Устройство для моделирования петли гистерезиса Советский патент 1976 года по МПК G06G7/25 

Изобретение относится .к аналоговой вычислительной технике и может быть исполь зовано при моделировании физических систем, включающих элементы с гистерезисом таких как упруго-демпфирующие элементы, демпферы (источники трения), магнитные элементы, сегнетоконденсаторы, при любых исходных начальных данных. Известно устройство для моделирования гистерезиса l. Однако оно не может быт использовано при неустановившихся процессах, в нем нельзя учесть влияние начальны условий. Известно также устройство, содержащее блок задания аргументов, выход которого через блок дифференцирования подключен к входу блока управления, выход которого со динен с управляющим входом ключа, интегратор и функциональные преобразователи, первые входы которых подключены к выход блока задания аргумента 2. Такое устройство реализует математическую модель гистерезиса в виде , (), ), , где X - входной сигнал; - выходной сигнал устройства. Такое выполнение устройства не обеспечивает необходимую точность моделирования. Цель изобретения - повыщение точности м оделир ования. Это достигается тем, что устройство для моделирования петли гистерезиса содержит блок перемножения, первый вход которого подключен к выходу блока дифференцирования, второй вход соединен с выходом ключа, первый вход которого подключен к выходу первого функционального преобразователя, а второй вход - к выходу второго функционального преобразователя, причем выход блока перемножения через интегратор соединен со вторыми входами функциональных преобразователей. Предлагаемое устройство реализует математическую модель гистерезиса в следук щем виде: dy ГРЛ.)Х; 19, ); причем первое дифференциальное уравнение Описывает восходящие ветви, а второе - нисходящие ветви произвольной гистеризисной петли как замкнутого, так и разомкнутого типа. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из блока 1 задания аргумента, блока дифференцирования 2, блока управления 3, функциональных преобразователей 4 и 5, ключа 6, блока перемножения 7, интегратора 8. Сигнал напряжения xd) с блока 1 задани аргумента подается одновременно на вход блока дифференцирования 2, на выходе которого получается напряжение, пропорциональное производной аргумента n.(i) , и на первые входы функциональных преобразователей 4 и 5. Сигнал производной x(i) с блока дифференцирования 2 задается одновременно на вход блока управления 3, реагирующего только на знак x(i:) , и на первый вход блока перемножения 7. При положительном знаке напряжения x(t) первый вход ключа 6 подключается к выходу первого функционального преобразователя 4, выходной сигнал с которого ф()(,у) через управляющий вход ключа 6 поступает на вто рой вход блока перемножения 7. В результате перемножения получается сигнал cp.|(x,) , который далее поступает на интегратор 8. Вся схема устройства обхвачена обратнойсвя зью путем одновременной подачи выходного сигнала с интегратора 8 на вторые входы функциональных преобразователей 4 и 5. На выходе интегратора 8 получается непрерывная восходящая ветвь петли любой необходимой формы. При отрицательном знаке напряжения it/ происходит отключение первого входа ключа 6 от выхода первого функционального преоб разователя 4, а второй вхоц ключа 6 подключается к выходу второго функционального преобразователя 5, выходнойсигнал с которого ь,(х, N) черезключ 6 поступает на второй ход блока перемножения 7. После перемноения получается сигнал cp,(x,y)Xi который инегрируется, в результате чего получается нисодящая ветвь гистерезисной петли. По управяющему входу ключа 6, подключенному к ыходу блока управления 3, производится ереключение ключа 6 в зависимости от знаа производной входного сигнала. Формула изобретения Устройство для моделирования петли гистерезиса, содержащее блок задания аргумента, выход которого через блок дифференцирования подключен ко входу блока управления, выход которого соединен с управляющим входом ключа, интегратор и функциональные преобразователи, первые входы которых подключены к выходу блока задания аргумента, отличающееся тем, что, с целью повьппенЕЯ точности моделирования, оно содержит блок перемножения, первый вход которого подключен к выходу блока дифференцирования, второйвходсоединен с выходом ключа, первый вход которого подключен к выходу первигофункциональнсно преобразователя, а второй вход - к выходу второго функционального преобразователя, причем выход блока перемножения через интегратор соединен со вторыми входами функциональных преобразователей. Источники информации, принятые во вникие при экспертизе: 1.Хлебников С. Д. и Подгорный Э. В. Моделирование гистерезисной петлисломошью триггера, реагирующего на знак производной.Известия вузов. Электромеханика. 1969, № 1, с. 65. 2,Авторское свидетельство СССР, № 402015, М. кл. G06Q 7/28,04.01.72.