Устройство для моделирования сухого трения Советский патент 1982 года по МПК G06G7/25 

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при моделировании колебаний механических систем с сухим трением с помощью электрических моделей-аналогов, построенных по второй системе электромеханических аналогий. ,,

Известно устройство для моделирования сухого трения по второй системе электромеханических аналогий, представляющее собой двухполюсник, состоящий из двух параллельных ветвей, каждая из которых содержит диод и переход коллектор-эмиттер транзистора с источником опорного напряжения в цепи база-эмиттер 1 П.

, Однако в устройстве используется включение транзисторов по схеме с общим эмиттером, чтр позволяет лишь приближенно моделировать характеристику сухого трения, так как выходные вольт-амперные характеристики транзисторов имеют начальные участки.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для моделирования сухого трения по второй системе электромеханических аналогий, выполненной в виде двухполюсника, содержащего два транзистора и два полупроводниковых диода, катоды которых являются, соответствующими выводами двух- полюсника, а аноды диодов соединены с коллекторами соответствующих тран10зисторов, база каждого из которых подключена к катоду диода, coJeдинeннoгo с другим транзистором, а также к своему эмиттеру через соответствующий источник опорного напряжения. Это

ts устройство достаточно точно моделирует характеристику сухого трения, так как в нем используется включение транзисторов по схеме с общей баЗОЙ- 2.

20

Недостатками известного устройства являются его относительная сложность, а также трудность, связанная с установлением одинаковых режимов

работы транзисторов, обеспечивающих симметричность характеристики при регулировании величины тока насыидения, моделирующего величину силы сухого трения.

Цель изобретения - упрощение устройства и улучшение его эксплуатации онных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в ycTpovlcTse для моделирования сухого трения, содержащем выпрямительные диоды и транзистор. Саза koToporo соединена с эмиттером Uepea источник опорного напряжения, выпрямительные диоды включены по мостовой выпрямительной схеме, при этом узлы соединения разноименных электродов выпрямительных диодов являются соответствующими выводами устройства, а между узлами соединения одноименных электродов выпрямительных диодов выпрямительного моста включен транзистор, причем база транзистора подключена к узлу соединения катодов, а коллектор - к узлу соединения анодов выпрямительных диодов выпрямительного моста.

Такое изменение схемы устройства позволяет использовать один транзистор с источникомопорного напряжения в цепи база-эмиттер как для положительной, так и для отрицательной полуволн переменного напряжения, прикладываемого к выводам устройства. Это в свою очередь позволяет более просто надежно и практически мгновенно обеспечивать симметрию вольтамперной характеристики устройства в Г|роцессе регулировки величины тока насыщения, моделируйщего силу сухого трения.

На . 1 представлено устройство, принципиальная схема; на фиг.2 график зависимости тока, текущего через устройство, от напряжения, прикладываемого к его выводам; на фиг.З агменты схем и графики, поясняющие работу гстройства.

Устройство для моделирования сухого трения выполнено в виде двухполюсника и содержит транзистор 1, база которого соединена с эмиттером через источник 2 опорного напряжения, выпрямительные диоды 3 включенные по мостовой выпрямительной схеме, при этом узлы соединения разноименных электродов выпрямительных диодов 3 образуют выводы А двухполюсника, а между узлами соединения одноименных

электродов выпрямительных диодов 3 выпрямительного моста включены транзистор 1, причем база транзистора подключена к узлу соединения катодов, J а коллектор - к узлу соединения анодов выпрямительных диодов 3 выпрямительного моста.

Устройство работает следующим образом.

o Напряжение, прикладываемое к выводам 4 устройства, включенного в схему электрической модели-аналога по второй системе электромеханических аналогий, носит знакопеременный характере 8 отрицательную полуволну напряжения на выводах k (фиг. За), ток протекает через диоды 3 включенные в проводящем направлении , и переход база-коллектор транзистора 1.

0 Зависимость тока, протекающего через устройство, от напряжения, прикладываемого к его выводам k, определяется выходной характеристикой транзистора 1, включенного по схеме с общей

5 базой (фиг. За).

В положительную полуволну напряжения, прикладываемого к устройству, ток протекает через другую пару диодов 3 выпрямительного моста, которые

оказываются включенными в проводящем направлении, и, так же как и в отрицательную полуволну, через переход база-коллектор транзистора 1. Характеристика ток-напряжение,.как и для отрицательной полуволны напряжения, определяется выходной характеристикой транзистора 1, включенного по схеме с общей базой (фиг. Зб).В целом, зависимость тока, протекакицего через устройство, от напр чжения, прикладываемого к его выводам, представлена на фиг. 2 и соответствует характеристике сухого (кулоновского) трения. Величина тока насыщения, моделирущая величину силы сухого трения, зависит только от напряжения источника 2 (величина тока в цепи база-эмиттер транзистора 1). Поскольку в схеме используется один транзистор 1 с источником 2 опорного напряжения в цепи база-эмиттер, то при идентичных параметрах диодов 3 характеристика ток-напряжение является симметричной относительно начала координат. Симметричность сохраняется и при изменении напряжения источника 2, с помощью которого регулируют величину тока насыщения, моделирующего силу сухого трения, Изобретение упрощает устройство и улучиает эксплуатационные характеристики: упрощается регулировка тока насыщения, моделирующего величину силы сухого трения; более чем в два раза умен1 шается время, необходимое на эту операцию; обеспечива ется симметричность вольт-амперной характеристики устройства, моделирующей характеристику сухого трения что в свою очередь влечет за собой повышение точности моделирования. Формула изобретения ) Устройство для моделирования сухого трения, содержащее выпрямитель ные диоды й транзистор, база которо го соединена с эмиттером через источ ник опорного напряжения, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и улучшения его эксплуатационных характеристик, выпрямительные диоды включены по мостовой выпрямительной схеме, при этом узлы соединения разноименных элект|эодов выпрямительных диодов являются соответствующими выводами устройства, а между узлами соединения одноименных электродов выпрямительных диодов выпрямительного моста включен транзистор, причем база транзистора подключена к узлу соединения катодов, а коллектор - к узлу соединения анодов выпрямительных диодов выпрямительноге моста. Источники информации, принятые во при экспертизе .. 1.Авторское свидетельство СССР V , кп. G Об G 7/25, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 270279 /18-2, кл. G Об G 7/«8, 1978 (прототип).

фиг. 1

(Puz.z

IK

V

, О

it.

-I.

лас

К :

%

Inac О

(риг.З