Устройство для моделирования движения газа в газопроходах Советский патент 1976 года по МПК G06G7/57 

ВХОДНОГО сопротивления кусочно-линейного функционального преобразователя 4 и уменьшения влияния его входных характеристик на паоаметры звена. Выход этого преобразователя подключен ко входу эмиттерного повторителя 5, к другому входу которого подключен емкостный элемент 6, вход которого подключен к выходу звена. Другой выход кусочно-линейного функционального преобразователя 4 соединен с выходом эмиттерного повторителя 5. Кусочно-линейный функциональный преобразователь 2 образует элемент с нелинейным сопротивлением, а эмиттерные повторители 3 и 5, емкостный элемент 6 и кусочно-линейный функциональный преобразователь 4 образуют элемент с нелинейной емкостью. Звенья соединены таким образом, что выходы всех эмиттерных повторителей 5 объединены, а выход первого функционального преобразователя 2 каждого предыдущего звена подключен ко входу первого кусочно-линейного преобразователя каждого последующего звена. Кусочно-линейный функциональный преобразователь 2 выполнен на транзисторах. Базы всех транзисторов 7 объединены и образуют токовый выход преобразователя, а их коллекторные выводы через настроечные резисторы 8 присоединены к токовому входу преобразователя. Эмиттерные переходы транзисторов 7 через развязывающий диод 9 и подстроечные резисторы 10 запитываются от общего для всех звеньев источника питания И. Кусочно-линейный функциональный преобразователь 4 построен по такому же принципу, но в отличие от предыдущего « его токовому входу подключен переменный резистор 12. Эмиттерный повторитель 3 выполнен на транзисторе 13, который своим базовым входом подключен к выходу звена, а эмиттером к переменному резистору 12. Эмиттерный повторитель 5 выполнен на транзисторе 14, базовый вход которого подключен к движку потенциометра 12, а эмиттер к нагрузочному резистору 15. Между эмиттером транзистора 14 и выходом звена включен емкостный элемент 6. Питание эмиттерных повторителей 3 и 5 осуществляется от общего для всех звеньев источника питания 16. Источник 17 так же является общим для всех звеньев. Работает устройство следующим образом. При подаче на вход звена напряжения Ui от предыдущего звена или от модели компрессорной станции или модели другого источника газа в случае первого звена, через кусочно-линейный функциональный преобразователь 2 протекает ток Ii. Часть этого тока Ii+i поступает на вход следующего звена или модели газопотребления в случае последнего звена. Другая часть тока Ii-Ii+i поступает в емкостный элемент 6 для напряжения Uc, на котором справедливо

#.

-..,J

525127 T ai-iHi). При малых значениях Ii ток протекает через все резисторы 8 и соответственно коллекторные переходы транзисторов 7 преобразователя 2. Общее сопротивление цепи при этом будет определяться параллельным соединением всех резисторов 7. При возрастании тока Ii в зависимости от величины сопротивления на одном из транзисторов наступает режим насыщения коллекторного перехода; при дальнейшем увеличении тока Ii возрастают лищь токи через ненасыщенные коллекторы транзисторов. При этом динамическое сопротивление цепи будет определяться параллельным соединением резисторов в цепях ненасыщенных коллекторов. Подбором величин сопротивлений 10 и 8 можно добиться практически любой зависимости между током, протекающим через преобразователь, и падением напряжения на нем. Применительно к данному случаю это соотношение имеет вид Ui -Ui+i SiIf. Таким образом моделируется первое уравнение системы уравнений 1 и 2. Напряжение, образующееся на выходе звена Ui+i, подается на базу транзистора 13 эмиттерного повторителя 3. Напряжение в эмиттерной цепи этого транзистора, приложенное к кусочно-линейному функциональному преобразователю 4, также имеет значение Ui+i. Этот преобразователь работает аналогично преобразователю 2. При этом значения резисторов 8, 10, 12 подбирают таким образом, что между током через этот преобразователь In и приложенным к нему напряжением имеет место соотношение In (5) Тогда напряжение Un, снимаемое с движка переменного резистора 12, определяется соотношением:Un Ui+i--RnKU: где Rn - величина сопротивления между эмиттером транзистора 13 и движком переменного резистора 12. Напряжение Un подается на базу транзистора 14 эмиттерного повторителя 5, на резисторе 15 нагрузки которого выделяется это же знаение напряжения. Тогда для напряжения на выходе звена получаем Ui+i Uc + Un,(7) а с учетом соотнощения (6) находим Rnl/Um Uc. Дифференцируя обе части этого выражения о Т и используя соотношение (3), окончаельно получаем - b,/urri(ii-ii4i),(9)

где

b,

RnCo

Это уравнение совпадает со вторым уравнением системы уравнений I « 2.

Таким образом данное звено целиком моделирует эту систему.

Формула изобретения

Устройство для моделирования движения газа в газопроводах, содержащее звенья, состоящие из емкостных элементов, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности моделирования, в нем каждое звено дополнительно содержит первый кусочно-линейный функциональный преобразователь, выход

Г5Г

которого соединен со входом емкостного элемента, и последовательно соединенные первый эмиттерный повторитель, второй кусочнолинейный функциональный преобразователь и

второй эмиттерный повторитель, к другому входу которого подключен выход емкостного элемента, а выход второго эмиттерного повторителя соединен с другим выходом второго кусочно-линейного функционального преобразователя, причем вход первого эмиттерного повторителя каждого предыдущего звена подключен ко входу первого кусочно-линейного функционального преобразователя каждого последующего звена, а другой выход второго

кусочно-линейного преобразователя каждого предыдущего звена соединен с выходом второго эмиттерного повторителя каждого последующего звена.