Устройство для моделирования механической передачи Советский патент 1986 года по МПК G06G7/64 

Изобретение относится к аналоговой вь1числительной технике и предназначено для использования при моделировании систем .с инерционными существенно нелинейными механическими передачами, особенно систем автоматического регулирования с маковичными аккумуляторами энергии.

Цель изобретения - повышение точ- и расширение функциональных возможностей устройства.

На,чертеже схематически представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит первый и второй входы 1 и 2 задания момента, выход 3, блок моделирования-переменных потерь сухого трения, вьтолнен- ный в виде сумматора 4, сумматор 5, инвертор 6, 7 формирования модуля сигнала, блок 8 ограничения, суммирующий интегратор 9, блок моделирования скорости выходного вала, выполненный в виде суммирующего интегратора 10, первый и второй переключатели 1 1 и 12, два блока моделирования постоянных потреь сухого трения, выполненные в виде первого и второго источников. 13 и 14 постоянного напряжения. Блок 7 содержит диоды 15 и инвертор 16. Блок 8 со- дерямт резисторы 17 и диоды 18. Переключатель 11 содержит контакты 19 и , переключатель 12 содержит контакты 21 и 22, .

Устройство позволяет в процессе моделирования воспроизвести зависимости

wlib5 j(M,-MB,,,,,-,Vt i (, ,6 вых вых/5Т V (2

Мвт Чт где J - приведенный момент инерции подвижных элементов передачи или маховика;

, приведенные моменты перемен ных и постоянных потерь сухого трения;

Mgf- приведенный момент потерь вязкого внешнего трения подвижных элементов передачи; К ,Kjj,,jf- коэффициенты переменных потерь, пропорциональных, соответ- CTiaeHHo, приведенному моменту на входном и моменту на выходном

1152

валах пере/ ачи, .которые у большинства известных передач имеют одинаковые знаки и только у некоторых пла нетарных различные;

Kg - коэффициент вязкого .внешнего трения подвиж19 1Х элементов передачи.

W(t) - скорость выходного вала передачи.

Соотношения моментов М, динамического О W в соответствии с обобщенным определением КПД опреде- ляют величины КПД-прямого рх обратного 2рх ходов пер едачи:

при увеличении кинетической энер-. гии подвижных элементов, или зарядке маховичного аккумулятора

- / , ,

20 Епх м,.- o -i;rZ7 ().С5)

ви

еых

2S

- при уменьшении кинетической энергии подвижных элементов или разрядке маховичного регулятора

М

АЛ

-вы , р

WV . « мГ-оТГ

ex

вых. (6) ,(7)

где w(t) - ускорение выходного ва. ла передачи.

При остановке валов устройство воспроизводит приведенный момент сопротивления троганию передачи

Лтр Хсн5/ сн . (S) npMWli)04|5(

(,) (2)

(3)

аЦо где S,S,jj, приведенные текущее -и максимальное предельное предварителные упругие смещения подвижных элементов;

с( коэффициент .жесткости

45 предварительного упругого смещения и реализует переход от остановки к движению валов при

Мех - MS«,- M™ - м мГрГ ()

50 где м;Гр Г

(10)

. Устройство работает следующим образом.

55 При моделиро данин передач с одно- знаковыми коэффициентами переменных потерь Kg и на первый и IB то рой входы 1 и 2 подают, например, разнополярные напряжения, пропорциональные моментам Mjyj, (или М и М (или Mgj,, ) , при этом контакты 19 и 21 замкнуты. С первого входа напр жение поступает через инвертор 6 на второй в ход С5гмматора 4 и непосредственно на второй вход сумматора 5, а с второго вхбда 2 - на первый и третий входы сумматоров 4 и 5 соответственно. При выборе коэффициентов передачи сумматора 4 по второму и первому входам в соответствии с КЬЫУ и Kg (или Kg и Кр,,), определяемых по величинам КПД прямого и обратного ходов в режимах равнЬмер- ного движения валов моделируемой передачи, например, по формулам

пх1 вык1

)-к.

,xV

,,„

f- ....... -Кйы«-м Г/м,

вы

вых

ИК

ех

(II)

(12)

на выходе этого сумматора получают напряжение, пропорциональное сумме

Квх MBX составляющих пе- ременных потерь на сухое внешнее tpeHHe подвижных элементов передачи, которое поступает на вход блока 7 формирования модуля сигнала. С выходов последнего разнополярные напряжения, пропорциональные модулю этой суммы, поступают на опорные входы блока 8, на входы задания смещения которого поступают постоянные напряжения, пропорциональш 1е м, от разнополярных источников 13 и 14, На второй вход суммирукяцего интегратора 9 поступает напряжение с выхода 3, пропорциональное w , поэтому на выходе суммирующего интегратора 9 прлзгчают напря)кени е, пропорциональное сумме w при движении валов и в случае их остановки, которое подают на первый вход сумматора 5. Сумма напряжений, поступающих на входы сумматора 5, с выхода последнего поступает на второй вход суммирующего интегратора 10 на первый вход которого поступает напряжение с выхода 3.

. Коэффициент передачи по первому .входу суммирующего интегратора 10 выбирается в соответствии с коэффициентом KjTJ В результате интегрирования алгебраической суммы напряжений, которые поступают н.а входы суммирую-

1238115 - .4

щего интегратора 10, на его выходе, т.е. на выходе 3 устройства, вырабатывается напряжение, пропорциональное

- скорости выходного вала передачи W 5 Таким образом, при подаче на входы 1 и 2 разнополярных напряжений устройство, (контакты 19 и 21 замкнуты) воспроизводит зависимость (1) с учетом (2) - (12). Для передач с од- 10 нознаковыми К

:,

35

40

вх

и кgjjin необходимо второй вход сумматора 4 отключить от выхода инвертора 6 и подключить непосредственно к первому входу 1 (пе- , реключателем 12 разомкнут ь контакт

15 21 и замкнуть контакт 22).

Если в проце;ссе моделирования на входы 1 и 2 подают однополярные нап- iряжения,то необходимо третий вход сумматора 5 отключить от второго вхо-/

20 да 2,подключив к нему третий вход суммирующего интегратора 10 (переключателем 11 разомкнуть контакт 19 и замкнуть контакт 20). В этом случае, когда второй вход сумматора 4

25 непосредственно подключен к входу 1. (контакт 22 замкнут, а 21- разомкнут), устройство моделирует передачи с од- нознаковыми К и , а когда второй вход сумматора 4 подключен к входу 1

JQ через инвертор 6 (контакт 21 замкнут, а 22 разомкнут) - с разнознаковыми

8и вых

Предлагаемое устройство для моделирования механической передачи позволяет воспроизвести зависимость скорости валов передачи от соотношения между моментом на выходном валу и приведенным моментом на входном валу : с учетом приведенного момента инерции подвижных элементов передачи, постоянных и переменных потерь на сухое и переменных потерь На вязкое внешние трения при движении этих элементов , а также внутренних моментов .сопротивления троганию при их; оста-

44

50

55

новках, что, повышая точность моделн- рования и расширяя функциональные возможности устройства, обеспечивает повьш1ение эффективности использования аналоговой вычислительной техники для анализа и синтеза систем с инерционными механическими передачами, особенно систем автомат1иеского регулирования с маковичными аккумуляторами энергии. . Формула и 3 о б р е т ё н и я

Устройство для моделирования механической пер едачи, содержащее сумматор, суммирующий интегратор, инвертор , блок моделирования переменных потерь сухого трения, вьшолненный в виде сумматора, выход которого под- ключен к входу блока формирования модуля сигнала, выход отрицательного напряжения и выход положительного напряжения которого соединены соответственно с первым и вторым опорными входами блока ограничения, выход которого подключен к первому входу суммирующего интегратора, выход которого соединен с информационным входом блока ограничения и с первым входом сумматора, второй вход которого является первым входом задания момента устройства и подключен к входу инвертора, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него , введены два переключателя, два блока моделирования постоянных потерь сухого трения, каждый из которых выполнен в виде источника постоянного напряжения, и блок моделирования скорости выходного вала, выполненный в виде суммирующего интегратора, выход которого является выходом устройства и соединен с вторым входом суммирующего интегратора и с первым

входом сумйирующег.о интегратора блока моделирования скорости выходного вала, второй вход задания момента .устройства непосредственно соединен с первым входом сумматора блока моделирования переменных потерь сухого трения и через первый замыкающий контакт первого переключателя соединен с третьим входом сумматора, выход которого подключен к второму входу суммирующего интегратора блока моделирования скорости выходного вала, третий вход которого через второй замыкающий.контакт первого переключателя соединен с вторым входом задания момента устройства, выход инвертора чере з первый замыкающий контакт второго переключателя подключен к второму входу сумматора блока моделирования переменных потерь сухого трения, выходы первого и второго источников постоянного напряжения подключены соответственно к первому и второму входам задания смещения блока ограничения, первый вход задания момента устройства соединен через второй замыкающий контакт второго переключателя с вто-рым входом сумматора блока моделирования переменныхпотерь сухоготрения.

ВНИИПИ Заказ 3294/51 Тираж 671 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Про ектная, 4

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и пред- назначенф для использования при моделировании систем с инерционными существенно нелинейными механическими передачами, особенно систем автоматического регулирования с махо- вичными аккумуляторами энергии. Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит блок моделирования переменных потерь сухого трения, сумматор, инвертор, блок формирования модуля сигнала, блок ограничения, суммирующий интегратор, блок моделирования скорости выходного вала, переключатели, блоки моделирования постояншох потерь сухого трения . Устройство позволяет воспроиз-- вести зависимость скорости валов передачи от соотношения между моментом на выходном валу и приведенным моментом на входном валу с учетом приведенного момента инерции подвижных элементов передачи. 1 ил. i (Л С N9 00 00 Сл