SU452014A1 - Устройство дл моделировани звена с распределенными параметрами - Google Patents

Description

1

Изобритение относитс  к области аналогового моделировани  и предназначаетс  дл  использовани  при моделировании динамических систем, имеюших звень  с распределенными параметрами с начальной произвольной и конечной точками, моделировани  сложньЕХ и разветвленных линий, набора разл1гчных линейных и нелинейных элементов, подключаемых к начальной, произволр ной внутренней и конечной точкам звена и решени  других задач, приво  ших к рекуррентному использованию передаточной функции звена с распределенными параметрами.

Известные устройства дл  моделировани  звена с распределенныкли параметрами состо т из блоков запаздьшани , сумматоров , инверторов.

Однако в таких устройствах при моделировании реальнь1х объектов требуетс  больиюе количество решающих усилителей, кроме того, их частотный диапазон ограничен у недостаточна точность моделировани .

Предлагаемое устройство позвол ет исследовать процесс в трех точках звена - начальной, произвольной и конечной с минимальным количеством решающих усилителей и достаточной точностью моделировани , обеспечивает простое; изменение положени  внутренней точки при исследовании процессов вдоль всего звена.

Это достигаетс  благодар  тому, что оно содержит интегрирующие усилители выходы Koa-opbix подключены к первым входам выходных суммирующих усилителей , выход четвертого блока запаздывани  подключен к входу первого блока запаздывани , второй вход первого выходного суммирующего усилител  подключен к выходу суммирующего усилител  первого блока запаздывани , а к входу суммирующего усилител  первого блока запаздывани  noAKJuo4eH вход первого выходного суммирующего усилител , второй вход второго выходного суммирующего усилител  подключен к выходу сумми- рующего усилител  третье1Х блока запазды-

3

вани , к входу которого подключен первый вход второго выходного суммирующего усилител , второй вход первого выходного суммирующего усилител  подключен к выходу суммирующего усилител  четвертого блока запаздывапи , к входу суммирующого усилител  ч етвертого блока запаздыва ни  подкгаочеп второй вход фетьего выходного суммирующего усилител , третий вход которого соединен с выходом второг блока запаздывани .

На фиг. 1 показана структурна  схема устройства дл  моделировани  звена с распределенными параметрами; на фиг.2 - структурные схемы учета искажений, подключаемых к схеме, изображенной на фиг. 1 , где UH i Uc; UM. , IH; i с , I к

напр жени  и токи в начале, в произвольной внутренней точке и в конце модели .

Устройство содержит четыре последовательно соединенных блока запаздыва- пн , каждый из кокорых выполнен в виде последовательно соединенных рещающего усилител  и суммирующего усилител , второй вход которого соединен с входом рещающего усилител , и выходные суммирующие усилители.,

Приведенна  на фиг.1 схема позвол ет моделировать звено с распределенными параметрами без искажений, но с учетом потерь. На вход блока запаздывани , образованного усилител ми 1 и 2, подаетс  сигнал, представл ющий собой разность переменных произвольной внутренне точки, причем через Lcобозначен

ГОК модели элементов, нодсоединеннЬ(1х к внутренней точке. а выходе усилител  2 образуетс  сумма двух сигналов- задержанного , инвертированно)о сигнала, поданного на вход блока запаздывани  (усилители 1 и 2) и снгна; а, поданного на дополнительный вход суммирующего усилител  2 первого блока запаздывани  г о6|1атным знаком. В результате на выходе усилител  2 получаеггс  сумма переменных начальной точки с обратным знаком. Задержанный на следующем блоке ,-)апа д)1вани  (усилители 3 и 4) сигнал дает сумму перемен1ых в произвольной Bify греьгней точке.

Далее эта сумма поступает на вход следующего блока запаздыва ги  (усилигрли Я и в). На выходе суммирующего

усилител  6 третьего блока запаздывани  образуетс  сумма двух сигналов - инвертированного задержанного сигнала, поданного на вход блока запаздывани  (усилители 5 и 6) и инвертированного сигнала, поданного на дополнительный вход сумми- рующего усилител  6 третьего блока запаздывани . В результате на выходе усилител  6 получаетс  разность переменных в конечной точке с обратным знаком. Этот сигнал подаетс  на четвер тый блок запаздывани , образованный усилител ми 7 и 8.

На выходе суммирующего усилител  8 образуетс  сумма двух сигналов - задержанного инвертированного сигнала, поданного на вход блока запаздываний, и инвертированного сигнала, поданного на допогаштелъный вход суммирующего усилител  8 четвертого блока запаздывани . В результате на выходе усилител  8 получаетс  разность переменных произволной внутренней точки, котора  подаетс  на вход первого блока запаздывани , образованного усилител ми 1 и 2 и образуетс  один замкнутый контур из четырех блоков запаздывани .

Напр жение ti Н в начальной точке модели звена присутствует на выходе сусилител  9, на первый вход которого подаетс  ток в начальной точке звена, а на второй вход - сумма неременных начальной точки. Напр жение UK в конечной точке оказываетс  на выходе усилител  10, на первый вход которого подаетс  ток в конечной точке звена, а на второй вход - разность переменных конечной точки. Напр жение и с произвольно вну1ренней точки образуютс  на выходе ycи итeл  при суммировании трех сигналов: сумма (tJc i С/переменных прон;звольной внутренней точки, не включающа  в себ  ток элек1ентов, подсоединенных к ней ((-с ) ; разность переменных нроизвольной внутренней гочки ( (-С. ) . причем ток, вход щ

), вклк:1чает

L,

в pa:i)U)

в себ  ток элементов, подс(;едипенньгх к произвольной внутренней точке ( LC ); ток элементов, нодсоединенн1лх к нроиз- вольной внутренней точке ( ic).

Э ;оиоми  числа рещаюишх усилителей и у1юличение частотного диапазона схемьг достига|. с  тем, что переменные внут- реп) точки звена образуютс  в одном замкнутом контуре с получением пе)емен- ных начальной и конечной точек, чем обеспечиваетс  сквозной кана, построенны из блоков посто5 нного запаздывани . V Дл  сокращени  числа решающих усилителе суммирование, необходимое дл  моделиров ни  рассматриваемых систем, осуществл е-тс  суммирующим усилитеЛем блока запаздывани . Схема учета искажений реализует доба вочные члены, которые получаютс  при представлении волнового сопротивлени  с в виде р да с удержанием двух членов и коэффициента распространени  j , вз того равным коэффициенту распространени неискажающей линии , )to - волновое сопротивление р«Я--0, n UjOjC-- удельные параметры - длина звена; - коэффициент потерь; - врем  пробега волны в , один конец звена. Представление волновог сопротивле1ш  и коэффициента распространени  обеспечивает точность математического описани , достаточную дл  инже-г нершлх расчетов. Интегратор 12 образует добавку к току в начальной точке, равную . ; , р LH котора  суммируетс  с помощью усилителей 2 и 9. Интегратор 13  вл етс  сумм рующим, выдел ет при суммировании сигналов (7 с - I си - U сток в произвольной внутренней точке и осуществл ет операцию интегрировани . Полу ченный jra выходе интегратора 13 сигнал У5 , затем добавл етс  к току if р- ic и суммируетс  с помощью усилителей 8 и 11. Интегратор 14 образует добавку к току в конечной точке, равную - ; котора  суммируетс  с помощью усилителей 6 и 1О. Предмет изобретени  Устройство дп  моделировани  звена с ; распределенными параметрами, содержащее четьфе последовательно соединенных блока запаздывани , каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных рещающего усилител  и суммирующего усилител , второй вход которого соединен с входом. решающего усилител , и выходные суммирующие усилители, отличающеес  тем, что, с целью расщире- ни  функциональных вoзмoжIiocтeй устройства , оно содержит интегрирующие усилители , выходь которых подключены к первым входам выходных суммирующих усилителей, выход четвертого блока запаздывани  подключен к входу первого блока запаздывани , второй вход первого выходного суммирующего усилител  подключен к выходу суммирующего усилител  первого блока запаздывани , а к входу суммирующего усилител  первого блока запаздывани  подключен вход первого выходного суммирующего усилител , второй вход второго выходного суммирующего усилител  подключен к выходу суммирующего усилител  третьего блока запаздывани , к входу которого подключен первый вход второго выходного суммирующего усилител , второй вход первого выходного суммирующего усилител  подключен к выходу суммирующего усилител  четвертого блока запаздывани , к входу суммц- рующего усилите;ш четвертого блока запаздывани  подключен второй вход третьего выходного суммирующего усилител , третий вход которого соединен с выходом второго блока запаздывани .

J9

/0

fpuz.Z