входом второго делителя напряжения, выход которого через второй инвертирующий усилитель подключен к второму входу четвертого инвертирующего сумматора, выходом соединенного с вторым входом первого инвертирующего сумматора, выход первого инвертирующего интегратора подключен к входу второго инвертирующего интегратора, выход которого соединен с вторым входом второго инвертирующего сумматора и выходом устройства.

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Оно может быть использовано при построении моделей систем с параметрической оптимизацией, а также при конструировании перестраиваемых фильтров. Цель изобретения - расширение области применения устройства. Поставленная цель достигается вввдением дополнительно двух схем изменения коэффициентов усиления К и затухания β как в положительной, так и в отрицательной области с плавным переходом через ноль. При этом каждая схема состоит из делителя напряжения, инвертирующего усилителя с коэффициентом усиления, равным двум, и инвертирующего сумматора. 1 ил.