Устройство для моделирования ^механических

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

366478

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от а вт. свидетельства № 2б3294

Заявлено 27.VI I.1970 (№ 1471753/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 16.1.1973. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 29.111.1973

М. Кл. G 06g 7j68

1

1 !

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете министров

СССР

УДК 681.333 (088.8) Автор изобретения

И. H. Медяков

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

СИСТЕМ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано нри моделировании механических систем, в которых силы трения оказывают существенное влияние на динамические процессы, По основному авт. св. № 2б3294 известно устройство для моделирования механических систем, которое наряду с другими позволяет воспроизводить эффект действия на инерционную массу сил трения покоя и сил трения движения при условии, что максимум силы трения покоя совпадает по величине с силой трения движения. Однако сила трения движения почти всегда значительно меньше максимума сил трения покоя.

Цель изобретения — повышение точности моделирования эффекта действия сил трения на динамику инерционной массы за счет воспроизведения различий между трением покоя и трением движения.

Это достигается тем, что к точкам соединения одноименных электродов диодов одного из четырехдиодных мостов устройства подключается через дополнительные резисторы выход промежуточного инерционного усилителя, имеющего ограничение уровня выходного напряжения, а вход промежуточного усилителя соединяется с выходом интегрирующего операционного усилителя устройства.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит интегрирующий усилитель-интегратор 1 с входным резистором 2, к свободному концу которого подключается источник напряжения U, имитирующий внешнюю движущую силу, приложеш1ую к инерционному телу. Между суммирующей точкой

8 и выходом 4 этого усилителя включено не1О сколько четырехдиодных мостовых элементов, один из которых собран на диодах 5 — 8. К точкам 9 и 10 соединения одноименных электродов диодов этого моста через резисторы 11 и

12 подключается соответственно «плюс» и «минус» источштка двухполярного напряжения U, пропорционального максимуму силы тренич покоя. ;Й

Кроме того, устройство содержит инерционный усилитель 18, имеющий ограничение

20 уровня выходного напряжения, в данном случае за счет цепочки последовательно-встречно включенных стабилитронов 14, и дополнительные резисторы 15 и 16, соед1шяющие выход усилителя 18 с точками 9 и 10 четырехдиодного мостового элемента.

Устройство работает следующнм образом.

Пусть напряжен 1е U на входе усилителя

1 увеличивается по аосолютной величине, начиная от нуля, тогда напряжение Г1 на гыходе 4 усилителя 1 остается гблизн нуля до тех

366478

)Уl f — IU )0

30 пор, пока величина апряжения U не превзойдет по абсолютной величине напряжение U (при равенстве величин резисторов 2, l l » 12), т. е. до тех пор, пока действующая сила»е превысит максимум силы трения покоя.

Заметим, что пока Ut — — О, дополнительные элементы»е влияют на ход процесса. С того момента, когда выполнится условие I U f) I 1> f> на выходе 4 усил»теля 1 появится напряжение U, изменение которого (при отсутствии совокупности двух дополнительных элементов) будет подчиняться уравнению — U = У,, —, JU J sgn U„U, - 0 (1) Другими словами, воспроизводится случай движения инерционной массы, когда сила трения движения равно максимуму силы трения покоя.

Введение дополнительных элементов изменяет картину в сторону более близкой к реальной, если коэффициент К усиления инерционного усилителя 18 взять достаточно большим, а цепочку стабилитронов выбрать с таким напряжением (+ U„) стабилизации, чтобы разность соответствовала величине трения движения.

Уст

Деиствитель»о, пусть Ui) ) О.

К

Тогда диоды б и 7 закрыты и к суммирующей точке 8 усилителя 1, кроме напряжения U, приложены напряжение V через резистор 11 и напряжение (— U„) через резистор 15. Полагая для простоты, что величины резисторов

2, 11, 12, 15 и lб равны, получим уравнение:

У,=U+(U — U„), U,,)0. (3) Уст

Если же U (— — (0, то диоды 5 и 8 заК крыты и к суммирующей точке, кроме напряжения У, приложены напряжение (— U ) через резистор 12» напряжение +У„через резистор lб, в силу чего схема решает уравнение

У,==У+(— U -; — V,„), U, (О. (4) Уравнения 4 и 3 можно записать как одно в виде — U = U, + (IU I — tU.J)Чп У„(5) которое явно предпочтительней уравнения 1 имея ввиду то, что максимум величины трения покоя по-прежнему определяется величиной

В реальных моделях величина напряжения, соответствующего трению покоя, как правило, составляет не более ЗОО(от полного диа»азона (++100 в) изменения напряжений в моделирующих машинах, значит напряжение

U,, еще меньше, а коэффициент К усиления не более 100, чтобы уравнение 5 выполнялось уже при J U, J )0,8в. Если же сопротивление резисторов 15 и lб выбрать в несколько раз меньшим, чем сопротивление резисторов 11»

12, то коэффициент К усилителя 18 у.меньшится во столько же раз при соответствующем уменьшении величины U,,-.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования механических систем по авт. св. № 263294, отличающее35 ея тем, что, с целью увеличения точности iv10делирования, оно содержит инерционный усилитель и включенную параллельно его обратной связи цепочку последовательно-встречно включенных стабилитронов, ко входу инерци4р онного усилителя подключен выход интегратора, а выход инерционного усилителя через параллельно соединенные резисторы подклю= чен к точкам соединения одноименных электродов диодов четырехдиодного моста.

366478

Составитель Е. Тимохина

Техред T. Курилко

Редактор Г. Мозжечкова

Корректор Т. Гревцова

Заказ 133/569 Изд. № 138 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений н открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»