Интегрирующее устройство

Союл Сееветекнк

Социалистичеснет»

Pacnydnw

© П @ С A Н И Е 636629

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЮТВЛЬСТВУ (Sl) Дополнительное к авт. саид-ву(22) ЗаЯвлено 11.07.75(21) 2155081/18-24 с присоединением заявки №(23) Прнорнтет2 (5Ф) М. Кл

Ст 06 С 7/18

Государственный коиетет

Совета Инннстрое СССР

h0 делая нзоЬретенкй н открытей (43) Опубликовано 05.) 2.78.бюллетень ¹45 (53) УДК 681 З5 (088.8) (45) Дата опубликования описания 15.12.78 (72) Авторы иэоб рете н ия

B. С. Климов и В. Ф. Халин (71) Заявитель (54) ИНТЕГРИРУЮШЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в вычислительных машинах непрерывного действия и в системах автоматического управления.

Известен интегратор, содержащий уси- 5 литель постоянного тока, конденсатоу, не» ременные резисторы и двигатель (1)

Известный интегратор имеет узкую полосу пропускания из-за большого коэффициента усиления усилителя. Недостатком известного является также ввод и устройство электродвигателя, т.е. совмещение в одном устройстве механических и электрических частей.

Известен интегратор, состоящий из управляемого усилителя, дифференцируюшей цепочки, интегрирующей цепочки, усилитель-сумматора, резисторов, сумматора (2)

Этот интегратор имеет широкую полосу пропускания, устранение, влияния утечки конденсаторов, нет необходимости сложных схем компенсации нуля усилителя, но он имеет сложную схему изза наличия трех усилителей и как следствие - появление ошибок интегрироваыйя из- за неидеальности характеристик усилителей.

Известно также интегрирующее устройство (3), 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 уст ройства, а выход усилителя постоянного тока через размыкаюший контакт реле соединен с выходом апериодического звена.

Этот интегратор имеет широкую полосу пропускания из-за того, что нет надобности в применении усилителя с большим коэффититентом усиления, прост в реализации, но все же имеет недостаточную точность интегрирования из-as накапливания сшибок интегрирования дрейфа нуля, неодновременного срабатывании и отпускания реле.

636629

Белью изобретения является повышение точности интегрирования.

Лля этого устройство содержит блоки задержки„ эталонный интегратор, схему сравнения, запоминающий блок, генератор 9 непрерывных колебаний, блок ключей, âõод усилителя постоянного тока через последовательно соединенные первый ключ блока ключей и первый блок задержки соединен со входом эталонного интегра- М тора, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, причем выход

Ьпериодического звена через второй ключ блока ключей и через последовательно соединенные третий ключ блока ключей и второй блок задержки соединен соответсч венно со вторым и третьим входами схе-. мы сравнения, выход которой через четвертый ключ блока ключей и запоминающий блок соединен с генератором непре» ® рывных колебаний, выход которого соединен с обмоткой реле.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; фиг. 2 - гра фик„иллюстрирующий процесс иитегри- З% рования; фиг. 3 - диаграмма работы ключей блока ключей; где усилитель постоянного тока 1, апериодическое звено 2, блок ключей, содержащий ключи 3,3-1,3-2 блок задержки 4 со временем задержки ЛФ

4Ч /й, эталонный интегратор 5, схема сравнения 6, блок задержки 7 со временем задержки h. 7, запоминающий блок 8, генератор 9 непрерывных колебаний, обмотка реле 10, размыкаюпщй И контакт 11 реле.

На фиг. 2 и фиг. 3 принятье обозначения:

Х(Ц - входной сигнал;

Цф - выходной сигнал, 7 — время начала иитегрироваиия; п - время между окончанием одного контроля и началом следующего;

37 — приращение времени инте

4$ грирования;

7к - время сравнения сигналов рабочего и контрольного интеграторов;

- время работы ключей;

XP )- входной сигнал е момент

И

О времени тг+ 4 6

Ц(Ч ) «выходной сигнал и момент начала контроля Т;

tj(T Д - выходной сигнал и мо- ® мент сравнения F< 7 w ЬТ.

Выход усилителя постоянного тока 1 соединен со входом апериодического .звена 2 и через размыкающий контакт 11 рапе и добавочное сопротивление Чф 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 соединенные кгпоч 3 блока ключей, блок задержки 4 со временем задержки АЧ /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 задержки 7 со временем задержки ЬТ - с третьим входом схемы сравнения. Выход схемы сравнения через ключ 3-3 блока ключей 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 устройся во по сравнению с известными интеграто= рами обладает следующими преимушествеми в

1. 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 лишь 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 7, соответствующем времени контроля,включается ключ 3-2 блока ключей и выходной сигнал ц (О поступает на блок задержки 7 со временем задержки Ь |, Через время АЧ /2 включается ключ 3 и входной сигнал х(Ц поступает на блок задержки 4 со временем задержки 59j2 .

Через время после начала контроля входной сигнал блока задержки 4 по.тупает на эталонный интегратор 5, выпол636629 ненный на высокостабильных сопротивлениях, параметры которых выбраны таким образом, что-бы в нем реализовалась зависимостьь х и

О

«МЫ ° x(T,- — ) ьт=ьв.

В зто же время срабатывает ключ 3-1 и ключ 3-2 и сигналы с эталонного ичтег- @ ратора, с блока задержки 7 и непосредственный выходной сигнал Ц (7щ) поступает на схему сравнения 6. Рвзностный сигнал запоминается в запоминаюшем блоке 8

« t поддерживается им постоянным до следуюшего контроля и воздействует на генератор 9 непрерывных колебаний, смещая его постоянную составляюшую в положительную или отрицательную область в зависимости от знака ошибки E (Ц что приводит к изменению времени нахождения реле в замкнутом или разомкнутом состоянии

Зталонный интегратор существенно отличается от рабочего. Основными отличиями явлаютса следуюшие:

1. K эталонному интегратору предъявляются ослабленные требования цо мощ- @ костным характеристикам, что позволает использовать маломощный интегратор дла контроля мощного рабочего.

2. Операция интегрирования в эталонном интеграторе может осушествлятьса в течение малого, выбранного экспери-, ментального интервала времени Я«"«, цредшествуюшего времени контроля, что позволяет 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 делаютса многоканальными.

Для данного интегрирующего устройст- " ва можно записать две передаточные функции:

К К 4(5 = — и иФ) = — зэ

Р с(-с где К - постоянный коэффициент;

Х,о 2 — переменные коэффициенты в обшем случае;

Р - оператор Лапласа.

При емалых значениях с< иЖ и большой частотой переключения реле совокупная перейаточная функция будет выглядеть следуюшнм образом:

I/

svtw) = - —.

Р

Однако за счет неодинаковости коэффициентов о,, и а. (и разного времени нахождения системы в том или иком состоянии, данное устройство будет оеализовать характеристики то устойчивого, то неустойчивого апериоднческого звена.

Положительный нли отрицательный разностный сигнал позволяет регулировать время работы системы в том или ином режиме .

ИЯ- и«и w(p)=—

К К Р ьф Р -ф, и как следствие, уменьшить погрешность процесса интегрированна до угодно малой величины, определяемой точностью работы эталонного интегратора и сравниваюшего устройства.

Зффект предложенного изобретения состоит в высокой точности пропесса интегрированна, в увеличении времени непрерывного интегрирования.

Формула изобретения

Интегрируюшее устройство, содержашее 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 размыкаюший контакт реле соединен с выходом анериоднческого звена, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно содержит блоки задержки, эталонный интегратор, схему сравнения, запоминаюший блок, генератор непрерывных колебаниП, блок клю» чей,вход усилителя постоянного тоха че рез последовательно соединенные, первый ключ блока ключей и первый блок задержки соединен со входом эталонного интегратора, выход которого соединен с первым входом схемы сравнении, причем выход апериодического звена через второй ключ блока ключей и через последовательно соединенные третий кшоч блока и второй блок задержки соединен соответственно со вторым и третьим входами схемы сравнения, 7 636629 выход которого через четвертый ключ блока ключей и запоминаюший блок соединен N с генератором непрерывных колебаний, выход которого еоединен с обмоткой реле. N.

Источники информации, принятые во у внимание при экспертиэе:, hb

1. Авторское

388063, кл.

2. Авторское

22 4916, кл.

3, Авторское

197311, кл. свидетельство (i 06 (ч 7/18, ) 972. свидетельство (06 С; 7 18, 1967, с вид етел ьство (д 06 С 7/18, 1966.

Е!:16()2 с упреки йлпйипее и Выладнпгп г екапп

J(t} ytt)

Диаера на адаты перекаина ащ ееа усл рпист6а кл.

Составитель Л, СниьеиккоBB

Редактор Ю. Челюканов Техред 3. Фанта Корректор С. Гарасиняк

Заказ 0943/40 Тираж 784 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4