Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Измайлов А.Ф. Аналоговые вычислительные машины и их применение в ВМФ учебное пособие с элементами программированного обучения

.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
6.76 Mб
Скачать

-умножение входных напряжений на постоянные ко­ эффициенты ;

-суммирование полученных произведений;

-изменение знака суммы, поскольку коэффициенты приняты положительными.

Устройства рис. 2.15 и 2.16 называют суммирующи­ ми блоками или сумматорами. На блок-схемах они изобра­

жаются согласно

рис. 2.17. Символом Ху

обозначает­

ся коэффициент

передачи

блока по г-/чу

входу:

 

, _

Rо.с

Rj +

 

 

1

#ёх

R2

(2.13)

Иногда на схемах указывают конкретные значения

входных сопротивлений,

а также величины

Roc или

коэффициент, определяемый положением щетки выходного делителя. Инвертирующие свойства операционного блока отражаются знаком - .

R0,с= • • • мом

Если на входе имеется один сигнал, выполняется только умножение, блок называют масштабным (или блоком умножения) и применяют условные обозначения (рис.2.18). Их всегда можно дополнить указанием значений т .д .

58

I

Когда

Rgx= R0.c и R= 0

, блок становится ин­

вертором

(рис. 2 .19):

 

Интегрирование. Введение емкости в цепь обратной связи (рис.2.20) придает блоку интегрирующие свойства. Одна из обкладок конденсатора имеет общую точку с вы­ ходом усилителя, а вторая - "заземлена", поэтому на­ пряжение (/с на обкладках конденсатора практически совпадает с выходным:

5 9

Величина напряжения Uc пропорциональна интег­ ралу от величины тока, прошедшего через конденсатор за

время [~°° > Z ] 7

предшествующее наблюдению.

Отсюда

 

 

J

-

( 2 . 1O

Первое слагаемое характеризует напряжение заряда, приобретенного конденсатором до момента ( Т - О ) начала работы блока ( т .е . начала решения уравнения). Если считать, что конденсатор предварительно заряжен до напряжения С/0 , заменить величину согласно ра­ венствам

го.с гёх, ? Нх

и, наконец, учесть инвертирующие свойства блока, полу­

чаем

?

 

 

V u . W — f c W V * ™ ' ■

 

 

(2 . 15)

В схеме

суммирующего интегратора

(? .2 l)

 

■ V U b i t t )

 

 

7

(2 .16)

следовательно,

KbiL J

(2 . 17)

60

Из формул (2.15) - (2.17) следует, что

и напряжение Ua изображает начальные условия. Зависимости (2.15) - (2 .17) показывают, что схемы

рис. 2.20 и 2.21 выполияот:

-интегрирование входных напряжений во времени ? ;

-умножение интегралов на постоянные положительные коэффициенты;

-суммирование полученных произведений;

-изменение знака суммы на противоположный;

-позволяют задавать начальные условия.

5 литературе по АВМ широко используется условная

запись интегрирования

г

о

совпадающая по форме с принятий в оларадконои исчис­ лении, поэтому мщтегрируюцие блоки будем в дальнейшем обозначать согласно рис. 2.22, «исазавшись от проведен­

ного в табл. I .

 

 

Величины

.

 

 

 

(2.19)

назовем коэффициентами

передачи по

входу ин­

тегратора.

Иногда вместо коэффициентов передач на схемах ука-

эывают значение &gKi

и С

»

подобно рассмотренно­

му в ш е . Обозначения

(рис.

2.21)

соответствуют заданию

61

начальных условий (/оф 0 . Если С£=0 , стрелка не указывается.

С

°кш

Совокупность символов, приведенная на условных

обозначениях (рис. 2.17 -

2.19

и 2 .22), полностью

описывает

моделируемую операцию:

например, сигнал, по­

данный

на

вход № I (рис.

2 .2 2 ),

умножается на коэффи­

циент

к,

, интегрируется во времени с

изменением

знака интеграла. Прочие входные

сигналы

преобразуются

Рис. 2.22

аналогично, участвуя в форшровалии суммы. Все эти преобразования выполняются одномоментно.

62

Набор требуемого коэффициента передачи обычно про­

изводится путем установки

определенной величины

,

Roc »

С

.

Емкость в интегрирующих блоках,

как

правило,

имеет

одно фиксированное значение

 

В одних

АВМ предусмотрена

плавная регулировка величи­

ны входного

сопротивления,

а в состав блоков других

мамин входят комплекты сопротивлений нескольких различ­

ных номиналов,

позволяющих набрать

ряд дискретных

зна­

чений коэффициента передачи. Промежуточные значения

здесь могут быть получены путем

соединения потенциометр-

-маситабный блок или потенциометр-интегратор.

 

Задание 6 .

Составьте таблицу коэффициентов,

ко­

торые можно набрать с

помощью мтатных

сопротивлений

(выберите один из вариантов АВМ).

 

 

 

 

 

АВМ

 

ИПТ

-

5

 

*о.с = 1 ,0 ;

0 ,1 ;

0 ,0 1 ; Мом

С

-

1,0 мкф;

 

=0,02 ;0 ,1 ; 0,125 ; 0,200;

0 ,2 5 0 ;

0,(333; 0 ,5 0 0 ;

 

 

1,00

Мом

 

 

АВМ

МПТ

-

9

 

* о . = 1 ,0 ;

0 ,1 ;

0,01 Мом

С

=

1,0 мкф;

 

О СО II

0,3 ком R2 ■ 30, 0 ком;

- 0,01 ; 0 ,1 ; 0 ,I I I ; 0,125 ; 0,2 0 0 ; 0,250 ; 0 ,3 3 3 ; 0 ,5 0 0 ; 1,000 Мом.

63

Решение представлено в табл. б.

 

 

 

 

ш

ипт-5

 

Таллина.6

 

Блок

 

 

 

Коэффициент передачи

 

 

И нгеграт...

50

 

10

8

5

4

3

2

I

 

 

50

 

10

8

5

Ч

3

2

I

УНвож.

 

50

1,0

0,8

0,5

0,4

0,3

0,?

0,1

 

 

0,5

0,1

0,08

0,05

0,04

0,53 0,02

0,01

 

 

 

 

АВМ МПТ-9

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент

передачи

 

 

Кш теграт...

100

10

9

8

5

4

3

2

I

 

 

100

10

9

8

5

4

3

2

I

ТШявя.

<

10

I

0 ,9

0,8

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

 

1

I

0 ,1

0,09

0 ,0 8

0,05

0,04

0,03

0,02

0,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64

§ 4 . Нелинейные операционные блоки

Такие блоки предназначены для моделирования раз­ личных нелинейных зависимостей вида ^ [ X t(T ),Х г ('г)^..,] входящих в нелинейные дифференциальные уравнения. Наи­

большее

распространение получили блоки, которые

моде­

лируют

Функции одной

переменной

f [ X ( ? ) ]

, а

также

блоки,

моделирующие

умножение Х (Т )Х г (Т )

или деле-

ние -х*Щ

переменных.

'

 

 

Первая

группа блоков называется функциональными

преобразователями (ФП), - вторая - блоками произведения (БП) и блоками деления (БД). Условные обозначения этих блоков указаны на рис. ?.2 3 .

функциональные преобразователи строят либо на осно­ ве потенциометров, перемещением движка которых управля­ ют следящие системы, либо на основе операционных усили­

телей, дополненных различными электронными

схемами на

входе и в цепи обратной связи.

 

 

 

функциональные

преобразователи первого

типа

 

(рис. ?.?ч) состоят

из потенциометра I ,

к которому

подведено

"опорное"

напряжение (££ « c o n s t

) .

Выход­

ное напряжение снимается с токопровода (? ) .

Им являет­

ся проволока, изогнутая согласно кривой

<Р(Х)

и ук­

репленная

на изоляционной пластине ( 3

) .

Перемеще­

нием потенциометра вдоль пластины управляет следящая

система

( k ), на вход которой подается напряжение

w >

Поскольку перемещение движка пропорционально изме­ нению аргумента X (? ) » & соотнощение величин сопро­ тивлений потенциометра, разделенного движком^ - набран-

5

65

 

04

04

Xix (т)

Рис. с .23

 

Рис. 2 . ЭД-

ной зависимости Ц>(X)

, изменение выходного сигнала

С/(Х) соответствует

искомой сложной Функции <^[Х(7)].

Во втором варианте *П первого типа падение напряже­

ния по длине

потенциометра соответствует функции ^(Х),

а движок

перемещается согласно величине Х (7) • В ре-

зультате

воспроизводится Фу н к ц и я *f[X ( 7 ) ]

ФП рассмотренного типа обычно называют электроме­

ханическим,

так как в них используют электромеханичес­

кие следящие

системы.

Применяемые следящие системы обладают сравнительно большой инерционностью и удовлетворительно работают в случаях, если частоты не превышают 2 - 2,5 гц при ам­

67

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ