Моделирующее устройство

Моделирующее устройство
Полезная модель относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использована при моделировании элементов и систем автоматического регулирования.
Известны устройства для моделирования дробно-рациональных передаточных функций, используемые при исследовании вопросов динамики автоматических систем на аналоговых ЭВМ.
Одно из них содержит масштабирующий усилитель и интегросумматор (с инвертором или без него), которые образуют замкнутый контур. Причем интегросумматор охвачен отрицательной обратной связью (Макаров И.М., Менский Б.М. Линейные автоматические системы. Машиностроение, 1982, с. 119). Устройство может обеспечить получение требуемой передаточной функции регулировкой трех коэффициентов.
Его недостатком является связанность различных параметров передаточной функции между собой при установке коэффициентов передачи.
Паиболее близким по технической суш;ности и принципу работы является «Устройство для моделирования динамического звена второго порядка по авт. св. СССР № 1203549, G06G7/48, 1985 г. Оно позволяет упростить процесс моделирования за счет независимой регулировки передаточной функции. С этой целью оно содержит три масштабирующих
2 О О  «пи (И ВЦП IIIIII
МПК G06G7/48
усилителя, два интегросумматора и инвертор. Поставленная цель достигается тем, что второй и третий масштабирующие усилители и инвертор, через который выход второго масштабирующего усилителя, выход которого соединен со вторым входом второго интегросумматора соединен с входом второго интегросумматора и через третий масштабирующий усилитель, выход которого является выходом устройства, со вторым входом первого интегросумматора.
Однако недостатком данной конструкции является то, что она предназначена для моделирования только одного конкретного типа передаточной функции и не может быть реализована для моделирования другого типа функции. Задачей полезной модели является разработка
устройства для моделирования передаточной функции вида К --
Решить данную задачу можно за счет введения в схему устройства
одного дополнительного масщтабирующего усилителя и за счет образования новых связей между всеми его составляющими элементами.
Поставленная задача в заявленном устройстве достигается тем, что вход устройства через первый масштабирующий усилитель поступает на вход второго дополнительного масщтабирующего усилителя, выход которого соединен с первым входом второго интегросумматора, выход которого через инвентор, два масщтабирующих усилителя и первый интегросумматор соединен со вторым входом второго интегросумматора.
./yj6
Т.ТгрЧ
Схема устройства представлена на чертеже. Устройство содержит масштабирующие усилители 1, 2, 6 и 7, интег росумматоры 3 и 4 и инвертор 5. Кружками, рядом с которыми указано значение регулируемого параметра, условно обозначены регулируемые коэффициенты передачи блоков.
Устройство работает следующим образом. Входной сигнал поступает на вход масштабирующего усилителя 1, коэффициент передачи которого соответствует параметру К передаточной функции. Коэффициент
передачи Т числителя передаточной функции реализуется цепью,
содержащей масштабирующий усилитель 2. Постоянные времени TI и Т2 реализуются цепью, содержащей масштабирующие усилители, соответственно 6 и 7.
Положительный эффект от использования полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей, которые проявляются в следующем:
-устройство работоспособно при любых соотношениях между
параметрами (Т, TI и TI);
-количество регулировок в разработанном устройстве соответствует числу регулируемых параметров. Между регулировками и параметрами передаточной функции установлено взаимно-однозначное соответствие. Разработанное устройство позволяет получить:
-плавную экспериментальную поднастройку параметров без какихлибо дополнительных операций и вычислений;
-одновременное и независимое изменение всех параметров как дискретно, так и непрерывно, причем как по детерминированным иротрамыам, так и по случайным законам.
Кроме того, устройство позволяет непосредственно (без каких-либо вычислений и настроечных операций) осуществлять регулировку параметров как в сторону их увеличения, так и в сторону их уменьшения.
Схема разработанного устройства имеет вид, удобный для непосредственного использования в схемах с ручной автоподстройкой параметров, что позволяет использовать их с некоторой доработкой и в схемах адаптивных автоматических систем с автоподстройкой параметров звеньев.
Так как настроечные коэффициенты не связаны между собой аналитическими соотношениями, то процесс программирования облегчается. Объем работ по масштабированию сокращается за счет того, что масштабированию подвергается только входной усилитель с
независимой регулировкой К, а остальные параметры (Т, Т и Т2) набираются или в их реальном значении или в некотором масштабе.
4
Разработанное устройство может быть использовано:
-в качестве схемной основы построения моделей динамических звеньев с переменными коэффициентами для структурного моделирования звеньев с переменными параметрами;
-в качестве элементов полной библиотеки динамических звеньев второго порядка;
-в качестве базовых конструктивных элементов перспективных аналоговых специализированных моделирующих устройств.