SU781844A1 - Устройство дл моделировани сухого трени - Google Patents

Description

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при моделировании колеба ний механических систем с сухим трением с помощью электрических моделейаналогов прямой аналогии, построенных по второй системе электромеханических аналогий.

Известно большое количество устройств, предназначенных для моделирования элементов сухого трения,применяемых в электрических структурных моделях-аналогах. В них используются нелинейные свойства полупроводниковых диодов, усилителей с диодами в цепи обратной связи £1^ .

Однако структурные модели-аналоги достаточно сложны и требуют для своей работы большое число качественных операционных усилителей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство по второй системе электромеханических аналогий, представляющее собой двухполюсник, состоящий из двух параллельных ветвей, н каждую ветвь которого включены диод и переход коллектор-эмиттер транзистора. Зависимость тока коллектора от напряжения между коллектором и эмиттером при фиксированном значении тока базы выражается вольтамперной выходной

- характеристикой транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Та$ кая характеристика имеет начальный участок, смещенный в отрицательную, область напряжений между коллектором и эмиттером на величину, порядка 1 В И.

Недостаток такого устройства — снижение точности моделирования характеристики сухого трения из-за значительной нелинейности начального участка характеристики транзистора при включении его по схеме с общим эмиттером.

Цель изобретения — повышение точности моделирования.

Для достижения цели в устройстве для моделирования сухого трения, выполненного в виде двухполюсника, содержащего два транзистора и два диода, катоды которых являются соответствующими выводами двухполюсника, а 25 аноды диодов соответственно соединены с коллекторами соответствующих транзисторов, база каждого из которых соединена со своим эмиттером через соответствующий источник опорного 3Q напряжения, база каждого транзистора подключена к катоду диода, соединенного с другим транзистором.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — статическая характеристика устройства (зависимость тока через двухполюсник от приложенного к его полюсам напряжения) ; на фиг. 3 — способ включения устройства в электрическую модельаналог колебательной системы с сухим трением по второй системе электромеханических аналогий. ’

Устройство содержит транзисторы 1, диоды 2, опорные источники 3. Все эти элементы соединены в двухполюсник 4. Так как устройство представляет собой двухполюсник, состоящий из 1 двух параллельных ветвей, в каждую из которых включены диод 2 и переход база-коллектор транзисторов 1, то ток через каждую ветвь зависит от свойств именно перехода база-коллектор. Диоды j фактически выбирают нужный переход для соответствующей полярности приложенного напряжения и, снижают величину обратного напряжения на переход. При приложении к переходу база-коллек-тор прямого напряжения (- к коллектору через диод, + к базе) ток через переход определяется вольтамперной. выходной характеристикой транзистора, включенного по схеме с общей базой. Из анализа характеристики очевид-30 но, что весь нелинейный начальный участок характеристики (+1В -0В) не влияет на характер протекания тока по ветви, так как эта ветвь работает только при полупериоде напряжения, 35 приложенного к коллектору, а + к базе. В результате этогё ток через ветвь возрастает скачком до значения, определяемого н апряжё н ием между эмиттером и .базой (задается опорным источ-до ником), а затем остаётся почти постоянным . ’ При смене полярности напряжения, приложенного к двухполюснику, ток через него определяется другой ветвью, работающей аналогично первой, но имеющей переход база-коллектор ⁵ включённый встречно. В результате устройство обладает вольт-амперной статической характеристикой^1, по второй системе аналогий наиболее точно модепирующей характеристику элемента Куло-50 нова сухого трения.

При моделировании колебательной системы с сухим трением устройство (фиг. 3) работает следующим образом.

Синусоидальный сигнал от генератора тока прикладывается к полюсам элемента-аналога сухого трения и формирует ток через параллельные цепи этого элемента. Положительный полупериод - напряжения генератора формирует ток ^э через правый транзистор 1 и диод 2', включенный для такой полярности в прямом направлении, причем величина тока через переход база-коллектор транзистора зависит от напряжения опорного “ источника 3, помещенного в цепь базаэмиттер этого транзистора. Отрицательный полупериод напряжения генератора формирует ток через левый транзистор 1 и диод 2, включенный для такой по5 лярности в прямом направлении, причем величина тока через переход база-коллектор этого транзистора зависит от напряжения своего опорного источника 3, помещенного в цепь база-эмиттер левого транзистора. Для получения симметричной характеристики ЭДС опорных источников выбирается одинаковой, или вводятся в цепи эмиттер-база транзисторов переменные резисторы, с помощью которых уравнивают токи транзисторов.

Таким образом, выполнение устройства в соответствии с изобретением позволяет повысить точность моделирования элементов с сухим кулоновским трением.

Claims (2)

1. подключена к катоду диода, соединенно го с другим транзистором. На фиг. 1 представлена принципиальна  схема устройства/ на фиг. 2 - статическа  характеристика устройства (зависимость тока через двухполюсник от приложенного к его полюсам напр жени ) ; на фиг. 3 - способ включени  устройства в электрическую модель аналог колебательной системы с сухим трением по второй системе электромеханических аналогий. Устройство содержит транзисторы 1, диоды 2, опорные источники 3. Все эти элементы соединены в двухполюсник 4. Так как устройство представл ет собой двухполюсник, состо щий из двух параллельных ветвей, в каждую из которых включены диод 2 и переход база-коллектор транзисторов 1, то ток через каждую ветвь зависит от свойств именно перехода баэа-коллектор. Диоды фактически выбирают нужный переход дл  соответствующей пол рности приложенного напр жени  и, снижают величину обратного напр жени  на переход. При приложении к переходу база-коллек тор пр мого напр жени  (- к коллектору через диод, + к базе) ток через переход определ етс  вольтамперной . выходной характеристикой транзистора , включенного по схеме с общей ба ЗОЙ. Из анализа характеристики очевид но, что весь нелинейный начальный участок характеристики (+1В -ОВ) не вли ет на характер протекани  тока по ветви, так как эта ветвь работает только при полупериоде напр жени , приложенного - к коллектору, а + к базе. В результате этогб ток через ветвь возрастает скачком до значени  ШрШ ёл ёмого напр жёнием между эмиттером и .базой (задаетс  опорным источ ником), а затем остаётс  почти посто нным . При смене пЬЛ р)НОсти напр же№%;приложенного к двухполюснику, ток через него определ етс  другой ветвью, работающей аналогично первой но имеющей переход база-коллектор включённый встречно. В результате уст ройство обладает вольт-амперной статической характеристикой 1, по второй системе аналогий наиболее точ.но моде лирукнцей характеристику элемента Куло нова сухого трени . При моделировании колебательной системы с сухим трением устройство (фиг. 3) работает следующим образом Синусоидальный сигнал от генератора тока прикладываетс  к полюсам элемента-аналога сухого трени  и формирует ток через параллельные цепи этого элемента. Положительный полупериод напр жени  генератора формирует ток через правый транзистор 1 и диод 2, включенный дл  такой пол рности в пр мом направлении, причем величина тока через переход база-коллектор транзистора зависит от напр жени  опорного источника 3, помещенного в цепь базаэмиттер этого транзистора. Отрицательный полупериод напр жени  генератора формирует ток через левый транзистор 1 и диод 2, включенный дл  такой пол рности в пр мом направлении, причем величина тока через переход база-коллектор этого транзистора зависит от напр жени  своего опорного источника 3, помещенного в цепь база-эмиттер левого транзистора. Дл  получени  симметричной характеристики ЭДС опорных источников выбираетс  одинаковой, или ввод тс  в цепи эмиттер-база транзисторов переменные резисторы, с помощью которых уравнивают токи транзисторов . Таким образом, выполнение устройства в соответствии с изобретением позвол ет повысить точность моделировани  элементов с сухим кулоновским трением. Формула изобретени  Устройство дл  моделировани  сухого трени , выполненное в виде двухполюсника , содержащего два транзистора и два диода, катоды которых  вл ютс  соответствующими выводами двухполюсника , а аноды диодов соответственно соединены с коллекторами соответствующих транзисторов, база каждого из которых соединена со своим эмиттером, через соответствующий источник опорного напр жени ,о тличающеес   тем, что, с целью повышени  точности моделировани , база каждого транзистора подключена к катоду диода , соединенного с другим транзистором . -- : - Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 211885, кл. G Об G 7/18, 1967.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке №2504464/18-24, 1977 (прототип ) .

   Т

   I«(TO,JW

   «(/, (r;

   iMMtHm-tLHanot ctjMto трени