ВСЕСОЮЗНАЯА. Н. Девочко1ПЛТС!гТМП..ТРу"^|ЧрПУ5й ! ?i.-5«i.i'i i SiL' ! i./tafi itUsifiS! Советский патент 1973 года по МПК G06G7/68 

1

Hs ifipCTeHHe относится к приборам автоматики и вычислительной техники и может быть использовано самостоятельно в качестве трансформатора постоянного тока, а также при создании динамических моделей-аналогов механических систем в качестве электрической модели обратимого преобразователя с переменным коэффициентом преобразования.

Большинство механических систем являются неодномерчыми. Вследствие этого при создании электрических моделей этих систем возникает необходимость в примсгении преобразующих устройств. Электрическим аналогом механического преобразователя (рычага) является трансформатор, однако его невозможно использовать в моделях, работающих на постоянном 1оке. Кроме того, трансформатор не позволяет управлять коэффициентом преобразования. В то же время известно большое количество механизмов, в которых во время работы изменяется коэффициент передачи входного воздействия. Например, в зубчатой передачи во время работы изменяются координаты линии контакта зуоьев, а вследствие этого и мгновенные значения передаточного отнощения. В указанной выше работе для создания электрической модели обратимого механического преобразователя с переменным коэффициентом преобразования - трансформатора постоянного тока с управляемым коэффициентом трансформации - используют операционные блоки аналоговых вычислительных машин.

Однако это устройство может применяться только на .низких частотах, что затрудняет практические возможности создания электрических моделей-аналогов механических систем. Кроме того, устройство требует большого кпличества операционных блоков, что также oiраничивает возможности создания моделей.

Цель изобретения - расширение класса рещаемых задач и упрощение устройства.

Для этого в предлагаемом устройстве входная и выходная цепи трансформатора выполнены на транзисторах. При этом входной транзистор подключен параллельно источнику входного напряжения, а выходной транзистор с нагрузкой устройства образует эмиттерный повторитель.

Нагрузка состоит из двух последовательно включенных элементов, один из которых является резистором, включенным в цепь базы входного транзистора и выполняющим функции обратной связи по току. Выходной транзистор с входной цепью соединен посредством усилителя постоянного тока по напряжению Коэффициенты передачи обеих связей одинаковы и равны коэффициенту трансформации. Управление коэффициентом трансформации осуществляется напряжением, подаваемым на один из входов усилителя. На фиг. 1 изображена схема трансформатора постоянного тока с управляемым коэффициентом трансфор|Маци.и; на фиг. 2 - схема механического преобразователя (рычага). Входная цепь трансформатора состоит из транзистора Г, .включенного параллельно источнику входного напряжения t/i. Выходная цепь представляет эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе Т, подключен к HCTOi4«HKy питания с напряжением UzСвязь выходной цепи с входной осуществляется посредством усилителя постоянного тока УЛТ. Резисторы н и Ян, включенные последовательно в цепь эмиттера транзистора Т, представляют нагрузку устройства. Резистор н , включенный одновременно в базовую цепь транзистора Ti, выполняет функцию обратной связи по току между входной и выходной цепями. Напряжение t/ynp от источника управляемого напряжения, подведенное к одному из входов УПТ, предназначено для управления коэффициентом передачи усилителя. Напряжение t/i « ток /i, протекающий через транзистор 7i- характеристики входной цепи. Напряжение Uz на нагрузке и ток /2, протекающий через нее, - характеристики выходной цепи. Работа трансформатора описывается npii помощи системы управлений ,4 I. ,,( где /(эл - коэффициент трансформации. Согласно схеме iia фиг. 1 в первом уравненииКап - К-Кг,, где /С - коэффициент усиления УПТ; Кгг - коэффициент усиления эмиттерного повторителя на транзисторе TZ. Требования второго уравнения системы (1) обеспечиваются за счет введения обратной связи на резисторе между выходной цепью и входной. Отсюда 1 - Sr Uo.cy где 5т -крутизна характеристики транзистора TI; о.с - напряжение обратной связи па резисторе Ra. с другой стороны 0... В результате получают I, Sr,-Uo.,-I,-R.(3) Таким образом, во втором уравнении системы (1) 5г1 „Для того чтобы удовлетворить одновременно требованиям обоих уравнений (1), необходимо приравнять /Сол из уравнений (2) и (4) К -Кт, - ST,- RH Напряжение (/упр, поступающее на вход одного из транзисторов УПТ, позволяет изменить напряжение на выходе трансформатора L/2. 1ак как ток /2 изменяется пропорционально L/z, то, согласно равенству (3), пропорционально t/ynp изменится /1. Это равносильно тому, что в системе уравнений (1) Кал примет значение К-,л. Схема устройства на фиг. 1 является электрическим аналогом обратимого механического преобразователя (рычага), изображенного на фиг. 2. Здесь Pi, PZ, Vi, Vz - усилия и скорости соответственно в точках приложения входного воздействия и на нагрузке. Согласно второй системе электромеханических аналогий их аналогами являются токи и напряжения во входной и выходной цепях трансформатора. Предлагаемая на фиг. 1 схема устройства позволяет использовать его в диапазоне частот от О до максимально допустимой для применяемых в схеме транзисторов. Кроме того, изготовление устройства не представляет затруднений. Точность устройства в основном зависит от точности УПТ. При необходимости иметь более высококачественное устройство соответственно необходимо произвести более тщательную постройку УПТ. Предмет изобретения Устройство для моделирования механического преобразователя, выполненное по схеме трансформатора постоянного тока и содержащее усилитель постоянного тока, резисторы и источник управляемого напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения класса рещаемых задач и упрощения устройства, оно содержит два транзистора, один из которых подключен к входу усилителя постоянного тска параллельно входной клемме устройства, выход усилителя постоянного тока соединен с базой второго транзистора, эмиттерная цепь которого подключена к выходной клемме устройства и к соединенным последовательно двум резисторам, общая точка которых связана с базой первого транзистора.

Фи