Элемент с управляемым сопротивлением Советский патент 1991 года по МПК G06G7/12 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в устройствах автоматического регулирования И управления, где необходимо формирование зависимости сопротивления г элемента от относительной длительности ©управляющего широтно-модулированного сигнала 0 г/Т , представляющего собой последовательность прямоугольных импульсов длительностью г и периодом повторения Т, по дробно-рациональному закону г а0 0/(ai 32 0- аз &), где ао, ai, 32, аз - коэффициенты дробно-рациональной функции.

Цель изобретения - повышение точности работы элемента при управлении средним значением его сопротивления по дробно-рациональному закону.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого элемента с управляемым сопротивлением.

Элемент с управляемым сопротивлением содержит операционный усилитель 1, первый сигнальный вывод 2 элемента, первый масштабный резистор 3, первый усредняющий конденсатор 4, второй масштабный резистор 5, первый ключ 6, второй сигнальный вывод 7 элемента, третий масштабный резистор 8, второй усредняющий конденсатор 9, четвертый масштабный резистор 10, второй ключ 11, управляющий вход 12 элемента и пятый масштабный резистор 13.

Элемент работает следующим образом.

На управляющий вход 12 поступает поток модулированных по длительности пояО VI О

сл о о

ю

моугольных импульсов, управляющих работой ключей 6 и 11. Усредняющие конденсаторы 4 и 9 обеспечивают подавление высших гармоник напряжения, возникающих при коммутации ключей 6 и 11. Благодаря этому масштабные резисторы 3, 8 и 13 оказываются развязанными по переменному току от импульсно управляемых цепей, состоя щих из мае штабных резисторов 5 и 10 и ключей 6 и 11.

В предположении заземления второго сигнального вывода 7 элемента и идеального операционного усилителя 1 ток через масштабный резистор 8 равен

Is - U4Ge,(1)

где U4 - среднее значение напряжения на усредняющем конденсаторе 4;

Ga - проводимость масштабного резистора 8.

Среднее значение напряжения на усредняющем конденсаторе 9 равно

U9 l8GҐB 2 где Ug - среднее значение напряжения на усредняющем конденсаторе 9;

Сю - проводимость масштабного резистора 10;

0 - относительная длительность ши- ротно-модулированных сигналов,

.

Среднее значение напряжения на усредняющем конденсаторе 4 может быть найдено из условия динамического равновесия

Озар 4 Оразр.4,(3)

где Озар.4 - заряд, приобретаемый конденсатором 4 на этапе заряда;

Оразр. 4 - заряд, теряемый конденсатором 4 на этапе разряда.

При разомкнутом состоянии ключа 6 в течение промежутка времени (Т - т) имеют

. (T-r) + U9Gs (T-T)4J«Gi3(r -r),(4)

где 1Вх значение входного тока элемента;

Сз - проводимость масштабного резистора 3;

Gi3 - проводимость масштабного резистора 13.

При замкнутом состоянии ключа 6 в течение промежутка времени имеют

Оразр.4 - U4G5 Т+ LUG13 - 1вх Г- Уэбз Г , (5)

где Gs - проводимость масштабного резистора 5.

Подставив выражения (4) и (5) в выражение (3) и сократив одинаковые члены, получают

0

lex.T + U9G3T - U4G13T U4G5 Г

или

1вх. + U9G3 - U4G13 - U4G5 0 (6)

Из выражения (6) с учетом выражения (2) получают

, ... бзба

lex +U4G B

При этом функциональная характеристика элемента имеет вид GioO

вх.

U4 l

5

1)4613 11465

63 6в - 6ю 6is в-Gs 610 & т. е. среднее значение сопротивления элемента подчиняется дробно-рациональному закону управления вида

г ао 0/(ai - аг 0- аз €).

Изобретение позволяет получить положительный эффект за счет управления средним значением сопротивления элемента по 0 дробно-рациональному закону г ао 0/(ai -320-аз ).

Например, дробно-рациональная функция

7,0428 5

Ri/20

7,0558-0,096130-в4

аппроксимирует функцию sh ( 0/V5T) в диапазоне 0 от 0 до 1 с методической погреш- 0 ностью не выше 0,01%, а - дробно-рациональная функция

Rl/20

8,3395 0

8,3979 - 0,3040 © -

аппроксимирует функцию sh 0в диапазоне изменения 0 от 0 до 1 с методической погрешностью не выше 0,034%.

Кроме того, введение управления средним значением сопротивления элемента по дробно-рациональному закону

г ао 0/(ai - 32 0- аз ©2) позволяет реализовать дробно-рациональные функции с полюсами, расположенными на вещественной оси не симметрично относительно начала координат.

Формула изобретения Элемент с управляемым сопротивлением по авт. св. СССР № 1596351 .отличающийся тем, что, с целью повышения точности при управлении средним значением сопротивления элемента по дробно-рациональному закону, в него дополнительно введен пятый масштабный резистор, включенный между сигнальными выводами элемента.

3 r-O

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в устройствах автоматического регулирования и управления, где необходимо формирование зависимости .сопротивления г элемента от относительной длительности 0управляющего широтно-модулированного сигнала 0 г/1, представляющего собой последовательность прямоугольных импульсов длительностью т и периодом повторения Т, по дробно-рациональному закону г ао 0/(ai 32©- аз &), ао, ai, 32, аз - коэффициенты дробно-рациональной функции. Цель изобретения - повышение точности работы элемента при управлении средним значением его сопротивления по дробно-рациональному закону. Введение управления средним значением сопротивления элемента по дробно-рациональному закону г позволяет реализовать дробно-рациональные функции с полюсами, расположенными на вещественной оси несимметрично относительно начала координат. 1 ил. у Ё

2 ft-U

12

9 -ih

/0

11