Пневматический осреднитель Советский патент 1981 года по МПК G06G5/00 

1 .

Изобретение относится к устройствам пневмоавтоматики, а именно к пневматическим вычислительным устройствам непрерывного действия.

Известны осреднители, предназначенные для автоматического определения алгебраического среднего (по множеству) нескольких сигналов, построенные на элементах УСЭППА 1.

Известен пневматический осреднитель, содержащий многовходовый сумматор, подключенный к входным каналам и включающий в себя п-2 трехвходовых сумматора обратной связи, г-де п - число иходных каналов.Шлход многовходового сумматора подключен к выходному каналу устройства и к одним из прямых входов сумматоров обратной связи, другие из прямых и инверсные входы каждого сумматора обратной связи соединены соответственно, с выходом предыдущего сумматора обратной связи и с каналом входных сигналов, а выход последнего сумматора обратной связи подключен к инверсному входу многовходового сумматора Г2

Известное устройство обладает следующим недостатком-с его помощью невозможно осреднять входные сигналы

разных знаков, что сужает область его применения.

И если, например, необходимо част входных сигналов просуммировать (алгебраически) со знаком минус, то эти сигналы придется предварительно инвертировать с помоадью трехвходовых сумматоров, дополнительно установленных на каждом таком входном канал что значительно усложнит конструкцию осреднителя.

под инвертированием (непрерывным) пневматического сигнгша понимается такое линейное его преобразование, когда, в частности нижнeNy значению сигнала на входе (0,2 кгс/см т из стандартного диапазона) соответствуе верхнее значение сигнала на выходе инвертирующей схемы (1,0 кгс/см из стандартного диапазона) и наобо рот-верхнему значению (1,0 кгс/см входного сигйала соответствует нижнее значение (0,2 кгс/см) выходного сигнала (также из стандартного диапазона пневматических сигналов).Такое преобразование выражается следующей формулой:

- (

ЬХ

бык

(1)

2Р, или Р

ВХ

бых где PQ - значение условного пневматического нуля, равное 0,6 кгс/см- ; Р0Х входной сигнал; выходной сигнал, соответствукадий инвертированному входному пневматическому сигналу. Цель изобретения - расширение области применения пневматических осреднителей. Поставленная цель достигается тем что в пневматическом осреднителе, содержащем многовходовой сумматор, подключенный к входным каналам m + Р - 2 трехвходовых сумматора обратной связи, где - число входных каналов сигналов, суммируемых со знаком плюс; m - число входных каналов, суммируемых: со знаком, минус, одни из прямых входов трехвходовых сумматоров обратной связи соединены с выходом предыдущего трехвходового сумматора обратной связи, входные кана;лы сигналов, суммируемых со зна ком плюс подключены к .инверсным входам Е-2 трехвходовых сумматоров обратной связи, прямые входы которых соединены с прямым выходным каналом осреднителя и выходом многовходового сумматора, инверсный вход которого соединен с выходом последнего трехвходового сумматора обратной связи, содержится трехвходовой инвертирующи сумматор, два прямых входа которогосоединены с источником постоянного опорного давления, инверсный вход с, выходным каналом устройств к инверсному выходному каналу которо го подключены выход трехвходового ин вертирующего сумматора и инверсные входы остальных тр.ехвходовых сумматоров обратной связи, прямые входы которых соединены с входными каналами сигналов, суммируемых со знаком минус. На чертеже приведена принципиальная пневматическая схема осреднмтеля Осреднитель на п входов состоит из многовходового сумматора 1, трехвходового инвертирующего сумматора 2 и п-2 трехвходовых сумматоров З-б обратной связи, из которых 8-2 сумматора (3,4) предназначены для суммирования входных сигналов со зна ком плюс, а П1 сумматоров (5,6) - со знаком минус. Входные канала осредняемых со знаком плюс сигналов Р -P/j. cos динены с прямыми (плюсовыми) входами сумматора 1 и инверсными (минусовыми) входами Е -2 сумматоров обратной связи 3,4. Входные каналы осредняемых со знаком минус сигналов PV соединены с одними из прямых входов m -сумматоров обратной связи 5,6. Выход сумматора 1 подключен к одним из прямых входов сумматоров 3,4, к прямому выходу устройства и инверсному входу инвертирующего сумматора 2, два прямых входа которого соединены с ист.очником постоянного опорного давления PQ - значение пневматического нуля. Выход сумматора 2 подключен к инверсным входам сумматоров 5,6 обратной связи и инверсному вых ду осреднителя. Другие из прямых входов каждого сумматора обратной связи соединены с выходом предыдущего сумматора обратной связи. Выход последнего сумматора 3 обратной связи соединен с инверсным входом многовходового сумматора 1. . Работа осреднителя в установившемся состоянии описывается следующей системой уравнений (2-4): Р -Р +Р -D ВЫХ- ОС P« t -2}P„. -ЕР,.Р 6ЫХ Г л АОП (x (4) По аналогии с уравнением (1) для умматора 2 можно записать S - 7 Р Р Ш - о ВЫ Подставив это выражение для Р. .v (Х ) , получим Р,.,,, ) Подставив последнее выражение для Аоп (3) и учитывая, что +т-1 равно п-1, уравнение (3) можно представить в виде ) РВЫХ- PI - Р (,e) Полученное выражение для Р подставляем в уравнение (2) .; Ь- чеНпн)Р,,.,, откуда окончательнь будем иметь: . .е m ) .(5) де л - общее число входных сигналов, Р. , i 1,2... С - входные сигналы, суммируемые со знаком плюс, f-i + 2 1,2...т - входные . сигналы, суммируемые со знаком минус, РГ значение пневматического нуля. В уравнении (5) сумма сигналов (2Ря -Р о ) представляет собой сумму с -г с

инвертированных входных пневматических сигналов, которые требовалось просуммировать со знаком минус.

При 2у удобнее положительные входные сигналы считать отрицательными и наобороту отрицательные сигналы - положительными, а npHNSdM выходом устройства считать его инверсный выход. Таким образом уменьшается общее число сумматоров, необходимых для реализации схемы.

В статике погрешность реализации операции алгебраического осреднения не превышает основной погрешности сумматора (1%), а частотная граница области нормальной работы не менее 0,3 .рад/сек. То есть характеристики осреднителя остались прежними, а функциональные возможности его расширились.

Формула изобретения

Пневматический осреднитель, содержащий многовходовой сумматор, подключенный к входным канатам, т+8-2 трехвходовых сумматора обратной связи,где - число входных каналов сигналов, суммируемых со знаком плюс, m - число входных каналов сигналов, суммируемых со знаком минус, один из прямых входов трехвходовых сумматоров обратной- связи

соединены с выходом предыдущего трехвходового сумматора обратной связи, входные каналы сигналов, суммируемых со знаком плюс, подключены к инверсным входам Р-2 трехвходовых сумматоров обратной связи, прямые входы которых соединены с прямым выходным каналом осреднителя и выходом многовходового сумматора, инверсный вход которого соединен с выходом последнего трехвходового сумматораобратно связи, отличающийся тем, что, с целью расширения области примнения осреднителя, он содержит трехвходовой инвертирующий сумматор, два прямых входа которого соединены с источником постоянного опорного давлния, инверсный вход - с прямым выходным каналом осреднителя, к инверсному выходному каналу которого подключен выход трехвходового инвертирующего сумматора и инверсные входы остальных трехвходовых сумматоров обратной свйзи, прямые входы которых соединены с входными каналами сигналов, суммируемых со знаком минус.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Дмитриев В.Н. и Градецкий В.Г. Основы пневмоавтоматики, М., Машиностроение, 1973, с. 208.

2.Авторское свидетельство СССР № 382097, кл. G 06 G 5/00, 1967 (прототип).