SU451102A1

SU451102A1 - Impact Modeling Device

Info

Publication number: SU451102A1
Application number: SU1879273A
Authority: SU
Inventors: Игнас Юозо Скучас
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт
Priority date: 1973-01-26
Filing date: 1973-01-26
Publication date: 1974-11-25

Description

1one

Изобретение относитс к аналоговой технике .The invention relates to analog technology.

Известны устройства дл моделировани ударных систем, содержащие п блоков решени уравнений движени , состо щих из последовательно включенных первого и второго интеграторов и п управл емых след щих систем, кажда из которых состоит из подключенных к блоку управлени и последовательно соединенных блока пам ти, сумматора и управл емого усилител с релейной характеристикой.Devices for simulating impact systems are known, containing n blocks for solving equations of motion consisting of sequentially connected first and second integrators and n controlled servo systems, each of which consists of memory blocks, an adder and a control unit connected in series to the control unit amplifier with relay characteristic.

Однако известные устройства не могут бытприменены дл моделировани многомерных ударных систем.However, known devices cannot be applied to simulate multidimensional percussion systems.

Предложенное устройство отличаетс тем, что оно содержит блок решени уравнений удара, входы которого присоединены к выходам первых интеграторов соответствующих блоков решени уравнений движени , а выходы подключены ко входам блоков пам ти соответствующих управл емых след щих систем, другие входы сумматоров которых и выходы управл емых усилите.тей с релейной характеристикой подключены соответственно к выходам и входам первых интеграторов соответствующих блоков решени уравнений движени .The proposed device is characterized in that it contains a block for solving impact equations, the inputs of which are connected to the outputs of the first integrators of the corresponding blocks for solving equations of motion, and the outputs are connected to the inputs of the memory blocks of the corresponding controlled tracking systems, the other inputs of the adders and outputs controlled by amplifiers The relays with relaying characteristics are connected respectively to the outputs and inputs of the first integrators of the corresponding blocks for solving equations of motion.

Это позвол ет расширить область применени предлагаемых устройств.This allows to expand the field of application of the proposed devices.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство содержит группы интеграторов 1 1,,... блоков решени основных уравнений движени системы, блок 2 решени уравнений удара, управл емые след щие системы 3-1, 3-2,..., 3- , формирующие новые начальные услови дл первых интеграторов групп 1-1, 1-2,..., 1-п. Кажда след ща система содержит управл емый блок 4 пам ти, сумматор 5, управл емый усилитель 6 с релейной характеристикой и блок 7 управлени .The device contains integrator groups 1 1 ,, ... blocks for solving the basic equations of motion of the system, block 2 for solving the equations of impact, controlled tracking systems 3-1, 3-2, ..., 3-, which form new initial conditions for the first integrators of groups 1-1, 1-2, ..., 1-p. Each tracking system contains a controllable memory unit 4, an adder 5, a controllable amplifier 6 with a relay characteristic and a control unit 7.

Группы интеграторов 1-1, 1-2,.., 1-п решают основные уравнени движени системы но различным степен м свободы (х, у, a,..,z). Это означает, что в общем случае при ударе тела об ограничитель он совершает не только поступательное движение, но и сложное вращательное движение. Выходные сигналы из каждой группы интеграторов с выходов 8-1, 8-2,.., 8-п, пропорциональные текущим значени м составл ющей скорости по отдельным координатам, поступают на входы блока 2 решени системы уравнений удара. Система уравнений удара может быть решена как с помошью нелинейных аналоговых моделирующих устройств, так и с помощью быстродействующих аналого-цифровых вычислительных систем в случае, когда система уравнений удара вл етс весьма сложной. На выходе блока 2 формируютс послеударные скорости массы по отдельным координатам. Так, например , выход блока 2, в котором сигнал, пропропорциональный послеударной скорости по координате х подключен на вход управл емого блока 4 пам ти. Блок 7 управлени , на вход которого поступает сигнал, пропорциональный положению массы, по координате х управл ет запоминающим блоком 4 так, что при отсутствии удара он работает в режиме «слежени , и на вход сумматора 5 поступает сигнал, пропорциональный послеударной скорости на массы по координате- X. Он сравниваетс на входе сумматора 5 с сигналом, поступающим с выхода 8-1 интегратора 1-1 и пропорциональным текущей скорости массы по координате х. Сигнал с выхода сумматора 5 поступает на вход управл емого усилител 6, который при отсутствии удара сигналом блока 7 управлени заблокирован , и на выходе 9-1 сигнал отсутствует. При ударе блок управлени 7 управл ет устройством 4 так, что оно работает в режиме «хранени , и на выходе фиксируетс значение послеударной скорости по координате х. Блок 7 прекращает также блокирование выхода усилител 6. При разности сигналов на входах сумматора 5, т. е. при несовпадении послеударной скорости, фиксируемой на выходе устройства 4, и текущего значени скорости но X на выходе 8-1, напр жение на выходе 9-1 скачкообразно возрастает и скачкообразно измен ет начальные услови первого интегратора блока 1-1 до такой величины и знака, пока на входах сумматора 5 сигналы уравновешиваютс . При этом значение скорости по координате х оказываетс полностью замененной послеударной. При фиксировании блоком 7 окончани удара устройство 4 переводитс в режим «слежени , а выход усилител 6 блокируетс . Замена текущей скорости послеударной происходит мгновенно. Аналогично работает схема дл замены текущих скоростей послеударными в момент удара и дл других степеней свободы. Начальные услови замен ютс соответственно через выходы 9-2, 9-3,..., 9-п в группах интеграторов 1-2, 1-3, -п. .Применение такой схемы легко распрострап етс н дл моделировани многомерных виброударных систем с несколькими соудар юьчимис Integrator groups 1-1, 1-2, .., 1-n solve the basic equations of motion of a system but with different degrees of freedom (x, y, a, .., z). This means that in the general case, when a body strikes a limiter, it performs not only a translational motion, but also a complex rotational motion. The output signals from each group of integrators from outputs 8-1, 8-2, .., 8-n, proportional to the current values of the component velocity in separate coordinates, are fed to the inputs of block 2 for solving the system of equations of impact. The system of equations of impact can be solved with the help of nonlinear analog simulation devices, as well as with the help of high-speed analog-digital computing systems in the case when the system of equations of impact is very complex. At the output of block 2, the post-impact masses are formed at individual coordinates. For example, the output of block 2, in which the signal proportional to the post-impact velocity along the x coordinate is connected to the input of the controlled memory block 4. The control unit 7, to the input of which a signal proportional to the position of the mass enters the coordinates x controls the storage unit 4 so that if there is no impact, it operates in the "tracking" mode and to the input of the adder 5 receives a signal proportional to the post-impact velocity on the masses - X. It is compared at the input of the adder 5 with a signal from the output 8-1 of the integrator 1-1 and proportional to the current mass velocity in the x coordinate. The signal from the output of the adder 5 is fed to the input of the controlled amplifier 6, which, in the absence of a shock by the signal of the control unit 7, is blocked, and there is no signal at the output 9-1. Upon impact, the control unit 7 controls the device 4 so that it operates in the "storage" mode, and the output is recorded the value of the post-impact velocity in the x coordinate. Block 7 also stops blocking the output of amplifier 6. When the difference between the signals at the inputs of the adder 5, i.e., if the post-impact speed does not match, recorded at the output of device 4, and the current speed but X at output 8-1, the output voltage 9- 1 increases stepwise and changes the initial conditions of the first integrator of the block 1-1 in a jumpwise manner to such a magnitude and sign as long as at the inputs of the adder 5 the signals are balanced. In this case, the velocity value along the x coordinate is completely replaced by the post-impact one. When the block 7 fixes the end of the strike, the device 4 is switched to the tracking mode, and the output of the amplifier 6 is blocked. Replacing the current speed after a shock occurs instantly. The scheme works similarly for replacing current velocities with shock ones at the moment of impact and for other degrees of freedom. The initial conditions are replaced respectively via outputs 9-2, 9-3, ..., 9-n in the groups of integrators 1-2, 1-3, -n. The use of such a scheme is easy to spread to simulate multidimensional vibro-impact systems with multiple impact shots.

массами. При этом имеетс mX« групп интеграторов , пУ(,т входов блока 2 и /гх/п управл емых след щих систем с устройствами заиоминани , где т - число соудар ющихс масс.the masses. At the same time, there are mX "groups of integrators, PU (, t inputs of block 2 and / gx / n controlled servo systems with memory devices, where m is the number of colliding masses.

Предмет изобретени Subject invention

Устройство дл моделировани ударных систем , содержащее п блоков рещени уравнений движени , состо щих из последовательноA device for simulation of shock systems, containing n blocks for solving equations of motion consisting of successively

включенных первого и второго интеграторов и п управл емых след щих систем, кажда из которых состоит из иодключенных к блоку управлени и иоследовательно соединенных блока иам ти, сумматора и управл емого усилител с релейной характеристикой, отличающеес тем, что, с целью расширени области применени , оно содержит блок решени уравнений удара, входы которого присоединены к выходам первых интеграторов соответствующих блоков решени уравнений движени , а выходы подключены ко входам блоков пам ти соответствующих управл емых след щих систем, другие входы сумматоров которых и выходы управл емых усилителей сincluded first and second integrators and p controlled follow systems, each of which consists of connected to the control unit and consequently connected blocks of the controller, adder and controllable amplifier with a relay characteristic, characterized in that contains a block for solving impact equations, the inputs of which are connected to the outputs of the first integrators of the corresponding blocks for solving equations of motion, and the outputs are connected to the inputs of the memory blocks of the corresponding controlled trace their systems, other inputs of which adders and outputs of controlled amplifiers with

релейной характеристикой подключены соответственно к выходам и входалг первых интеграторов соответствуюил,их блоков решени уравнений движени .the relay characteristic is connected respectively to the outputs and the input of the first integrators, respectively, of their units for solving equations of motion.