Изобретение относится к области вычислительной те.хники и может быть использовано при моделировании механических систем, в которых силы трения оказывают существенное влияние на динамические процессы.
По основному авт. св. № 263294 известно устройство для моделирования механических систем, которое наряду с другими позволяет воспроизводить эффект действия на инерционную массу сил трения покоя и сил трепия 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 про.межуточного инерционного усилителя, имеющего ограничение уровня выходного напряжения, а вход промежуточного усилителя соединяется с выходом интегрирую цего операционного усилителя устройства.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит интегрирующий усилитель-интегратор / с входным резистором 2, к свободному концу которого подключается источник напряжения U, и.митнрующий движущую силу, нрилол енную к инерционному телу. Между суммирующей точкой 3 и выходом 4 этого усилителя включено несколько четырехднодных мостовых элементов, один из которых собран на днодах 5-8. К точкам 9 и 10 соединения одноименных электродов диодов этого моста через резисторы 11 а 12 подключается соответственно «плюс и «мннус источника двухполярного напряжения L, пропорционального максимуму силы тренич
покоя.4 ;
кроме того, устройство содержит пнерционный усилитель 13, имеющий ограничение 0 уровня выходного )1апряжения, в данном случае за счет цепочки последовательно-встречно включенных стабилитронов 14, и дополннтельные резисторы 15 и 16, соединяющие выход усилителя 13 с точками 9 и 10 четырехдиодного мостового элемента.
Устройство работает следующим образом.
Пусть напряжение U па входе усилнтеля / увеличивается по абсолютной велнч ше, начиная от нуля, тогда напряжение f/, на выходе 4 усилителя / остается вблизи нуля до те.х пор, пока величина напряжения /7 пе превзойдет по абсолютной величине напряжение 6 (при равенстве величин резисторов 2, И и 12), т. е. до тех пор, пока действующая сила пе превысит максимум силы трения покоя. Заметим, что пока 0, дополнительпые элементы не влияют на ход процесса. С того момента, когда выполнится условие па выходе 4 усилителя / появится напряжение и, изменение которого (при отсутствии совокупности двух дополнительных элементов) будет подчиняться уравнению .,-b|f |sgni/j, f/, 0. Другими словами, воспроизводится случай движения инерционной массы, когда сила тренпя движения равно максимуму силы трения покоя. Введение дополнительных элементов изменяет картипу в сторону более близкой к реальной, если коэффициент /С усиления инерционного усилителя 13 взять достаточно большим, а цепочку стабилитронов выбрать с таким напряжением () стабилизации, чтобы разностьI - I f/c. I О соответствовала величине трения движения. Действительно, пусть U 0. Тогда дподы 6 н 7 закрыты и к суммирующей точке усилителя У, кроме напряжения f/, приложены напряжение V через резистор 11 и напряжение (-и„) через резистор /5. Полагая для простоты, что величины резисторов 2, II, 12, 15 и 16 равны, получим уравпение: -f;,-( + (f/-t/cT), . (3) Если же , то диоды 5 закрыты и к суммирующей точке, кроме напряжения и, приложены напряжение (-f/) через резистор 12 и напряжение +Ucr через резистор 16, в силу чего схема решает уравнение{/,.(/-г ( i/cr), и,0. (4) Уравнения 4 и 3 можно записать как одно в виде - , + ()sgn и, (5) которое явно предпочтительней уравнения 1 имея ввиду то, что максимум величины трения покоя по-прежнему определяется величиной В реальных моделях величина напряжения, соответствующего треиию покоя, как правило, составляет не более 30% от полного диапазона (±100 в) изменения напряжений в моделирующих мащинах, значит напряжение LcT еще меньще, а коэффициент К зсиления не более 100, чтобы уравпение 5 выполнялось при ,3e. Если же сопротивление резисторов 15 и 16 выбрать в несколько раз меньщим, чем сопротивление резисторов // и 12, то коэффициент К усилителя 13 уменьщится во столько же раз при соответствующем уменьшении величины бсг. Предмет изобретения Устройство для моделирования механических систем по авт. св. ЛЬ 263294, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности моделирования, оно содержит инерционный усилитель и включенную параллельно его обратной связи цепочку последовательно-встречно включенных стабилитронов, ко входу инерционного усилителя подключен выход интегратора, а выход инерционного усилителя через параллельпо соединенные резисторы подключеп к точкам соединения одноименных электродов диодов четырехдиодного моста.
