SU752387A1 - Устройство дл моделировани механической передачи - Google Patents

Description

Изобретение относится к средствам аналоговой вычислительной техники и предназначено для моделирования систем, содержащих механические передачи.

Известны аналоговые устройства для моделирования механических передач, со- ⁵ держащие интеграторы, усилители и ограничители. При этом в основу устройства положены различные математические модели механических передач [1J . '

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, моделирующее механическую передачу, представленную двумя сосредоточенными массами (массой двигателя и массой нагрузки), разделенными упругой связью, и содержащее интеграторы, сумматоры и элементы моделирования нелинейности [2].

Недостаток такого устройства заключается в недостаточной точности моделирования, поскольку оно не учитывает потери энергии деформации упругих элементов в механической передаче.

Цель изобретения - повышение точности моделирования при выбранной математической модели механической передачи.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования механической передачи, содержащее интеграторы, сумматоры, первый усилитель и блоки моделирования нелинейности, причем выход первого интегратора соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен со входом второго интегратора, выход которого соединен со входом первого усилителя, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход которого соединен со входом третьего интегратора, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, выход второго сумматора подключен к первому входу первого интегратора, второй вход которого является входом устройства, каждый блок моделирования нелинейности содержит двухсторонний регулируемый ограничитель, выполненный в вице циоцного моста, первая диагональ которого подклю—

4' чена к соответствующему источнику опорного напряжения, выходы первого и третьего интеграторов и первого усилителя через вторую диагональ диодного моста соответствующего блока моделирования не- ₅ линейности подключены ко входам своих блоков, дополнительно введены блок выделения модуля сигнала, дополнительный сумматор, второй, третий и четвертый усилители, ограничительные стабилитроны, двух- 10 сторонний регулируемый ограничитель, выполненный в виде диодного моста и согласующими резисторами, дополнительный источник опорного напряжения, причем выход второго интегратора соединен со вхо- 15 дом блока выделения модуля сигнала, выход которого соединен с первым входом дополнительного сумматора, а дополнительный источник опорного напряжения соединен со вторым входом дополнительного 20 сумматора, выход которого соединен со входом второго усилителя, вход и выход которого через согласующие резисторы соединены с первой диагональю диодного моста дополнительного двухстороннего регу- 25 лируемого ограничителя, выход третьего усилителя через вторую диагональ диодного моста подключен ко входу этого усилив теля, вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход третьего уси- 30 лителя через четвертый усилитель соединен со вторым входом второго сумматора, причем в обратную связь дополнительного сумматора включены встречно-последовательно два ограничительных стабилитрона. 35

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый интегратор 1, первый сумматор 2, второй интегратор 3, первый усилитель 4, второй сумматор 5, третий интегратор 6, блоки 7 моделирования нелинейности, каждый из которых содержит четырехдиодный мост 8, подключенный одной диагональю к соответствующему интегратору или усилителю, а другая диагональ четырехдиодного моста 8 подключена к источнику 9 опорного напряжения.

Кроме того, устройство содержит блок 10 выделения модуля сигнала, дополнительный сумматор 11, второй, третий и четвертый усилители 12, 13, 14, диодный мост 15 с ограничительными резисторами 16, 17, стабилитроны в обратной связи дополнительного сумматора 18, 19 и дополнительный источник 20 опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение ϋγ_Π, пропорциональное движущему моменту на валу двигателя, поступает на вход интегратора 1. С выхода интегратора 1 напряжение, пропорциональное скорости движения выходного вала двигателя, поступает на вход сумматора 2 и с выхода сумматора 2 - на вход интегратора 3, Формируемое на выходе интегратора 3 напряжение Ug поступает на вход усилителя 4, Пока величина U g на выходе интегратора 3 не превысит по абсолютной величине напряжения U д , пропорционального величине люфта д в механической передаче, на выходе усилителя 4 нет напряжения. Как только | Ug j> | U_A|_? на выходе усилителя 4 появляется напряжение, поступакяцее на вход сумматора 5.

Одновременно напряжение с выхода сумматора 2 поступает на вход усилителя 13, а напряжение с выхода интегратора 3 поступает на блок 10.

С помощью блока 10 на входе сумматора 11 формируется напряжение | Ug |.

Кроме того, на вход сумматора 11. поступает напряжение U_д с источника опорного напряжения 20. Сумматор 11 выполнен на усилителе без обратной связи и работает в релейном режиме. Величина напряжения Ц _оп на его выходе определяется стабилитронами 18, 19 и знак при jUg! * | Uj противоположен знаку постоянного напряжения с источника опорного напряжения 20.

Это напряжение с выходов сумматора 11 и усилителя 12 через ограничительные резисторы 17 и 16 поступает соответственно на диагональ диодного моста 15. Диодный мост 15 с резисторами 16, 17, подключенный к усилителю 12, работает аналогично блоку 7, подключенному к усилителю 4. Пока напряжение | Ugp [ U напряжение с выхода сумматора 2, поступающее на вход усилителя 13, не пройдет на его выход, а следовательно, на вход сумматора 5.

При |U_b>| Кд^знак напряжения на выходе сумматора 11 и усилителя 12 мгновенно меняется на противоположный, а следовательно, меняется знак напряжения на диагонали диодного моста 15, в результате напряжение с выхода сумматора 2 проходит через усилители 13, 14 на вход сумматора 5, на выходе которого формируется напряжение , поступающее на вход интегратора 6,

752367

В сочетании с блоками 7 интеграторы, 1 и 6 моделируют действие момента сопротивления от сил сухого трения на валу двигателя и валу нагрузки соответственно.

Таким образом, предлагаемое устрой- 5 ство позволяет при моделировании механической передачи учитывать одновременно люфт и потери энергии деформации упругих элементов механической передачи и, в результате, повысить точность моделирова- 10 ния механической передачи.

Claims (2)

1. Изрбретение относитс  к средствам аналоговой вычислительной техники и пред назначено дл  моделировани  систем, содержащих механические передачи. Известны аналоговые устройства дл  моделировани  механических передач, содержащие интеграторы, усилители и ограничители . При этом в основу устройства положены различные математические мо дели механических передач ij . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройст- . во, моделирукжцее механическую передачу, представленную двум  сосредоточенными массами (массой двигател  и массой нагрузки ), разделенными упругой св зью, и содержащее интеграторы, сумматоры и элементы моделировани  нелинейности 2, Недостаток такого устройства заключаетс  в недостаточной точности моделировани , поскольку оно не учитывает потери энергии деформации упругих элементов в механической передаче. Цель изобретени  - повышение точности моделировани  при выбранной математической модели механической передачи. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  моделировани  механической передачи, содержащее интеграторы , сумматоры, первый усилитель и блоки моделировани  нелинейности, причем выход первого интегратора соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен со входом второго интегратора , выход которого соединен со входом первого усилител , выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход которого соединен со входом третьего интегратора, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, выход второго сумматора подключен к первому входу первого интегратора, второй вход которого  вл етс  входом устройства, каждый блок моделировани  нелинейности содержит двухсторонний регулируемый ограничитель , выполненный в виде диодного моста, перва  диагональ которого подклю- чена к соответствующему источнику опорного напр жени , выходы первого и третьего интеграторов и первого усилител  через вторую диагональ диодного моста соответствующего блока моделировани  не- , линейности подключены ко входам своих блоков, дополнительно введены блок выделени  модул  сигнала, дополнительный сумматор , второй, третий и четвертый усилители , ограничительные стабилитроны, двух-10 сторонний регулируемый ограничитель, выполненный в виде диодного моста и согла сующими резисторами, дополнительный источник опорного напр жени , причем вы- ход второго интегратора соединен со входом блока выделени  модул  сигнала, выход которого соединен с первым входом дополнительного сумматора, а дополнительный источник опорного напр жени  соединен со вторым входом дополнительного сумматора, выход которого соединен со входом второго усилител , вход и выход которого через согласующие резисторы сое динены с первой диагональю диодного моста дополнительного двухстороннего регулируемого ограничител , выход третьего усилител  через вторую диагональ диодного моста подключен ко входу этого усилител , вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход третьего усилител  через четвертый усилитель соединен со вторым входом второго сумматора, причем в обратную св зь дополнительного сумматора включены встречно-последовательно два ограничительных стабилитрона. F-la чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит первый интегратор 1, первый сумматор 2, второй интегратор 3, первый усилитель 4, второй сумматор 5, третий интегратор 6, блоки 7 моделировани  нелинейности, каждый из которых содержит четырехдиодный мост 8, подключенный одной диагональю к соответствующему интегратору или усилителю, а друга  диагональ четырехдиодного моста 8 подключена к источнику 9 опорного напр жени . Кроме того, устройство содержит блок 10 выделени  модул  сигнала, дополнительный сумматор 11, второй, третий и четвертый усилители 12, 13, 14, диодный мост 15 с ограничительными резисторами 16, 17, стабилитроны в обратной св зи дополнительного сумматора 18, 19 и дополнительный источник 2О опорного напр жени . Устройство работает следующим образом . Напр жение , пропорциональное движущему моменту на валу двигател , поступает на вход интегратора 1. С выхода интегратора 1 напр жение, пропорциональное скорости движени  выходного вала двигател , поступает на вход сумматора 2 и с выхода сумматора 2 - на вход интегратора 3, Формируемое на выходе интегратора 3 напр жение Ug поступает на вход усилител  4, Пока величина U g на выходе интегратора 3 не превысит по абсо-т лютной величине напр жени  U д , пропорционального величине люфта Д в механи4eCKoii передаче, на выходе усилител  4 нет напр жени . Как только | Ug j j Ыд); на выходе усилител  4 по вл етс  напр жение , поступакщее на вход сумматора 5. Одновременно напр жение с выхода суммйтора 2 поступает на вход усилител  13, а напр жение с выхода интегратора 3 поступает на блок 1О. С помощью блока Ю на входе сумматора 11 формируетс  напр жение 1 UglКроме того, на вход сумматора 11. поступает напр жение Уд с источника опорного напр жени  2О. Сумматор 11 выполнен на усилителе без обратной св зи и работает в релейном режиме. Величина напр жени  U Qf, на его выходе определ етс  стабилитронами 18, 19 и знак при jUs I Uil противоположен знаку посто нного напр жени  с источника опорного напр жени  20. Это напр жение с выходов сумматора 11 и усилител  12 через ограничительные резисторы 17 и 16 поступает соответственно на диагональ диодного моста 15. Диодный мост 15 с резисторами 16, 17, подключенный к усилителю 12, работает аналогично блоку 7, подключенному к усилителю 4. Пока напр жение I UoI U д| напр жение с выхода сумматора 2, поступающее на вход усилител  13, не пройдет на его выход, а следовательно, на вход сумматора 5, При ид|знак напр жени  на выходе сумматора 11 и усилител  12 мгновенно мен етс  на противоположный, а следовательно, мен етс  знак напр жени  на диагонали диодного моста 15, в результате напр жение с выхода сумматора 2 проходит через усилители 13, 14 на вход сумматора 5, на выходе которого формируетс  напр жение Мц , поступающее на вход интегратора 6, 57 В сочетании с блоками 7 интеграторы, 1 и 6 моделируют действие момента сопротивлени  от сил сухого трени  на валу двигател  и валу нагрузки соответственно. Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет при моделировании механической передачи учитывать одновременно люфт и потери энергии деформации упругих элементов механической передачи и, в результате , повысить точность моделировани  механической передачи. Формула изобретени  Устройство дл  моделировани  механической передачи, содержащее интеграторы сумматоры, первый усилитель и блоки моделировани  нелинейности, причем выход первого интегратора соединен с первым вхо-t дом первого сумматора, выход которого соединен со входом второго интегратора, выход которого соединен со входом перво го усилител , выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход которого соединен со входом третьего интегратора, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, выход второго сумматора подключен к первому входу первого интегратора, второй вход которого  вл етс  входом устройства каждый блок моделировани  нелинейности содержит двухсторонний регулируемый ограничитель , выполненный в виде диодного моста, перва  диагональ которого подключена к соответствующему источнику опорного напр жени , выходы первого и третьего интеграторов и первого усилител  через вторую диагональ диодного моста соответствукйшего блока моделировани  не- линейности подключены ко входам своих 67 блоков, отличающеес  тем,что , с целью повышени  точности моделировани , в устройство введены блок выделени  модул  сигнала, дополнительный сумматор , второй, третий и четвертый усилители , ограничительные стабилитроны двухсторонний регулируемый ограничитель, выполненный в виде диодного моста,согласуКЕцие резисторы и дополнительный источник опорного напр жени , причем выход второго интегратора соединен со входом блока выделени  модул  сигнала, выход которого соединен с первым входом дополнительного сумматора, а дополнительный источник опорного напр жени  соединен со вторым входом дополнительного сумматора , выход которого соединен со входом второго усилител  вход и выход которого через согласующие резисторы соединены с первой диагональю диодного моста дополнительного двухстороннего регулируемого ограничител , выход третьего усилител  через вторую диагональ диодного моста подключен ко входу этого усилител , вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход третьего усилител  через четвертый усилитель соединен со вторым входом второго сумматора, причем в обратную св зь дополнительного сумматора включены встречно-последовательно два ограничительных стабилитрона. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 341051, кл. Q 06 G 7/64, 1970.
2. 2. Литовченко Н. Г. и др. Аналитическое и структурное описание механических передач систем автомагического регулировани  с ограничени ми и люфтами, Автоматика и телемеханика , 1961, Т. ХХП, № 3, с. 11О2 (прототип).