Интегрирующее устройство Советский патент 1978 года по МПК G06G7/18 

(54) ИНТЕГРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области вычи лительной техники и может быть использовано в вычислительных машинах непрерывного действия и в системах автоматического управления. Известен интегратор, содержащий усилитель постоянного тока, конденсатор, переменные резисторы и двигатель flj . Известный интегратор нмеег узкую полосу пропускания из-за большого коэффициента усиления усилителя. Недостатком известного является также ввод в устройство электродвигателя, т.е. совмещение в одном устройстве механических и электрических частей. Известен интегратор, состоящий из управляемо -о усилителя, дифференцирующей цепочки, интегрирующей цепочки, усилитель-сумматора, резисторов, сумматора 2j . Этот интегратор имеет широкую полосу пропускания, устранение влияния утеч ки конденсаторов, нет необходимости слож ных схем компенсации нуля усилителя, но он имеет сложную схему из-оа наличия трех усилителей и как следегаие - появление ошибок интегрирования из-ва не- идеальности характеристик усилителей. Известно также интегрирующее устройство SJ содержащее реле.уснлнтель постоянного тока, выход которого соединен со входом апериодического звена, выход апериодического звена соединен с первым входом усилителя постоянного тока, второй вход которого является входом устройства, а выход усилителя постоянного тока через размыкающий контакт реле соединен с выходом апериодического звена. Этот интегратор имеет широкую полосу пропускания того, что нет надобности в применении усилителя с большим коэффициентом усиления, прост в реализации, но все же имеет недостаточную точность интегрирования из-за накапливания сшибок интегрирования дрейфа нуля, неодновременного срабатывания и отпускания реле. Целью изобретения является повышение точности интегрирования. Для этого устройство содержит блоки задержки,, эталонный интегратор, схему сравнения, запоминающий блок, генератор непрерывных колебаний, блок ключей, вход усилителя постоянного тока через последовательно соединенные первый ключ блока ключей и первый блок задержки соединен со входом эталонного интегратора, выход которого соединен с первым входом схемы сравнений, причем выход Апериодического звена через второй ключ блока ключей и через последовательно соединенные третий ключ блока ключей и второй блок задержки соединен соответст венно со вторым и третьим входами схемы сравнения, выход которой через чвт вертый ключ блока ключей и запоминаю щий блок соединен с генератором ненреРЫБНЫХ колебаний, выход которого соединен с обмоткой реле, На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; «JHir. 2 « г{К1фик, иллюстрирующий процесс интегрирования; фиг. 3 - диаграмма работы шно чей блока ключей; где усилитель постоян ного тока 1, апериодическое звено 2 , блок ключей, содержавши ключи 3,3-1,3блок задержки 4 со временем задержки А , эталонный интегратор 5, схема сравнения 6, блок задержки 7 со вре менем задержки и. Т , запоминающий блок 8, генератор 9 непрерывных колебвний, обмотка реле 1О, размыкающий контакт 11 реле. На фиг. 2 и фиг. 3 принятью обозвачения:x(t) - входной сигнал| y(i) - выходной сигнал; Т - время начала иатегриро- вання; f п время между окончанием одного контроля н началом слейуюшего| &Т - приращение времени инте грврования TI - время сравнения свгвапов рабочего и контрольного иггеграторо Т(д - время работы ключей; х(Тд)- входной сигнал в момент Времени у (Т) - выходной сигнал в момент начала контроля Т; У(К вьгхоаной сигнал в момент сравнения а 4 &Т. Выход усилителя постоянного тока 1 соединен со входом апериодического .зве 6 94 на 2 и через размыкающий контакт 1 1 рале и добавочное сопротивлениеT g с выходом апериодического звена 2, который является выходом устройства. Выход апериодического звена соединен со вторым входом усилителя постоянного тока, первый вход которого является входом устройства. Вход усилителя постоянного тока через последовательно соединеиные ключ 3 блока ключей, блок задержки 4 со временем задержки Д.Т/2. соединен со входом эталонного интегратора 5, выход которого соединен с одним из входов схемы сравнения 6. Выход апериодического звена через ключ 3-1 блока ключей соединен со вторым (ВХОДОМ схемы сравнения и через ключ 3-2 блока ключей. и блок задерж си 7 со временем задержки Л,Т - с третьим входом схемы сравнения. Выход схемы сравнения через ключ 3-3 блока к/йочей и запоминающий -блок 8 соединен с генератором 9 непрерывных колебаний, выход которого соединен с обмоткой реле 10, размыкающий контакт которого включен на выход усилителя постоянного тока. Предлагаемое интегрирующее устройство по сравнению с известными интеграторами обладает следующими преимущества1. В нем осуществляется контроль и регулирование операции интегрирования. 2. Отсутствует влияние динамических характеристик устройства контроля и регулирования процесса интегрирования на динамические характеристики интеграторов, т.е. увеличение точности эталонного интегратора и схемы сравнения и изменение их характеристик приводит лшиь к увеличению точности реализации операции интегрирования. Для контроля и регулирования операции интегрирования вводится устройство контроля и регулирования, которое работает следующим образом. В какой-то момент времени Т , соответствующем времени контроля,включается ключ 3-2 блока ключей и выходной сигнал у (t) поступает на блок за держки 7 со временем задержки ДТ . Через время дТ/2 включается ключ 3 и входной сигнал х (% поступает на блок задержки 4 со временем задержки . Через время 4 Т после начала контроля входной сигнал блока задержки 4 по.тупает на эталонный интегратор 5, выпол ненный на высокостабильных сопротивлениях, параметры которых выбраны таким образом, что-бы в нем реализовалась за висимость jvii1dt x( 4S. в это же время срабатывает кпкУ 3-1 и ключ 3-2 и сигнйлы с эталонного интегратора, с блока задержки 7 и непосредственный выходной сигнал у (л поступает на схему сравнения 6, Разностный сигнал e(tbA5-y(T,Uy(T) запоминается в запоминающем блоке 8, поддерживается им постоянным до следуюшего контроля и воздействует на генератор О непрерывных колебаний, смещая его постоянную составляющую в положительную или отрицательную область в зависимости от знака ошибки 2 (t) , что приводит к изменению времени нахождения реле в замкнутом ил1{ разо.осну том состоянии. Эталонный интегратор существенно от личается от рабочего. Основными отличиями являкугся следуюпше: 1.К этапопному интегратору предъяв ляются ослабленные требования по мощностным характеристикам, что позволяет использовать маломощный интегратор для контроля мощного рабочего. 2.Операция интегрирования в эталонном интеграторе может осуществляться в течение малого, выбранного экспериментального интервала времени дТ , пре шествующего времени контроля, что позв ляет выполнить эталонный интегратор на основе достаточно простых элементов. При использовании одного устройства контроля или регулирования нескольких рабочих интеграторов ключи 3,3-1,3-2, 3-3 делаются многоканальными. Для данного интегрирующего устройст ва можно записать две передаточные фун ции: W( w(P) где k - постоянный коэффициент; ,, переменные коэффициенты в обшем случае; Р - оператор Лапласа. Привмалых значениях оС ,2 и большой частотой переключения реле совокупная перейаточиая функция будет выглядеть следующим образом: Однако за счет неод5таковостн коэффициентов оС HCL и разного времени нахождения системы в том или 1шом состоянии, данное устройство будет реаяизоватЬ характеристики то УСТОЙЧИВОГО; то неустойчивого апериодического звенао Попож1 тельный или отр Щательный разностный сигнал позволяет регулировать время работы системы в том шти ином режиме: .„ W(P). . и как следствие, уменышгть погрещность процесса интегрирования до угодно малой величины, определяемой точностью работы эталонного интегратора и сравнивающего устройства. Эффект предложенного изобретения состоят в высокой точности процесса интегрирования, в увел1гчен{П1 времени непрерывного интегрирования. Формула изобретения Интегрирующее устройство, содержащее реле, усилитель постоянного тока, выход которого соединен со входом апериодического звена, выход апериодического звена соединен с первым входом усилителя постоянного тока, второй вход которого является входом устройства, а выход усилителя постоянного тока через размыкающий контакт реле соединен с выходом апериод1 ческого звена, отличающееся тем, что, с целью повьпиения точности, оно содержит блоки задержки, эталонный интегратор, схему сравнения, запоминающий блок, генератор непрерывных колебаний, блок ключей,вход усилителя постоянного тока через последовательно соединенные , первыйключ блока ключей и первый блок задержки соединен со входом эталонного интег ратора, выход которого соединен с первым входом cxesfb сравнения, причем выход апериодического звена через второй ключ блока ключей и через последовательно соединенные третий кшоч блока к второй блок задержки соединен соответственно со вторым и третьим входакш схемы сравнения,

выход которого через четвертый ключ блока ключей и запоминающий блок соединен с генератором непрерывных колебаний, выход которого воединен с обмоткой реле.

Источники информации, принятые во

внимание при экспертизе:

1,Авторское свилетельс:тво

N 388О63, кл. Q 06 Q 7/18, .

2,Авторское свидетельство

№ 224916, кл. q Об Q 7/18, 19в7.

3,Авторское свидетельство

№ 197311, кл. q 06 q 7/18, 1966. Град}ики K.todHOte и Выноднага cmnoflo

xdJ

Диаграмма работы перекйюиающего устройства

(;ЗвО29

fluz.2