УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЛИНИЙ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ Советский патент 1974 года по МПК G06G7/50 

1

Изобретение относится к области моделирования на вычислительных машинах и может быть применено для моделирования линий с распределенными параметрами при исследовании волновых пропессов в электрических линиях, вентиляционных и гидротранспортных системах,, магистральных газопроводах, гибких стержнях машин и механизмов и др.

Известно устройство для моделирования линий с распределенными параметрами, предназначенное для работы совместно с моделями сложных динамических систем, содержаш,ее блок задания граничных условий, вход которого подключен к выходу выходного сумматора, а выход - ко входу входного сумматора, блок запаздывания, блок учета потерь, блок нелинейностей и блок моделирования нагрузки.

Недостатком этого устройства является необходимость использования большого числа моделирующих блоков, а также то, что из-за отсутствия идеальных блоков запаздывания не всегда может быть достигнута требуемая точность моделирования высоких гармоник Процесса.

Целью изобретения является резкое сокращение объема модели при моделировании линий с распределенными параметрами с учетом нескольких гармоник процесса.

С этой целью предложенное устройство содержит блоки моделирования гармоник, выполненные в виде последовательно соединенных колебательного и форсирующего звеньев. Причем входы блоков моделирования гармоник подключены к выходу входного сумматора и- к первому выходу устройства, а выходы ко входам выходного сумматора, выход которого подсоединен ко второму выходу устройства.

Схема устройства представлена на чертеже. Устройство состоит из входного 1 и выходного 2 сумматоров, блоков моделирования гармоник 3 с передаточными функциями Wi, №2 ... Wi ..., Wn, выполненных в виде колебательного 4 и форсирующего 5 звеньев, и блок задания граничных условий 6 с передаточной функцией ZuСигнал с выхода блока 6, подключенного ко входу длинной линии, подается на вход входного сумматора с таким знаком, чтобы он вычитался из сигнала на другом его входе, соединенном с входной клеммой устройства.

Передаточные функции устройства относительно выходов I и II равны соответственно.

Wu

n-I

V 2й

2й +

1+ г„ Wn

Л-I

2k

W

2k + 1 «-

W

12Й + 1 «-,

В этих выражениях слагаемые U7 -Дд + 1

W -

6„5 + с„5 + й„ ««-ftS + 1

(5 г с + i)

Wn-h-

: я-й5 + +

представляют собой первые п членов разложения входной проводимости длинной линии УВХ в обобщенный ряд Фурье.

Коэффициенты йп, Ъп, Сп, dn, ..., , bn-h. Cn-k, dn-h, . . могут быть определены с помощью равенств

/

+

( + )т -/ ll I

«-KiirJT

dn R,

c«-s с„; dn-k (2k + 1) а„

LO, Co - погонные параметры длинной линии;

/ - длина линии; RH - сопротивление нагрузки на конце

линии;

а - скорость распространения волн; сос - собственная частота основной

гармоники.

После подстановки могут быть получены передаточные функции длинной линии по напряжению (давлению)

1

W - vy и -

+гиУв

или по току (|расходу) W..

1 + 2„Кз,

в начале линии, когда внещнее воздействие приложено к динамическому звену с передаточной функцией Zu, включенному между источником и началом линии.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования линий с распределенными параметрами, содержащее блок

задания граничных условий, вход которого подключен к выходу выходного сумматора, а выход - ко входу входного сумматора, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит блоки моделирования

гармоник выполненные в виде последовательно соединенных колебательного и форсирующего звеньев; причем входы блоков моделирования гармоник подключены к выходу входного сумматора и к первому выходу устройства, а выходы блоков моделирования гармоник соединены со входами выходного сумматора, выход которого соединен со вторым выходом устройства.