CS273352B1 - Electronic system for transmission mechanisme's analogue simulator - Google Patents

Description

CS 273352 Bl

Vynález 3e týká elektronického systému analogového simulátoru převodového mechanismu, zejména elektronického systému trenažéru jízdy terénních vozidel.

Při simulaci jízdy vozidel, zejména výcvikových trenažérů terénních vozidel, ke požaduje simulovat co nejvěrněji vlastnosti jízdního traktu vozidla. Podstatnou částí příslušného analogového systému je část, která simuluje převodový mechanismus. Musí zabezpečit obousměrné vlastnosti převodu, tedy obousměrnou simulaci přenosu otáček a kroutícího momentu, respektive pojezdových odporů simulovaného vozidla se zřetelem na změny rychlosti a směni jízdy a na charakter terénu ve vztahu k hmotnosti, respektive setrvačným hmotám simulovaného vozidla.

V současné době je známo zapojení elektronického simulátoru pásového vozidla, kupř. podle předmětu čs. AO 273 351, kde je uvedená problematika řešena použitím samostatného bloku simulace převodů. Realizace takového bloku a jeho funkce pomocí známých prostředků je značně komplikovaná, je nutno použít kupříkladu soustavy analogových obvodů v součinnosti s odpovídající počítačovou soustavou. Takové řešení je jednak prostorově náročné a navíc s ním souvisí nebezpečí potenciálního zdroje provozních potíží.

úkolem vynálezu je navrhnout zapojení, které zajistí požadovanou komplexní simulaci převodového mechanismu, při maximální jednoduchosti zapojení.

Tento úkol řeší předmět vynálezu, kterým je elektronický systém analogového simulátoru převodového mechanismu, který je tvořen elektrickým čtyřpólem, mezi jehož vstupními svorkami a výstupními svorkami je upraven proudový přenos elektrického signálu n současně je mezi týmiž výstupními svorkami a vstupními svorkami upraven napětový přenos elektrického signálu.

Systém je tvořen operačním zesilovačem, rozdílovým členem se dvěma vstupy a výstupem, dvojicí stejnosměrných zesilovačů, z nichž každý má alespoň vstup a výstup, součtovým členem se dvěma vstupy a výstupem a sledovačem napětí se vstupem a výstupem, přičemž mezi živou vstupní svorku a výstup operačního zesilovače je vložen vstupní odpor, jehož podstata spočívá v tom, že živá vstupní svorka je dále spojena s invertujícím vstupem operačního zesilovače a s druhým vstupem rozdílového členu, jehož první vstup je připojen k výstupu operačního zesilovače a jehož výstup je spojen se vstupem prvního stejnosměrného zesilovače, přičemž výstup prvního stejnosměrného zesilovače je propojen 3 prvním vstupem součtového členu, jehož výstup je přes výstupní odpor spojen s živou výstupní svorkou, která je dále spojena se vstupem sledovoče napětí, jehož výstup je spojen jednak se druhým vstupem součtového členu, jednak se vstupem druhého stejnosměrného zesilovače, jehož výstup je spojen s neinvertujícím vstupem operačního zesilovače. Zesílení stejnosměrných zesilovačů je výhodně shodné.

Podstatou vynálezu konečně je, že elektronický systém je doplněn ovladačem a snímačem zařazení převodového stupně a že stejnosměrné zesilovače mají upraveny sběrnicové vstupy pro změnu zesílení, které jsou propojeny se sběrnicovým výstupem ovladače, jehož sběrnicový vstup je propojen se sběrnicovým výstupem snímače zařazení převodového stupně.

Elektronický systém podle vynálezu vykazuje vyšší účinek v tom, že jednoduchými, rozměrově malými a jednoznačně definovanými elektronickými prostředky je zabezpečena požadovaná vazba mezi simulovanou hmotou vozidla na jedné straně převodovky a simulovanou hmotou motoru na druhé straně převodovky.

Zapojení elektronického systému podle vynálezu je schematicky znázorněno na připojených výkresech, kde na obr. 1 je blokově znázorněn příklad zapojení a na obr. 2 jsou znázorněny základní mechanická poměry, související s převodovkou.

CS 273352 Bl

Zapojení je tvořeno čtyřpólem se vstupními svorkami 1^ a výstupními svorkami 9, který obsahuje operační zesilovač J2, rozdílový člen _3j dvojici stejnosměrných zesilovačů 40, 41, součtový člen _5_a sledovač 6 napětí. Obvod je dále doplněn vstupním odporem 14, výstupním odporem 13, ovladačem 7 a snímačem_8_zařazení převodového stupně.

Živá vstupní 3vorka 11 je připojena jednak přes vstupní odpor 14 k výstupu 23 operačního zesilovače 2, jednak k invertujícímu vstupu 22 operačního zesilovače_2. a ke druhému vstupu 32 rozdílového členu 3,' k jehož prvnímu vstupu 31 je připojen výstup 23 operačního zesilovače_2. Výstup 33 rozdílového členu 3 je spojen se vstupem 401 prvního stejnosměrného zesilovače 40, jehož výstup 402 je spojen s prvním vstupem 51 součtového členu 5. Ke sběrnicovým VBtupům 403 a 413 stejnosměrných zesilovačů 40 a 41 je připojen sběrnicový výstup 72 ovladačeJ7, jehož sběrnicový vstup 71 je spojen oe sběrnicovýin výstupem 81 snímače 8 zařazení převodového stupně. Druhý vstup 52 součtového členu 5 je spojen jednak oe vstupem 411 druhého atojnosměrnóho zesilovače 41, jednnk s výstupem 62 sledovače 6 napětí. Výstup 53 součtového členu 5 je konečně připojen přes výstupní odpor 13 ke vstupní živé 'svorce 91, které jo současně opojeno se vstupem 61 sledovače 6 napětí.

Na obr. 2 je schoinoticky znázorněn blok 100 převodovky oe vstupní hřídelí 101 o výstupní hřídelí 102. Převod bloku 100 jej?, vstupní hřídel 101 máj^ otáček, zatímco otáčky výstupní hřídele 102 jsou určeny vztahem N₂= N^/P. Podobně je kroutící moment ze vstupní hřídele 101 přenášen na výstupní hřídel 102 v hodnotě, určené vztahem M₂= MpP .

Elektrická funkce elektronického systému podle obr. 1 je následující. Napětová vazba je realizována směrem od výstupních svorek_9 ke vstupním svorkám JL.. Při určitém pracovním režimu simulátoru je na výstupních svorkách 9 napětí Ug. Tento potenciál je z živé výstupní svorky 91 snímán sledovačera_6_napětí a je z jeho výstupu 62 přiveden na vstup 411 druhého stejnosměrného zesilovače 41 a současně na druhý vstup 52 součtového členu 5. Po zesílení - kupříkladu zesilovacím činitelem A - se potenciál přivádí no neinvertující vstup 21 operačního zesilovače 2. Z jeho výstupu 23 se sejmutý a zesílený potenciál přivede přes vstupní odpor 14 a zápornou zpětnou vazbu na invertující vstup 22 téhož operačního zesilovače 2 a na vstupních svorkách_1 qe vytváří napětí

Podle známých pravidel má výstupní napětí JJg hodnotu U₂= U^/A, což v případě, že zesílení A je souměřitelné s převodem JP bloku 100 podle obr. 2 znamená, že vstupní napětí a výstupní napětí Jjg se chovají analogicky ke vstupním a výstupním otáčkám JI a Ng skutečné převodovky.

Proudová vazba je naopak vytvořena ve směru od vstupních svorek_1 k výstupním svorkám 9 takto. Vstupní proudJC^ vytvoří na vstupním odporu 14 napěíové potenciály, ze kterých vytvoří rozdílový člen 3 na svém výstupu 33 napětí, úměrné vstupnímu proudu JO^. Toto napětí je přivedeno na vstup 401 prvního stejnosměrného zesilovače 40 a po zesílení, kupříkladu opět zesilovacím činitelem_A, na první vstup 51 součtového členu _5. Ten k tomuto napětí přičte napětí z výstupu 62 sledovače j6_a na svém výstupu 53 vytvoří napěíový potenciál živé výstupní svorky 91, zvětšený o zesílené napětí úměrné vstupnímu proudu Tím vytvoří na výstupním odporu 13 výstupní proud_I₂, který je ke vstupnímu proudu JL^ ve vztahu I₂^ A.I^. To opět v případě, že zesílení A je souměřitelné s převodem 3? bloku 100 podle.obr. 2 znamená, že výstupní proud JT₂ o vstupní prtfud se chovají analogicky k výstupnímu a vstupnímu kroutícímu momentu _Mg a_M^ skutečné převodovky.

Je tedy zřejmé, že zapojení elektronického systému analogového simulátoru podle vynálezu formou čtyřpólu zabezpečuje trvalou spojitou vazbu vstupních a výstupních elektrických veličin. Napěíový přenos zesilovačů 40 a 41 s napěťovým zesílením A pak r7

CS 273352 Bl představuje konstantu, která v mechanice odpovídá určitému převodu P. Napěíové zesílení A obou zesilovačů 40, 41 může být řízeno souhlasně ovladačem_7, ve vztahu k zařazenému stupni převodu, který je dán snímačem_8_zařazení převodového stupně. »

Při praktickém provozu simulátoru pak kupř. zvýšení zátěže na výstupu simulátoru převodovky, tedy na jeho výstupních svorkách 9 vyvolá úměrné zvětšení výstupního proudu Ig a prostřednictvím napěíové vazby úměrné zvýšení vstupního proudu ^{a na}°P^ak· Podobně zvětšení vstupního napětí kupříkladu zvýšením otáček simulovaného motoru, vyvolá prostřednictvím proudové vazby úměrné zvětšení výstupního napětí JJg ^a naopak. Zařazení jiného převodového stupně, které je sejmuto snímačem_8, způsobí úměrnou změnu zesílení A stejnosměrných zesilovačů 40, 41. Zařazení zpětného chodu pak odpovídá změna polarity přenosu stejnosměrných zesilovačů 40, 41 na zápornou hodnotu, tedy na -A. Při využití předmětu vynálezu u trenažéru tedy není nutno při zařazení zpětného chodu provést úpravu polarity sklonových zátěží, jak je to nutné u stávajících zařízení.

Elektronický systém podle vynálezu lze využít ve všech případech, kde se požaduje objektivně realizovat oboustranné vazby mezi vstupními a výstupními elektrickými signály v souladu s odpovídajícími mechanickými veličinami.

Claims (2)

1. PfiEDMŽT V ϊ řt i L E Z ΤΓ

   1. Elektronický systém analogového simulátoru převodového mechanismu, který je tvořen elektrickým Čtyřpólem se dvojicí vstupních a výstupních svorek, z nichž vždy jedna je živá a druhá společná, kterýžto čtyřpól je tvořen operačním zesilovačem, rozdílovým členem se dvěma vstupy a výstupem, dvojicí stejnosměrných zesilovačů, z nichž každý má alespoň vstup a výstup, součtovým členem se dvěma vstupy a výstupem a sledovačem napětí se vstupem a výstupem a u kteréhožto čtyřpólu je k živé vstupní svorce připojen operační zesilovač výstupem přes vstupní odpor, vyznačující se tím, že živá vstupní svorka (11) je dále spojena s invertujícím vstupem (22) operačního zesilovače (2) a s druhým vstupem (32) rozdílového členu (3), jehož první vstup (31) je připojen k výstupu (23) operačního zesilovače (2) a jehož výetup (33) j· spojen se vstupem (401) prvního zesilovače (40), přičemž výstup (402) prvního stejnosměrného zesilovače (40) je propojen s prvním vstupem (51) součtového členu (5), jehož výstup (53) je přes výstupní odpor (13) spojen s živou výstupní svorkou (91), která je dále spojena se vstupem (61) sledovače (6) napětí, jehož výstup (62) je spojen jednak se druhým vstupem (52) součtového členu (5), jednak se vstupem (411) druhého stejnosměrného zesilovače (41), jehož výetup (412) je spojen s neinvertujícím vetupem (21) operačního zesilovače (2).
2. 2. Elektronický systém analogového simulátoru převodového mechanismu podle bodu 1, ke kterému je přiřazen ovladač a snímač zařazení převodového stupně, vyznačující se tím, že stejnosměrné zesilovače (40, 41) mají upraveny sběmicové vstupy (403, 413) pro změnu zesílení, které jsou propojeny se sběrnicovým výstupem (72) ovladače (7), jehož sběrnicový vstup (71) je propojen se sběrnicovým výstupem (81) snímače (8) zařazení převodového stupně.

   2 výkresy

   OBR.1