Устройство для воспроизведения несимметричной релейной характеристики

Устройство для воспроизведения несимметричной релейной характеристики

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к аналоговым устройствам, моделирующим типичные нелинейные зависимости, и может быть использовано при исследовании на аналоговых ЭВМ нелинейных систем автоматического регулирования и управления. Целью изобретения является упрощение устройства. Устройство содержит суммирующий усилительограничитель 1, в цепь обратной связи которого включен нелинейный блок 2, линейный инвертирующий операционный усилитель 3, релейный элемент 4. Достижение поставленной цели обеспечено благодаря введению в устройство релейного элемента, например ключевого диода, включенного между выходом инвертирующего операционного усилителя и одним из входов суммирующего усилителя-ограничителя . 1 з.п. ф-лы, 3 ил. о S (Л 00 о ос 01

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

gg 4 G 06 G 7/25

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 21) 4019095/24-24 (22) 03.02.86 (46) 15.05.87. Бюл. 1Ф;18 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Е ° Н. Баня и В. Л. Селиванов (53) 681.3(088.8) (56) Тегельбаум И. М. Шнайдер 10. Р.

400 схем для АВМ. М.: Энергия, 1978, рис. 2-10-7.

Коган Б. Я. Электронные моделирующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования. М.: Физматгиз, 1959, с. 386. рис. 213а. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

НЕСИММЕТРИЧНОЙ РЕЛЕЙНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

„„SU„„1 10S52 А1 (57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к аналоговым устройствам, моделирующим типичные нелинейные зависимости, и может быть использовано при исследовании на аналоговых ЭВМ нелинейных систем автоматического регулирования и управления. Целью изобретения является упрощение устройства. Устройство содержит суммирующий усилительограничитель 1, в цепь обратной связй которого включен нелинейный блок

2, линейный инвертирующий операционный усилитель 3, релейный элемент 4.

Достижение поставленной цели обеспечено благодаря введению в устройство релейного элемента, например ключевого диода, включенного между выходом инвертирующего операционного усилителя и одним из входов суммирующего ус илителя — ограничителя. 1 э.п. ф-лы, 3 ил.

1310852

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к аналоговым устройствам, моделирующим типичные нелинейные зависимости, и может быть использовано при исследова- 5 нии на аналоговых вычислительных машинах нелинейных систем автоматичес20 кого регулирования и управления.

Целью изобретения является упрощение устройства.

На фиг, 1 представлено устройство для воспроизведения несимметричной релейной характеристики; на фиг. 2— зависимость выходного напряжения I JgyIy

15 схемы от входного напряжения Usx

1 на фиг. 3 — зависимость выходного напряжения П„ суммирующего усилителя-ограничителя от эквивалентного входного напряжения U „ .

Устройство (фиг. 1) содержит последовательно соединенные суммирующий усилитель-ограничитель 1, в цепь обратной связи коперационного усилителя включен нелинейный блок 2, состоящий, например, из двух параллельно соединенных трехполюсных диодных элементов, и линейный инвертирующий операционный усилитель 3. Выход операционного усилителя 3 подключен к 30 входу релейного элемента 4. Выход релейного элемента 4 подключен к третьему входу суммирующего усилителя-ограничителя. Благодаря такому включению релейного элемента 4 в схеме организована цепь нелинейной

35 обратной связи. Кроме того, выход операционного усилителя 3 непосредственно подключен ко второму входу суммирующего усилителя-ограничителя

1, благодаря чему в схеме организована цепь линейной обратной связи по напряжению суммирующего усилителя.

На первый вход суммирующего усилителя-ограничителя 1 подается входной сигнал ув„. Он имеет по первому входу коэффициент передачи К„ = 1, по второму входу К, по третьему входу

К, моделирует линейную характеристику с двухсторонним ограничением и содержит в цепи обратной связи два параллельно соединенные трехполюсные диодные элементы с потенциально заземленными диодами. В качестве релейного элемента 4 в устройстве можно испольэовать ключевой диод.

Зависимость выходного напряжения от входного напряжения 11 „ данной схемы является неоднозначной и содержит два горизонтальных участка: верхний и нижний (фиг. 2). Обозначим значения уровня выходного напряжения верхнего горизонтального участка А, нижнего — В, а значения входного напряжения, при которых происходит скачкообразное изменение выходного напряжения при переходе рабочей точки с одного горизонтального участка на другой, — C и Д, причем А р О, Д >О, С < О и В с О. Рассмотрим случай, когда А/С > В/Д, соответствующий характеристике фиг. 2. При этом главная диагональ прямоугольной петли релейной характеристики пересекает отрицательный участок оси абсцисс, для получения такой релейной характеристики релейный элемент 4 цепи обратной связи должен воспроизводить характеристику первого квадрата. При

UII„I„ 0 этот релейный элемент имеет сопротивление, близкое к нулю, а при 118„„ (0 — сопротивление, стремящееся к бесконечности. При этом релейный элемент подключает выход операционного усилителя 3 к третьему входу суммирующего усилителя-ограничителя 1 при Ue,„ ) 0; а в устройстве по и. 2 анод,циода подключается к выходу усилителя 3, а катод — к тре1тьему входу суммирующего усилителяограничителя 1.

Эквивалентное входное напряжение суммирующего усилителя-ограничителя

1 с учетом сигналов обратной связи может быть представлено двумя соотношениями в зависимости от того; открыт или закрыт релейный элемент 4:

UaKb = Ugx + Кз118ых при UssIx 0 (элемент закрыт,; );

II

11экь = Usx + (K < +К )11ьых при

11ьц„ъ 0 (элемент открыт), Схема, представленная на фиг, 1, работает следующим образом.

При входном напряжении, равном нулю, выходное напряжение U „„ может оказаться равным А или В. Допустим, что при U x 0 выхоцное напряжение

В. Если изменять входное напряжение в отрицательную сторону, напряжение на выходе усилителя 3 изменяться не будет, так как в этом случае релейный элемент 4 закрыт и всегда меньше нуля (см. формулу для П„ при U „(0 и U „,„< О), так

1310852

С, Д С

К = — К-=- — +—

А .В

Д

ВНИИПИ Заказ 1894/47 тираж 673

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород,. ул. Проектная, 4 как в соответствии с характеристикой фиг.:3 U = -В и поэтому 1?(,„ = -U„ =

= В. Если U« èýìåíÿòü в положительную сторону, то до тех пер, пока

U, ((не станет равным. нулю, напряжение на выходе суммирующего усилителя-ограничителя 1 равно — В, а значит, Us„„= В, Если, 1?зкв i О, тогда

U станет равным — А, à U „„=.А О и релейный элемент 4 откроется. Ю

В соответствии с фиг. 2 значение входного напряжения равно Д. Значение коэффициента передачи К, при котором обеспечивается скачкообразное изменение выходного напряжения при

= Д, определяется из формулы (Ж я Uzs при Ue» = Д H??з(,(х = Вэ

Usкв = О, т.е. Ку = — В

До тех пор, йока Uz„z О, напря- 20 жение U = -А, а значит U>«„ — А.

Рабочая точка находится на верхнем горизонтальном участке характеристи- . ки фиг. 2. При U (,« ) О эквивалентное напряжение определяется по второй формуле для U « . Скачкообразное изменение выходного напряжения U>»„„ произойдет в этом случае при изменении полярности ??укq, т.е. при ??р(ъ О. Значение К„,при котором обрат- 30 ний скачок произойдет для U „ = С, можно определить по формуле

С

К = — — +

А, В

Если — (—, т. е. главная диагональ

С Д пересекает положительный участок оси абсцисс, релейный элемент 4 должен иметь сопротивление, близкое к нулю, 4 при ? g(,(y c 0 zi сопротивление, стремящееся к бесконечности, при ??,„ т О; при этом значение К, и К следует рассчитывать по формулам:

Например, в устройстве по п. 2 катод диода подключают к выходу усилителя 3, а анод — к третьему входу усилителя 1, а в устройстве по п. 1 релейньй элемент подключает выход усилителя 3 к третьему входу усилителя 1 при T?ss(x < 0 °

Формула изобретения

1. Устройство для воспроизведения несимметричной релейной характеристики, содержащее суммирующий уснлительограничитель, первый вход -которого является входом устройства, и инвертирующий операционный усилитель, вход которого соединен с выходом суммирующего усилителя-ограничителя, а выход подключен к его второму входу и является выходом устройства, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит релейный элемент, вход и выход которого подключены соответственно к выходу инвертирующего операционного усилителя и к третьему входу суммирующего усилителя-ограничителя.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем релейный элемент выт олнен в виде ключевого диода.