Устройство для моделирования механической передачи Советский патент 1981 года по МПК G06G7/48 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть применено для исследования самотормозящихся механических передач (СМП) на аналоговыхвычислительных машинах. Известно устройство для моделирова ния многозвенной механической передачи, содержащее .входной интегратор и цепочки по числу звеньев механической передачи, каждая из которых состоит и последовательно соединенных первого интегратора,усилителя и второго интегратора, а также мостовые выпрямители, источники постоянного напряжения, функциональные преобразователи и блоки нелинейности 1. Однако устройству присуща недостаточная точность моделирования. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является аналоговое устройство для моделирования КПД механической передачи, которое содержит операционные- усилители,двухполупериодный выпрямитель и релейный элемент с изменяющимся опорным напряжением , ко входу которого подключены два разнополярных источника постоянного напряжения , пропорционального постоянному моменту потерь в передаче. В качестве источника изменяющегося опорного напряжения в этом устройстве используется сигнал, пропорциональный суммарному моменту в передаче. Таким образом, известное устройство , позволяет моделировать КПД обратимых и необратимых механических передач при прямом и обратном ходе L2. Однако это устройство правильно отражает процессы в передаче только при отсутствии внешнего нагрузочного момента на выходном валу передачи, так как при наличии внешнего нагрузочного момента в самотормозящейся механической передаче возможно существование статического равновесного состояния при различных значениях входного момента, приложенного к ведущему звену, причем диапазон возможных значений

38

входного момента будет определятьсч величиной внешнего нагрузочного момента. Поэтому выбранное устройство не точно отражает состояние передачи в режиме статического равновесия.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования механической передачи, содержащее первый сумматор, выход которого через двухполупериодный выпрямитель подключен к входу первого релейного элемента, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, введены блок умножения, источник напряжения , блоки выделения модуля, источник входного напряжения, втсфоТ релейный элемент, ограничительный диод, третий и четвертый сумматоры и интегратор, выход которого подключен к входу первого блока выделения модуля и управляющему входу первого релейного элемента, выход которого соедине с входами второго и третьего блоков выделения модуля а также с выходом источника напряжения, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к первому входу блока умножения , выход которого соединен с первым входом первого сумматора и входом интегратора, выходы второго и третьего блоков выделения модуля подключены к входам третьего сумматора, выход которого через ограничительный диод соединен с первым входом четвертого сумматора, выход которого через второй релейный элемент подключен к второму входу блока умножения, выход первого блока выделения модуля соединен со вторым входом четвертого сумматора, выход источника напряжения подключен к второму входу первого сумматора.

На чертеже представлено предлагаемое устройство для моделирования механической передачи.

Устройство содержит второй сумматор 1, первый сумматор 2, третий и четвертый сумматоры 3 и , инвертирующий усилитель 5 и диоды 6-9 образуют двухполупериодный выпрямитель 10, релейный элемент 11 с изменяющимся опорным напряжением, выполненный на диодах 1,2 и 13. усилителе 1Д, интегратор 15, блокумножения 16, блок выделения модуля 17 собранный на диодах 18 и 19 и инвертирующем усилителе 20 блок выделения минус модуля 21

774

выполненного на диодах 22 и 23 и инвертирующем усилителе 2А, блок эыделения модуля 25, собранный на инвертирующем усилителе 2б и диодах 27 и 28, 1, релейный элемент 29 с зоной нечувствительности, регулируемой при настройке, выполненного на усилителе 30 и диодах 31 и 32, ограничительный диод 33, источник входного напряжения З,

0 источник напряжения 35, резисторы 36 и конденсатор 37- выхода источника напряжения k поступает напряжение ., пропорциональное моменту на входном валу передачи М, соответствующему моменту, развиваемому двигателем. С выхода источника напряжения 35 поступает напряжение. )Пропорциональное внешнему нагрузочному моменту MgH, на выходе блока 16 образуется

0 напряжение U , пропорциональное ускорению выходного вала передачи, непосредственно-связанного с нагрузкой, т.е. пропорциональное ускорению нагрузки, с выхода интегратора 15 ид - на5 прржение, пропорциональное скорости нагрузки (напряжение на выходе устройства), + Ц ор С-и лэ т-напряжение разнополярных источников постоянного напряжения), пропорциональные привеQ денному , моменту постоянных потерь передачи, + и,, и -U-j - напряжения источников постоянного напряжения.

Устройство работает следукхцим образом.

Напряжение Uy,g , определяемое ве5 личиной Mg , подается на сумматор 1, на второй вход которого Подается напряжение и, пропорциональное моменту потерь на валу двигателя М„ . Напряжение U r|Фopмиpyeтcя в цепи обратной связи с помощью сумматора 2, на входы которого подается напряжение К Ui4j, пропорциональные ускорению нагрузки А и внешнему нагрузочному моменту М д„ инвертирующего усилителя

5, двухполупериодного выпрямт теля 1.0, и релейного элемента 11, выполненного на усилителе k и диодах 12 и 13. На управляющий вход релейного элемента 11 с выхода интегратора И подается

0 напряжение ид , пропорциональное скорости нагрузки. Напряжение U; , пропорциональное ускорению нагрузки, снимается с выхода блока умножения 15, на один из входов которого подается

5 напря;: ение с выхода сумматора 1 . На второй вход блока умножения 15 подается управляющее напряжение Ux, , которое формируется следующим образом. С помощью блоков выделения модуля и 21 и сумматора 3 формируется раз напряже ний (U,Qy) () t- рл II торая через ограничительный диод 33 подается на один из входов су матора t. На второй вход сумматора с выхода блока выделения модуля 25, собранного на инвертирующем усилителе 26 и диодах 27 и 28 подается напряжение а , пропорциональное А . Напряжение на выходе усилителя k, имеющее всегда один знак, подается на вход релейного элемента 29 с зоной нечувствительности, регулируемой при настройке, выполненного на усилителе 30 и диодах 31 и 32, формирующего и,у. Параметры напряжения управления релейного элемента 29 и величины опор ных напряжений +U и -U выбирают такими, чтобы напряжение Uy принимало значения О и +1. В этом случае выполняются соотношения 1. и О, и, следовательно, напря жение на выходе блока умножения 15 Уд пропорциональное ускорению нагрузки, равно нулю (и о), при ид О, и lUMftxl- 0. что соответст.вует статическому, равновесию;2. и 5 О, т.е. напряжение Uv О, при невыполнении по крайней мере одно го из условий ид О, и )U( ,liO что соответствует движению в передаче Таким образом, при ид О, статическое равновесное состояние одинаково для всех значений напряжения ,, принадлежащих интервалу UMBx IUMn Величина напряжения и„п определяется значениями напряжений и и. Предлагаемое устройство позволяет более точно зафиксировать состояние статического равновесия в передаче при наличии внешнего нагрузочного момента на выходном валу и, следовательно, учесть влияние внешнего нагрузочного момента на работу передачи , ЧТО повышает точность моделирования. Формула изобретения Устройство для моделирования механической передачи, содержащее первый сумматор, выход которого через двухполупериодный выпрямитель подключен к входу первого релейного элемента, выход которого соединен с первым входом второго сумматора отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок ум.ножения, источник напряжения, блоки выделения модуля, источник входного напряжения, второй релейный элемент, ограничительный диод, третий и четвертый сумматоры и интегратор, выход которого подключен к входу первого блока выделения модуля и управляюще му входу первого релейного элемента, выход которого соединен с входами второго и третьего блЬков выделения модуля, а также с выходом источника напряжения , выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к первому входу блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого сумматора и входом интегратора, выходы второго и третьего блоков выделения модуля подключены к входам третьего сумматора, выход которого через ограничительный диод соединен с первым входом четвертого сумматора, выход которого через второй релейный элемент подключен к второму входу блока умножения , выход первого блока выделения модуля соединен со вторым входом четвертого сумматора, выход источника напряжения подключен к второму входу первого сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР ff 6(1Л65, кл. G Об G 7Л8, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 23967А, кл. G 06 G 7/6, 1968 (прототип j .