УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОВЕТРИВАНИЕМШАХТ Советский патент 1970 года по МПК G06G7/66 

Изобретение относнгся к области аналоговой вычислительной техники.

Известно устройство для моделирования системы автоматического управления проветриванием шахт, содержащее блоки-модели вентиляционной сети, вентиляторов главного проветривания, пневматической линли и регулятор.

Однако с помощью известного устройства невозможно исследовать реальные системы управления проветриванием шахт из-за недопустимых упрощений модели сети и моделей нагнетателей, недостаточной емкости, отсутствия учета работы вентиляторов местного проветривания, утечек воздуха и действия естественной тяги.

Предложенное устройство отличается тем, что, с целью расщирелия класса рещаемых задач, оно содержит блоки-модели вентиляторов местного проветривания, утечек воздуха, естественной тяги, подключенные к блоку-модели пневматической линии, выполненной в виде ячеек последовательно соединенных катушки индуктивностей и конденсатора, и нелинейного резистора, причем на вход блоковмоделей управляемых аэродинамических сопротивлений подключены последовательно соединенные сумматоры и задатчики режима, а К блоку-модели вентиляторов главного проветривания подключен регулятор, также соединенный с сумматором и задатчиком режима. На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 - структурно-принципиальная схема модели для простейщего объекта.

Регулирование потоков воздуха по ветвям осуществляется изменением аэродинамических сопротивлений параллельных ветвей, а в общей ветви - переключением характеристики вентилятора.

Устройство содержит 90 аналогов вентиляционных линий, б аналогов главных вентиляторов, 8 аналогов «естестсенная тяга, 40 аналогов вентиляторов местного проветривания,

40 аналогов путей утечки воздуха, 10 аналогов управляемых аэродинамических сопротивлений, 16 аналогов датчиков расхода воздуха, 16 задатчиков режимч, 22 рещающих усилителя с соответствующей аппаратурой питания и

настройки, выполненных по типу электронных моделей универсального назначения, измерительную и регистрирующую аппаратуру и коммутационное поле для соединения элементов модели системы в соответствии с геометрией

(топологией) исследуемого объекта

Модель пневматической линии / (фиг. 1) состоит из ячеек трех типов: ячейки акустической массы 2, ячейки акустической гибкости 3 и ячейки 4 - моделирующих соответственно

мическое нелинейное сопротивление пневматической линии. Элементы акустической массы и акустической гибкости собраны в отдельные блоки, представляющие собой соответственно магазин индуктивностей, магазин емкостей и блок нелинейных электрических сопротивлений, построенных путем кусочно-линейной, аппроксимации непрерывных функций с номощью диодно-функциональных преобразователей.

Аналоги датчиков 5 представляют собой потенциометры, параметры которых выбираются согласно критериям подобия и параметрам реальных датчиков вентиляционных потоков. Модели задатчиков 6 представляют собой источники Э.Д.С., значение которой на выходе источника изменяться во времени любым заданным образом.

Модели сумматоров 7 и регуляторов выполнены с помощью рещающих усилителей известным способом.

Аналоги вентиляторов 2 представляют собой источник питания со специально подобранными характеристиками, снабженный безыиерционным переключателем с входным устройством, для переключения с одной характеристики на другую в зависимости ог величины унравляющего напряжения.

Аналог управляемого аэродинамического сопротивления 9 (фиг. 1, 2) представляет собой электромеханическое устройсгво, состоящее из фазочувствительного усилителя, усиливающего двуиолярный выходной сигнал сумматора 7 с амплитудно-частотной модуляцией выходного сигнала и электромеханического реверсивного переключателя, служащего для дискретного переключения значения нелинейного сопротивления аналога.

Модель «естественная гяга 10 представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения.

Модели вентиляторов местного проветривания )/ представлены стабилизаторами тока, режим которых может регзлироваться вручную, модели утечек воздуха 12 - линейными электрическими потенциометрами,

В соответствии с геометрией (топологией) вентиляционной системы из элементов модели собирается электрическая схема.

Моделирующие параметры отдельных элементов электрической схемы в соответствии с принятыми масштабами моделирования отображают значения моделируемых параметров

вентиляционной системы, а электрические процессы, происходящие в модели, однозначно отображают реальные физические нроцессы, протекающие в моделируемой системе. Например, при скачкообразном изменении задания в главном контуре задатчиков 6 (что соответствует заданию на скачкообразное изменение производительности вентилятора натуры) на выходе сумматора 7 ноявляется сигнал, пропорциональный разбалансу между фактическим и заданным значениями регулируемого параметра (расход воздуха в натуре, ток в модели). Этот сигнал в регуляторе 13 отрабатывается в соответствии с принятым

законом рег)лирования главного контура. Выходной сигнал регулятора 13 отрабатывается аналогом вентилятора 8, на выходе которого устанавливается новое значение напряжения (давление, создаваемое вентилятором натуры). По окончании переходного процесса состояние равновесия характеризуется отсутствием выходного сигнала сумматора.

Аналогичные процессы протекают в параллельных контурах.

Предлагаемая модель позволяет моделировать процессы управления проветриванием шахт при любом числе ветвей и вентиляторов, и путем аиализа процесса регулирования по контурам с помощью измерительной аппаратуры отыскивать оптимальные алгоритмы управления проветриваниехМ,

Предмет изобретения

Устройство для моделирования системы автоматического унравления нрозетриванием щахт, содержащее блоки-модели вентиляционной сети, вентиляторов главного проветривания, пневматической линии, регуляторы, отличающееся тем, что, с целью увеличения класса рещаемых задач, оно содержат блоки-модели вентиляторов местного носветривания, утечек воздуха, естественной тяги, подключенные к блоку-модели пневматической линии, выполненной в виде ячеек последовательно

соединенных катущки индуктивностей и конденсатора, и нелинейного резистора, причем на вход блоков-моделей управляемых аэродинамических сопротивлений подключены последовательно соединенные регуляторы, сумматоры и задатчики режима, а к блоку-модели вентилятора главного нроветривания подключен регулятор, также соединенный с сумматором и задатчиком режима.

tSllH