Устройство для моделирования петли гистерезиса Советский патент 1990 года по МПК G06G7/25 G06G7/48 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования при мо« Делировании электромеханических сис- тем, преимущественно автоматизированных, с волновыми зубчатыми передачами, упругими элементами типа рессор Или резины, с элементами из ферромагнетиков и диэлектриков с учетом

1

ассеяния энергии при их деформировании, перемагничивании или переполяризации.

Целью изобретения является рас- щирение области применения устройства :за счет воспроизведения нелинейности начальной ветви петли гистерезиса.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит сумматор 1, рервый 2 и второй 3 интеграторы, Ьервый 4, второй 5, третий 6и четвертый 7 блоки умножения, первый 8 и второй 9 блоки выделения.модуля. Каждый из блоков выделения модуля может быть выполнен, например, на сумматоре, инверторе и двух диодах. Устройство имеет информационный вход 10 по сигналу скорости X(t) первого параметра, первый выход 11 по сигналу первого параметра ) и второй выход 12 по сигналу второго параметра X7(t),

Работу устройства рассмотрим на примере моделирования петли гистерезиса при перемагничивании ферромагнетика в слабых и средних технических полях.

В процессе моделирования сигнал скорости первого параметра X (-t) B(t), соответствующий скорости изменения индукции B(t),, с входа 10 устройства поступает на третий вход сумматора 1, на вход первого блока 8 выделения модуля, на один из входов третьего блока 6 умножения и на вход первого интегратора 2. С выход последнего сигнал первого параметра X ..(t) B(t), соответствующий индукции B(t), поступает на первый выход 11 устройства и-на соответствующие входы первого 4, третьего 6 и четвертого 7 блоков умножения. С выхода первого блока 8 выделения модуля сигнал, соответствующий модулю скорости изменения индукции lB(t)l , поступает на другой выход первого блока 4 умножения. На его выходе получают сигнал произведения |B(t)U

0

5

0

5

0

5

0

5

B(t), соответствующий скорости первой составляющей силы внутреннего трений, который подают на первый вход сумматора 1. На второй вход этого сумматора поступает сигнал с выхода второго блока 5 умножения.

После перемножения сигналов, поступающих на входы третьего блока 6 умножения на его выходе получают сигнал произведения B(t) B(t), который подают на второй вход четвертого блока 7 умножения. Сигнал с выхода этого блока, соответствующий произведению B(t). B2(t), поступает на четвертый вход сумматора 1. Сумма сигналов, поступающих на входы сумматора 1, дает сигнал скорости второго параметра X4(t) H(t), соответствующий скорости изменения напряженности магнитного поля H(L), который подают на входы второго блока 9 выделения модуля и второго интегратора 3. С выхода последнего сигнал второго параметра X2(t)H(t), соответствующий напряженности тюля, поступает на втррой выход 12 устройства и на первый вход второго блока 5 умножения, на второй вход которого подают сигнал с выхода второго блока 9 выделения модуля, соответствующий модулю скорости изменения напряженности поля |H(t)l, На выходе второго блока 5 умножения получают сигнал

произведения |H(t)l F(t), соответствующий скорости второй составляющей силы внутреннего трения.

В результате устройство воспроизводит зависимость напряженности поля H(t) от индукции B(t) с учетом внутреннего гистерезисного трения и предыстории их изменения

H(t) K,B(t) + K4B(t) +

+ K3B2(t)(t) - K4Ha(t)S((t)4-Cj, , где К j - коэффициенты, характеризующие форму петли гистерезиса (i 1-4);

- обозначение знака функции; С: - начальные условия интегрирования для j-й ветви гистерезиса.

Таким образом, предлагаемое устройство воспроизводит в аналоговом виде зависимость между параметрами состояния X.,(t) и X(t) моделируемого элемента с учетом его внутреннего гистерезисного трения, описываемую в общем виде дифференциальным уравнением

Xt(t) KTXt(t) + ЗК2Х (t)X(t) + + 2K3X1(t)|X1(t) - 2K4Xt(t)fXt(t)| ,

где Xf(t), X7(t) - скорости параметров Xt(t) и X-t(t).

Формула изобретения

Устройство для моделирования петли гистерезиса, содержащее сумматор, первый и второй интеграторы и первый и второй блоки умножения, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, а их первые входы подключены к выходам соответственно первого и второго интеграторов и первому и второму выходам устройства, информационный вход первого интегратора соединен с информационным входом устройства и третьим входом сумматора, выход которого подключен к информационному

5

0

5 0 5

входу второго интегратора, о т л и -| чающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет воспроизведения нелинейности начальной ветви петли гистерезиса, в него введены первый и второй блоки выделения модуля и третий и четвертый блоки умножения, подключенные первыми входами к выходу первого интегратора, второй вход и выход третьего блока умножения соединены соответственно с информационным входом первого интегратора и вторым входом четвертого блока умножения, выход которого подключен к четвертому входу сумматора, вход и выход первого блока выделения модуля подключены соответственно к информационному входу устройства и второму входу первого блока умножения, а вход и выход второго блока выделения модуля - соответственно к выходу сумматора и второму входу второго блока умножения.

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования при моделировании электромеханических систем, преимущественно автоматизированных с волновыми зубчатыми передачами, упругими элементами типа рессор или из резины, с элементами из ферромагнетиков и диэлектриков с учетом рассеяния энергии при их деформировании, перемагничивании или переполяризации. Целью изобретения является расширение области применения за счет воспроизведения нелинейности начальной ветви петли гистерезиса. Устройство для моделирования петли гистерезиса содержит сумматор 1, первый 2 и второй 3 интеграторы, первый 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 блоки умножения, первый 8 и второй 9 блоки выделения модуля. Каждый из блоков выделения модуля выполнен, например, на сумматоре, инверторе и двух диодах. Устройство имеет информационный вход 10 по сигналу скорости X₁/T/ первого параметра, первый выход 11 по сигналу первого параметра X₁/T/, второй выход 12 по сигналу второго параметра X₂/T/. Поставленная цель обеспечивается благодаря введению в устройство первого 8 и второго 9 блоков выделения модуля и третьего 6 и четвертого 7 блоков умножения, а также новым связям между составными элементами устройства. 1 ил.