Основы математического и физического моделирования систем управления, страница 11

     Для включения основных режимов работы необходимо произвести коммутацию гнезд на наборном поле пульта управления (рис. I.26).

     Схема управления режимами построена на основе совпадения сигналов управления, и поэтому каждая команда требует коммутации двух пар гнезд. Сигналы с клавиш пуск и останов выходят на два гнезда каждая. Левые гнезда клавиш соединяют с левыми гнездами счетчика счет, сброс, пуск. ост и с        левыми гнездами управления работой интеграторов (программа 1.2).              Правые гнезда клавиш соединяют с соответствующими правыми                    гнездам управления счетчиком и интегратором.

рис. 1.26

При нажатии на клавишу ИП (Исходное положение) происходит сброс счетчика в нулевое положение, а интеграторы переводятся в исходное положение. Для задания этого режима не требуется никакой коммутации.

Для организации остановки решения в заданный момент времени и периодизации решения служба времени имеет генератор импульсов, который с помощью пересчетных декад выдает на гнезда импульсы с интервалами в 10-5, 10-4, 10-3, 10-2, 10-1, 1 с. Гнездо выбранной частоты повторения импульсов подают на вход счетчика ВХ. Счет заданного числа импульсов. Коэффициент пересчета счетчика равен 100.

Задание момента остановки решения производится с помощью двух рядов гнезд. Левый (х10) соответствует числу десятков, а правый (xl) - числу единиц заданного шага решения на заданном шаге. Для остановки решения на заданном шаге гнездо с соответствующим числом десятков должно быть соединено с левыми гнездами останова решения, а гнездо с соответствующим числом единиц - с правыми гнездами останова решения. Счетчик числа импульсов имеет индикатор состояния. В него входят 4 светодиода (десятки) и 4 светодиода (единицы) для индикации числа зафиксированных импульсов. При переводе машины в исходное положение счетчик обнуляется.

В машине предусмотрена возможность управления работой интеграторов по общей или по двум автономным программам. Режим работы задается с помощью клавиш общ, АВТОН, расположенных на панели наборного поля. При нажатой клавише ОБЩ все интеграторы машины управляются гнездами программы 1. При нажатой клавише АВТОН первая программа управляет интеграторами, расположенными в первых четырех посадочных местах каркаса, а вторая - на 5-, 6-, и 7-м местах.

Для индикации неисправности ОУ или источников питания рядом с тумблером СЕТЬ расположены лампочки усилителей и источников питания. Для того, чтобы определить, какой из ОУ вышел из строя, каждый из блоков машины имеет собственные индикаторы неисправностей. Следует иметь в виду, что не все ОУ, участвующие в работе блока, снабжены индикаторами неисправности.

рис 1.27


Лекция №9

1. Основные требования, предъявляемые к РУ.

2. Явление дрейфа нуля ОУ и способы борьбы с ним.

1.8. Операционные усилители,

В современных АВМ линейные и нелинейные решающие элементы построены на ОУ. Рассмотрим отдельные характеристики и параметры ОУ.

1. ОУ имеет очень большой коэффициент усиления. В малых АВМ используются ОУ с коэффициентом усиления порядка 105. В средних и больших АВМ коэффициент усиления ОУ достигает порядка 107. Большой коэффициент усиления обеспечивает работу решающего усилителя с высокой точностью. Для получения большой величины коэффициента усиления ОУ выполняется многокаскадным (3-5 усилительных каскадов).

2. ОУ усиливают сигналы, частота которых может быть очень низкой, даже нулевой (напряжения постоянного тока). Это приводит к необходимости использования гальванической связи между каскадами, что делает ОУ усилителем напряжения постоянного тока. Частотный диапазон усилителей различен. Так ОУ малых АВМ при охвате их обратной связью, обеспечивающей единичное усиление, имеют полосу пропускания до сотен герц. ОУ средних и больших АВМ имеют полосу пропускания порядка тысяч герц и выше. Широкая полоса пропускания ОУ аналоговых машин при работе в реальном масштабе времени необходима для возможности воспроизведения без искажения всех динамических свойств систем с учетом нелинейных звеньев и  сигналов сложной формы, которые содержат высшие гармонические составляющие со значительным значением амплитуды. Широкая полоса пропускания обеспечивает высокое быстродействие, что позволяет моделировать процессы в ускоренном масштабе времени.

3. Из-за явления насыщения ОУ имеют ограниченную зону линейности, определяемую максимальным диапазоном изменения выходного напряжения, который можно получить без искажения входного сигнала. Диапазон изменения напряжения обычно составляет  ±100В, ±50В, ±25В, ±10В и называется диапазоном линейности. Он определяет выбор масштабов машинных переменных. Масштабы должны быть выбраны так, чтобы ни одна машинная переменная в процессе решения задачи не выходила за пределы линейной зоны усилителей. Для индикации выхода сигнала из линейной зоны на панель управления аналоговой машины выводятся специальные индикаторы, которые сигнализируют о превышении сигналом зоны линейности. В машинах, состоящих из большого числа ОУ, трудно наблюдать за каждым усилителем в отдельности, поэтому большие АВМ снабжаются средствами группового контроля и ОУ объединяются в группы, имеющие один общий индикатор перегрузки.

4. Выходная мощность ОУ в значительной мере определяет потребление энергии машиной. В малых аналоговых машинах применяются ОУ с нагрузочным током 3-10мА при максимальном выходном напряжении.

В средних и больших машинах используется ОУ, которые имеют выходной ток до 10-20мА при максимальном выходном сигнале.

Выходной каскад ОУ должен обеспечить нулевое напряжение на выходе относительно "земли" при нулевом входном сигнале. В процессе эксплуатации ОУ могут возникнуть перегрузки, связанные либо с уменьшением сопротивления нагрузки, превышающих допустимые пределы, либо со случайным размыканием цепи обратной связи , охватывающей усилитель. Перегрузки из-за любой причины могут привести к повреждению выходного каскада ОУ. Для предотвращения подобной неисправности выходной каскад дополняется схемой защиты от перегрузок.