Курсовая работа: Аналоговые и гибридные машины
Масштаб времени Mt = T / tmax = 1, поскольку моделирование задачи осуществляется в реальном масштабе времени.
Рассчитываются коэффициенты передачи по каждому входу интегрирующих усилителей.
Для усилителя У1 коэффициенты передачи находятся за формулами:
K11 = Mx/ b / (MyMt); K12 = Mx/ a2 / (MxMt);
K13 = Mx/ a1 / (MxMt). (3.4)
Для усилителя У2:
K21 = Mx/ / (Mx/ Mt), (3.5)
и для усилителя У3:
К31 = 1. (3.6)
Напряжения начальных условий вычисляются за формулами:
ux/ (0) = Mx/ x/ (0) (-1); ux(0)= Mxx(0) (+1). (3.7)
Правая часть уравнения (3.2) представлена нелинейной функцией, которая задается путем линейной аппроксимации. При этом необходимо проверять, чтобы погрешность аппроксимации не превышала заданную величину. Блок-схема формирования нелинейной функции представлена на рисунку 3.2.
7. Описание принципиальной схемы
Блок формирования функции времени (Ф) выполняется в виде одного (для формирования t) или двух последовательно соединенных (для формирования t2) интегрирующих усилителей с нулевыми начальными условиями.
В этом случае при подаче на вход первого интегратора сигнала U, на его выходе получим:
u1(t)= – K11 = – K11Et. (3.8)
Положив K11E=1, имеем u1(t)= t.
На выходе второго интегратора получим:
u2(t)= K21 = K11K21Et2 / 2 (3.9)
Положив K11K21E/2 = 1, имеем u2(t)= t2.
Блоки формирования отрезков аппроксимирующей функции реализуются в виде диодных блоков нелинейных функций (ДБНФ), входной величиной для которых является функция времени t или t2. Порядок расчета и построения ДБНФ приведенные в [1, с. 59 – 69].
Сумматор (ГРУСТЬ) отрезков аппроксимирующей функции выполняется в виде дифференциального итогового усилителя.
Начальные условия для интеграторов моделирующей схемы вводятся с помощью узла с переменной структурой (рисунок 3.3). Эта схема может работать в двух режимах:
а) интегрирование – при положении ключа К в позиции 1. При этом исходный сигнал схемы с достаточной точностью описывается уравнением идеального интегратора:
u1(t)= – (1 / RC) . (3.10)
Этот режим используется при моделирование задачи. Для проверки правильности выбора параметров R и C интегратора проверяют величину исходного напряжения интегратора в функции времени и полезное время интегрирования в пределах допустимой ошибки ?Uдоп.
Величина исходного напряжения интегратора
U(t)= – KYE {1 – e – Т / [(Ky+1)RC} (3.11)
за время моделирования Т при интегрировании входного сигнала E с использованием операционного усилителя с коэффициентом передачи Ky без цепи обратной связи не должна превышать значения машинной переменной (10 В).