Устройство для моделирования жесткой механической передачи с люфтом Советский патент 1984 года по МПК G06G7/48 

Изобретение относится к сред- ствам аналоговой вычислительной те ники и предназначено для моделиров ния жестких механических передач с люфтом при исследовании электромеханических систем автоматическог управления. Известно устройство для моделирования механической передачи с люфтом, содержащее интеграторы,бло задания нелинейностей, блоки задания моментов, усилители и ключевые элементы С 1J. Это устройство обладает недостаточной точностью моделирования из-за неучета явления удара при выборе люфта в жесткой передаче. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство дпя моделирования жесткой механической передачи с люфтом, содержащее блок задания нели нейности, вход которого подключен выходу первого интегратора, первый вход которого соединен с выходом второго интегратора, первый вход которого подключен к выходу первог блока зада1шя момента и к первому входу первого ключевого элемента,в ход которого соединен с первым вхо дом третьего интегратора, второй вход которого подключен к выходу второго блока задания момента,второй вход второго интегратора соединен с выходом второго ключевого элемента, блок коррекции и дискриЮ натор, выход которого подключен к третьим входам второго и третьего интеграторов, к второму входу первого ключевого элемента, к первому входу второго ключевого элемента и к первому входу блока коррекции, выходы которого соединены с четвертыми входами второго и третьего интеграторов, выход второго интегратора подключен к второму входу блока коррекции, третий вход котор го соединен с выходом третьего интегратора и с вторым входом первого интегратора, выход блока зада нелинейности подключен к первому входу дискриминатора,второй и трет входы которого соединены с выходами блоков задания момента, второй вход второго ключевого элемента подключен к выходу второго блока задания момента t2J. Известное устройство обладает недостаточной точностью моделировя ьшя, так как условие равенства кинетических энергий :в нем моделируется приближенно - с помощью функционального преобразователя. Цель изобретения - повьшение точности моделирования. Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования жесткой механической передачи с люфтом, содержащее первый, второй и третий интеграторы, блок задания момента потерь на валу двигателя и блок задания момента двигателя, причем выход блока задания момента потерь на валу двигателя подключен к первому входу первого интегратора, выход которого соединен с первым входом второго интегратора, введены инвертор, блок задания момента нагрузки и потерь на выходном валу передачи,блок выделения модуля сигнала, инвертор,пороговый элемент, усилитель и реле, один вывод обмотки которого подключен к выходу источника питания, пыход блока задания момента нагрузки и потерь на выходном валу передачи соединен с первым входом третьего интегратора, выход которого является выходом устройства и подключен к входу инвертора, выход которого соединен с вторым входом второго ин,тегратора, выход которого через цепочку из последовательно соединенных блока шлделения модуля сигнала,порогового элемента и усилителя подключен к другому выводу обмотки реле, выход блока задания момента двигателя соединен с вторым входом первого интегратора и через замыкающий контакт реле подключен к второму входу третьего интегратора, суммирукяцая точка первого интегратора через перклй переключакнций контакт реле первого интегратора соединена с суммирующей точкой третьего интегратора, шиход которого через второй переключающий контакт подключен к выходу первого интегратора. На чертеже представлена схема устройства. Устройство для моделирования жесткой механической передачи с люфтом включает первый и третий интеграторы и 2, конденсаторы 3 и 4, инвертор 5, второй интегратор 6, стабилитроны 7 и 8,блок 9 выделе-с ния модуля сигнала , пороговый элемент 10, выполненный в виде стабилитрона, усилитель II ,выполненный на транзисторе, реле 12 с контактами 13-15, блок 16 задания момента двигатепя, блок 17 задания момента потерь на валу двигателя,блок 18 задания момента нагрузки и потерь на выходном валу передачи, резистоА ры 19-24, источник 25 питания, конденсатор 26, усилитель 27 и диоды 28 Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии обмотка реле 12 обесточена, его контакты 13 разом кнуты, а контакты 14 и 15 находятся в верхнем положении, т.е. конденсатор 3 подключен в цепь обратной связи усилителя 1.При появлении входного сигнала Ug модулирующего момент двигателя Мд, на выходе интегратора 1 появляется напряжение, пропорциональное ю , моделирующее скорость первой массы в соответствии с уравнением, н,-.м,. I If- . На первом входе интегратора 6 появляется напряжение U, моделирующее процесс выбора люфта в соответствии с уравнением которому соответствует уравнение для выходного напряжения интегратора 6 1 4S S Стабилитроны 7 и 8 выбраны из %5з где DO - уровень насыщения интегратора, определяемьй вего1чиной пробоя стабилитронов; Пц; - масштаб скорости ш , 3 - величина половины люфта в угловых единицах; R-.C- - параметры третьего интегратора. При входе интегратора 6 в насыщение пробивается элемент 10 с зоной нечувствительности,выполненный также на стабилитроне,открывается транзистор I1 и по обмотке 12 реле проте кает ток.Реле срабатывает, saNUKaer свои контакты 13, подключая первый вход второго интегратора к блоку 16 задания момента двигателя Мд ,и перебрасывает переключающие контакты 34 14 и 15, тем caMJitu соединяя параллельно конденсаторы 3 и 4. Теперь на выходе интегратора 2 появляется напряжение 11 , моделирующее скорость L02 в соответствии с уравнением т ч d д- с в момент срабатывания реле 12 происходит перераспределение Напряжения между конденсаторами 3 (величиной С) и 4 (величиной С) в соответствии С условием CjfUi GZ U2(Ci-bC2)U2 - +-J- --I, которое соответствует условию равенства кинетических энергий обеих масс в момент замыкания люd:rгa + ЛШг п 222 Тем самым прсадзводится качественно и количественно точное моделирование явления удара в момент выбора люфта. Теперь на входах интегратора 6 действует разность напряжений и. При изменении 1« мента двигателя до нуля или на обратное по знаку значение интегратор 6 тотчас выходит из насыщения, и р.апе 12 возвращается в исходное состояние,конденсатор 3 переключается на интегратор I, контакты 13 .Начинается процесс торможения, который описывается уравненняьш i4 -Мд-ЛМ, аЫ2 2-di Выбор люфта теперь подчинен услоЛЧ, () dt. которому соответствует уравнение для интегратора 6 --гй-1 1- 2 ; Когда будет выбран люфт,т.е.при условии 2В, т.е. AUj- 2U, вновь достигается насыщение интегратора 6, но уже другого знака,на блоке 9 выделения модуля сигнала U появляется напряжение того же знака, что и 1ФИ нарастании напряжения и, вновь пробивается стабилитрон Ю, открывается транзистор И, срабатывает реле 12, опять конденсатор 3 перебрасывается на интег | ритор 2,опять происходит перераспределеиие напряжений в соответствии с условием (6), а процесс изменения напряжется на интеграторе 2 соответствует, следующему уравнений движения

-Н,-М,-ЛМ, (1,1,) |р- .(И)

Использование предложенного устройства позволяет автоматически учитывать изменение начальных условий при входе передачи в люфт и выходе из asro н при этом моделировать явление удара при выборе люфта как при разгоне,так и при торможении, что повышает точность моделирования.

yCTPOftCTBO ДГШ ШДЕЛ11РОВАтЯ ЖЕСТКОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ С ЛЮФТОМ, содержащее первый, второй и третий интеграторы, блок задания момента потерь на валу двигателя и блок задания момента двигателя,причем выход блока задания момента потерь на валу двигателя подключен к первому входу первого интегратора, выход которого соединен с первым входом второго интегратора,о т л ичающее ся тем,что, с целью повьпиения точности моделирования,в него введены инвертор, блок задания мо.мента нагрузки и потерь на выходном валу передачи, блок выделения модуля сигнала, инвертор, пороговый элемент, усилитель и реле, один вывод обмотки которого подключен к выходу источника питания, выход блока задания момента нагрузки и потерь на выходном валу передачи соединен с первым входом третьего ннтегратор а, выход которого является выходом устройства и подключен к входу инвертора, выход которого соединен с вторым входом второго интегратора, выход которого через цепочку из последовательно соединенных блока выделения модуля сигнала, порогового элемента и усилителя подключен к другому вь1воду обмотки реле, выход блока задания момента двигателя соединен с вторым входом первого интегратора и через за« 1каю1цкй контакт реле подключен к второму входу третьего интегратора, суг адрующая точка первого интегратора через первый переклюО 00 00 чающий контакт реле первого интегратора соединена с суммирующей точкой третьего интегратора, выход которого через переключакший контакт о подключен к выходу первого интеграто1ч9 ра. СО