ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ИНТЕГРО-ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1973 года по МПК G06G5/00 

Изобретение относится к пневматическим аналоговым вычислительным устройствам. Известны интегро-дифференцирующие устройства, содержащие емкости, постоянные и переменные дроссели и мембранные элементы. Однако такие устройства имеют недостаточную точность из-за изменения характеристик мембран во времени. Предложенное устройство отличается тем, что для повышения точности работы оно выполнено в виде симметричного моста, каждая ветвь которого содержит последовательно соединенные постоянный дроссель, первую емкость, первый переменный дроссель, вторую емкость, объем которой меньше объема первой емкости, второй переменный дроссель, н сумматор, плюсовой и минусовой входы которого подключены к выходу вторых емкостей. Первый и второй переменные дроссели каждои ветви моста соединены соответственно с прямыми и инверсными входными каналами. Схема устройства приведена на чертеже. Первый полумост (ветвь моста) построен на последовательно соединенных постоянном дросселе 1, первой емкости 2, первом переменном дросселе 3, второй емкости 4 и втором переменном дросселе 5. Второй полумост содержит постоянный дроссель б, первую емкость 7, первый переменный дроссель 8, вторую емкость 9 и второй переменный дроссель 10. Объемы емкостей 2 и 7 попарно равны, т. е. V2 V7 V, объемы емкостей 4 и 9 также равны , причем . Дроссели 1 и 6 соединены с каналом питания 11, дроссели 5 и 10 - с атмосферой. Емкости 4 и 9 подключены соответственно к минусовому и плюсовому входам сумматора 12. Дроссели 3 и 8, 5 и 10 соединены соответственно с первым прямым 13 и инверсным 14 и вторым прямым 15 и инверсным 16 входными каналами. Под действием входных сигналов, подаваемых по каналам 13-16, изменяются проводимости переменных дросселей. При изменении проводимости дросселя 3 под действием входного сигнала в канале 13 и неизменном проходном сечении дросселя 5 изменение давления в емкостях 2 и 4 онисывается следующими дифференциальными уравнениями;Л+р,+,,.)4Я. ||д,.лЯ,.; О) ; + S+P.y.f if.-AP.,, (2) где V объем камеры; газовая постоянная; в температура; проводимость дросселя; р Р - давление; G - расход; / - площадь рроходного сечения дросселя.- . Индексы указывают на номер элемента схемы. Решив равенства (1) и (2) относительно --, применив преобразование Лапласа с учетом и , получим: АЛ -Д/Зр,р, + р,р4 + рзр, ( Pips + Psp + Pip

ДЛ д ri5 + 1

АЛy.s + i

dG

Pi .

PiPs -f PiPs + Pspi

v

Tf

wpl

r

Pi-fPs

PlP3 + PlPi + РзРб

dGldP,

для дросселя 1;

dGldP для дросселя 3;

dGldP,

для дросселя 3;

dGldP, для дросселя 5. Таким образом, передаточная функция (3) описывает интегро-дифференцирующее звено, у которого . Во втором полумосте схемы, в результате изменения проходного сечения дросселя 8, изменение давления в емкостях 7 и 9 описывается по тому же закону, но с противоположным знаком, так как входно сигнал в канале 14 является инверсным по отношению к сигналу в канале 13. Проводя аналогичные рассуждения для случая, когда под действием входного воздействия меняется проходное сечение 5 при неизменных дросселях 1 и 3, можно записать: / У d + p,-f-p, (4) , dt (|-bp«-bp -f + (6) 25

Таким образом, передаточная функция (6) описывает интегро-дифференцирующее звено, у которого Ti/L-T.

Аналогично при изменении сечения дросселя 10 передаточная функция имеет противоположный знак.

Взаимная замена в схеме канала питания и атмосферы повлечет изменение знака передаточных функций.

Применение сумматора позволяет осуществить измерение по дифференциальной мостовой схеме, что повышает точность устройства за счет компенсации неидентичности характеристик при прямом и обратном изменении проводимостей дросселей. Решив совместно (4) и (5) относительно -, применив преобразование по Лапласу, ДЛ читая 6, получим: (р1 +РЗ)Предмет изобретения Пневматическое интегро-дифференцируюшее устройство, содержащее емкости и постоянные и переменные дроссели, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно выполнено в виде симметричного моста, каждая ветвь которого содержит последовательно соединенные постоянный дроссель, первую емкость, первый переменный дроссель, вторую емкость, объем которой меньше объема первой емкости, второй переменный дроссель, и сумматор, плюсовой и минусовой входы которого подключены к выходу вторых емкостей, причем первый и второй переменные дроссели каждой ветви соединены соответственно с прямыми и инверсными входными каналами.

//