УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ К. П. Д. МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ Советский патент 1968 года по МПК G06G7/48 

Известны устройства для моделирования к. п. д. механических передач, содержащие два триггера Шмидта с ограничениями на входе, логическую схему сравнения знаков входных напряжений, пропорциональных моменту и скорости на выходе передачи, клапанную диодную схему или реле, операционные усилители и блоки переменных коэффициентов.

В предложенном устройстве триггеры Шмидта, соединенные с источниками входных сигналов, подключены через логическую схему к клапанной схеме, коммутирующие диоды которой соединены с суммирующей точкой выходного операционного усилителя и с поочередно подключаемыми к ней двумя резисторными цепочками, соотношения сопротивлений которых соответствуют величинам к. п. д. прямого и обратного ходов, а свободные зажимы непосредственно или через переключатели присоединены к выходу операционного усилителя и к источнику прямого или инвертированного напряжения, пропорционального моменту на выходе моделируемой передачи.

Кроме того к выходу логической схемы подключена обмотка реле, контакты которого соединены с выходами двух блоков переменных коэффициентов, а также непосредственно и через инвертор с двумя входами операционного усилителя, третий вход которого подключен ко входу одного из блоков переменных коэффициентов и к источнику напряжения, пропорционального моменту на выходе моделируемой передачи, а выход усилителя соединен со входом второго блока переменных коэффициентов.

Такое выполнение устройства позволяет повысить его быстродействие и уменьшить величину порогов срабатывания переключательных схем при чередовании прямого и обратного ходов моделируемой передачи.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства, включающая клапанную диодную схему; на фиг. 2 - та же схема с реле и блоками переменных коэффициентов.

Напряжение (фиг. 1), определяемые величиной момента на выходе передачи М_вых и величиной скорости выходного вала ω_вых, подаются на последовательные диодные ограничители, выполненные на диодах 1-4, предохраняющие элементы схемы от перегрузок. На выходе тригеров Шмидта 5 и 6, подключенных к соответствующим диодным ограничителям на диодах 1, 3 и 2, 4, получаются потенциалы, соответствующие положительной полярности напряжений на входе устройства, которые поступают на логическую схему, выполненную на транзисторах 7, 8 и диодах 9-14.

Наличие потенциала на выходе этой логической схемы соответствует совпадению знаков напряжений на входах устройства, что определяет прямой ход передачи; отсутствие потенциала - несовпадению знаков напряжений на входах устройства, что определяет обратный ход.

Потенциал с логической схемы 7-14 поступает на клапанную схему, состоящую из двух формирователей на транзисторах 15, 16 и 17, 18 и диодов 19-22.

При прямом ходе моделируемой передачи потенциал на выходе формирователя на транзисторах 15, 16 отсутствует, так как на его вход подан потенциал с логической схемы Поэтому диод 20 через регистр 23 связан с потенциалом земли, а общая точка резисторов 24 и 25 подключена через диод 19 к суммирующей точке решающего усилителя 26. При этом резистор 25 будет являться для усилителя 26 резистором обратной связи, а резистор 24 - входным.

В то же время на выходе формирователя на транзисторах 17, 18 присутствует потенциал, который через диод 21 поступает к точке соединения резисторов 27 и 28, запирая диод 22 и отключая тем самым цепь с резисторами 27, 28 от суммирующей точки решающего усилителя 26.

Отношение сопротивления резисторов 24 и 25 выбирается пропорциональным величине к. п. д. прямого хода η_пх, поэтому при прямом ходе на выходе усилителя 26 напряжение пропорционально моменту на входе моделируемой передачи т.е.

При обратном ходе передачи на выходе логической схемы 7-14 потенциал отсутствует, поэтому на выходе формирователя на транзисторах 15, 16 имеется потенциал, а на выходе формирователя на транзисторах 17, 18 потенциал отсутствует .В этом случае к суммирующей точке решающего усилителя 26 через диод 22 подключается цепочка резисторов 27 и 28, а цепь резисторами 24 и 25 отключается.

Отношение сопротивлений резисторов 27 и 28 выбирается пропорциональным величине к. п. д. обратного хода ох, поэтому при обратном ходе на выходе усилителя 26 напряжение пропорционально моменту на входе передачи, т.е.

При отрицательных к. п. д. обратного хода для необратимых передач на цепочку резисторов 27, 28 подается напряжение через инвертор 29. Для получения значений η_ох<-1 резисторы 27 и 28 меняются местами тумблером 30.

Модель к. п. д. позволяет решить уравнения дающие зависимость моментов на двигателе от момента на выходном валу передачи при прямом и обратном ходе.

Если величины М_вых и М′_вых ограничены, то вычислительное устройство, моделирующее к. п. д., может быть применено как для обратимых (η_пх>0, η_ох>0), так и для необратимых (η_nx>0, η_ох<0) механических передач.

В схеме на фиг. 2 к выходу логической схемы 7-14 подключен усилитель на транзисторе 30, в цепь коллектора которого включено поляризованное реле 31.

Для обеспечения минимального времени переключения при запирании транзистора 30 дополнительная обмотка реле 31 подключена к источнику постоянного напряжения через резистор 32.

При прямом ходе моделируемой передачи транзистор 30 открыт, так как на его вход подан потенциал с логической схемы 7-14, реле 31 замкнуто. Поэтому через его нормально-разомкнутые контакты 31₁ и 31₂ на сумматор 33 поступают напряжения с блоков переменных коэффициентов 34 и 35, вводящих коэффициенты потерь K_вых и K_вых и обозначенных на фиг. 2 переменными резисторами.

Напряжения с блоков переменных коэффициентов 34 и 35, пропорциональные моментам потерь, поступают на суммирующий усилитель 33 через инвертор 36 или непосредственно. При этом на выходе суммирующего усилителя 33 получаем напряжение U_{м выx}, пропорциональное моменту на входе передачи М_вх, определяемое уравнением:

При обратном ходе передачи транзистор 30 закрыт, поэтому реле 31 находится в исходном положении и через нормально-замкнутые контакты 31₁ и 31₂ подает на суммирующий усилитель 33 выходные напряжения блоков переменных коэффициентов 34 и 35 в полярности, обратной прямому ходу передачи. На выходе суммирующего усилителя 33 получаем напряжение, определяемое уравнения:

Для моделирования к. п. д. механических передач с отрицательным коэффициентом потерь K_вх в схеме предусмотрен тумблер 37.

1. Устройство для моделирования к. п. д. механических передач, содержащее два триггера Шмидта с ограничениями на входе, логическую схему сравнения знаков входных напряжений, пропорциональных моменту и скорости на выходе передачи, клапанную диодную схему или реле, операционные усилители и блоки переменных коэффициентов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения величин порогов срабатывания переключательных схем при чередованиях прямого и обратного ходов моделируемой обратимой передачи, в нем соединенные с источниками входных сигналов триггеры Шмидта подключены через логическую схему к клапанной схеме, коммутирующие диоды которой соединены с суммирующей точкой выходного операционного усилителя и с поочередно подключаемыми к ней двумя резисторными цепочками, соотношения сопротивлений которых соответствуют величинам к. п. д. прямого и обратного ходов, а свободные зажимы непосредственно или через переключатели присоединены к выходу операционного усилителя и к источнику прямого или инвертированного напряжения, пропорционального моменту на выходе моделируемой передачи.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью учета переменных коэффициентов потерь обратимых и необратимых передач, в нем к выходу логической схемы подключена обмотка реле, контакты которого соединены с выходами двух блоков переменных коэффициентов, а также непосредственно и через инвертор - с двумя входами операционного усилителя, третий вход которого подключен ко входу одного из блоков переменных коэффициентов и к источнику напряжения, пропорционального моменту на выходе моделируемой передачи, а выход усилителя соединен со входом второго блока переменных коэффициентов.