Гидравлический решающий усилитель Советский патент 1978 года по МПК G06G5/00 

1

Изобретение относится к области гидроавтоматики и может найти применение при построении гидравлических вычислительных устройств и регуляторов .

Известны гидравлические решающие усилители, содержащие сумматор и усилительные каскады, выполненные на мембранных элементах ij.

Недостатками их являются сложность и недостаточно высокая точность.

Наиболее близким к данному техническому решению является гидравлический решающий усилитель, содержащий дроссельный сумматор, входы которого соединены с входными каналами и через линии обратной связи с выходами усилителя, элемент сравнения, последовательно соединенные усилительные каскады, каждый из которых состоит из двух элементов встречного соударения струй с общей точкой питания, и дроссели

Недостатком этого устройства яв- . ляется невысокая точность и зависимость выходного сигнала от изменения давления питания.

Цель изобретения - повышение точности усилителя.

Это достигается за счет того, что элемент сравнения выполнен в виде струйного усилителя-преобразователя с управляющей стенкой, закрепленной на упругом элементе струйного усилителя-преобразователя, камера упругого элемента подключена к выходу дроссельного сумматора, кольцевые камеры струйного усилителя-преобразователя связаны через дроссели с входами элементов встречного соударения струи первого усилительного каскада, а сливные камеры соединены с каналом опорного сигнала.

Схема решающего усилителя представлена на чертеже, где 1 - струйный усилитель-преобразователь, 2,3 - его кольцевые камеры, 4 - упругий элемент, 5 - управляющая стенка, 6 - выход дроссельного сумматора, 7,8 - сливные камеры, соединенные с каналом опорного сигнала Pgj9 - сопло питания, 10, 11 - дроссели, 12,13 - входы элементов встречного соударения струй 14, 15 первого усилительного каскада, 16, 17,18,19 - кпмеры элементов встречноIO соударения струй первого каскада, 20,21 - рходк элементов встречного соуларония струп 22,23 второго усилительно ..) каскада, 24,25 - выходные

каналы усилителя, 26.27 - дроссели линий обратной связи, 28,29 - дроссели дроссельного сумматора.

Усилитель-преобразователь 1 имеет {сольцевые камеры 2 и 3 и управляющую стенку 5, установленную на другом элементе 4 н имеющую возможность перемещения вдоль оси питания.

Стенка вместе с упругим элементом например сильфоном, ограничивает прюстранство, служащее камерой входных сигналов и связанное с выходом 6 дроссельного сумматора. Сливные камеры 7 и 8, в которых располагается стенка 5, соединекьг с каналом опорного сигнала, а кольцевые камеры 2 и 3 служат приемными камерами, воспринимающими радиальную струю, образованную поворотом у стенки цилиндрической струи питания. Стенка 5 заведомо расположена на таком расстоянии от сопла питания 9, что при ее перемещении не изменяется величина потенциала в канале питания, связанного с указанным соплом. При перемещении стенки 5 изменяется давление в приемных кольцевых камерах 2 и 3 за счет дифференциального распределения радиальной струи питания, имеющей толщину в сечении значительно меньшую, чем цилиндрическая струя. Следовательно дифференциальное изменение потенциала в приемных кольцевых камерах происходит при прочих равных условиях за счет меньшего по своей величине перемещения управляющей стенки (по срав;;екию, например, с поперечной перегородкой прототипа), так как весь расход питания происходит через кольцевую площадь с малой высотой. Каждая кольцевая камера усилителя-преобразователя соединена через свой дроссель 10 и 11 с соответствующими входами 12 и 13 элементов 14 и 15 первого усилительного каскада. Камеры 16 и 17 и диалогичные им камеры в последующем каскаде связаны со сливной магистралью. КамерЫ в последующем усилительном каскаде, аналогичные камерам 18 и 19 в первом каскаде и расположенные со стороны общей точки питания, являются выходными. Выходные камеры 18 и 19 первого каскада связаны через соответствующие дроссели с входами 20 и 21 второго усилительного каскада. Выходные камеры элементов 22,23 второго усилительного каскада связаны с выходными каналами 24 и 25 решающего усилителя и связаны через дроссели 26 и 27 лини обратной связи с дроссельным сумматором .

В предлагаемом усилителе уменьшение влияния измерения давления питания на входной сигнал достигается тем, что решающий усилитель построен по симметричной схеме.. Управляющие цепи, цепи питания и обратной связи

элементов 14,15 и 22,23 и элемента сравнения имеют дифференциальную связь, что, как известно, уменьшает погрешности измерения. Измерением силы реакции струи питания в элементе сравнения по сравнению с силой, действующей на управляющую стенку, можно пренебречь, так как по абсолютной величине они имеют разницу более чем на два порядка.

Наличие дифференциальной управляющей связи также приводит к повышению коэффициента усиления всего решающего усилителя, что, в конечном счете, в замкнутой системе уменьшает влияние внешних возмущений, в том числе и влияния изменения давления питания

Усилитель работает следующим образом.

Входные сигналы, формируясь на дросселях 28 и 29, изменяют величину давления в камере элемента и геометрческое положение стенки 5 относительно кольцевых приемных камер 2 и 3. Цилиндрическая струя питания, встречая на своем пути стенку, расположенную перпендикулярно к ее оси, превращается в радиальную струю питания, энергия которой передается в камеры 2 и 3. Следовательно , входной сигнал управляет давлением в камерах 2 и 3 дифференциально, есл давление в камере 2 увеличивается, т в камере 3 давление уменьшается. Так как далее дифференциальный сигнал поступает на вход первого усилительного каскада, то сигналы по амплитуде в выходных камерах изменяются в противофаае.

Усиливаясь в последовательно соединенных струйных каскадах, дифференциальный сигнал поступает на выход гидравлического решающего усилителя и одновременно через дроссели обратной связи в суммирующую камеру дроссельного сумматора. Коэффициент передачи гидравлического решающего усилителя выбирается соотношением дросселей 28 и 29.

Технико-экономический эффект достигается за счет того, что предложенное устройство позволяет обрабатывать информацию более точно и производить вычислительные операции с меньшей зависимостью от внешних помех по питанию.

Формула изобретения

Гидравлический решающий усилитель, содержащий дроссельный сумматор, входы которого соединены с входными каналами и через линии обратной связи с выходами усилителя, элемент сравнения, последовательно соединенные усилительные каскады, каждый их которых состоит из двух элементов

встречного соударения струи с общей точкой питания, и дроссели, о т личающийся тем, что, с целью повышения точности усилителя, в нем элемент сравнения выполнен в виде струйного усилителя-преобразователя с управляющей стенкой, закрепленной на упругом элементе струйного усилителя-преобразователя, камера упрут-ого элемента подключена к выходу ссельного сумматора, кольцевые KaMiit-bj струйного усилителя-преобразователя связаны через дроссели с входами элементов встречного соударения струи первого усилительного каскада, а сливные камеры соединены с каналом опорного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Темный В,П. Основы гидроавтомаНаука

1972, с. 124.

тики.

2. Авторское свидетельство СССР 251942, кл.Q 06 Q 5/00, 196У.