Устройство для моделирования силы трения Советский патент 1983 года по МПК G06G7/48 

1

Изобрегенке относится к аналоговой вычиспигельной технике и предназначено для моделирования механических систем с парами трения, силы трения которых зависят от напряжения и величины относительной скорости скольжения эдемвВ тов пары трения.

Известно устройство для моделвровавня сухого трения, содержащее разисторы в диоды в качестве нелинейных и -JQ элементов и операционный усилитель, воспроизводящее нелинейную зависвмость, подобную падающей характеристике зависимости силы трення от скороота относительного скольжения элементов па- 15 ры трения С11 .

Недостатком этого устройства явпяетсято, что нелинейные характеристики исполь зуемых диодов воспроизводят TOJBbKO доств- jo точно узкий класс нелинейных зав1ювмоотей, имеющих место при трении. Это от ридательно сказывается на точвостя моделирования из-за малой точности aimpo

ксимашш зависимостей сил тревия от скорости скольжения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устрой ство, содержащее усилители схему для воспроизведения абсолютной величины, инверторы, электронный коммутатор, квад-, ратсф, цепи ограничения в зовы вeчyвcтвI тапьности t2 .

Недостатком этого устро1 ства еваяет ся низкая точность его работы из-за болыиого числа элементов и связей между ними.

Цель взофетения - повышение точвос-ти моделирования, упрощение устройства к расширение функциональных возмож ностей ЕГО применения.

Указанная пель Д1хггагается тем, что в устройство для моделирования свлы трения, содеркащее инвертор, блок ограничения, первый и второй входы которого соедавевы с выходами сооптветствевво первого источника положительного опорного Ьапражевня к первого источника отрипа9тельного опорного напряжения, первый и второй блоки задания зоны нечувствительности, вторые источники, положительного и отрицательного опорных напряжений и сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока ограничения, введены третий и четвертый блоки задания зоны нечувствительности и треть источники положительного и отрицательн го опорных напряжений, выходы которых подключены соответственно к первым вхо дам третьего и четвертого блоков задания зоны нечувствительности, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами сумматора, вёВсод которого является выходом устройства, а вход подключен к вторым Ежодам третьего и четвертого блоков задания зоны нечувствительности и к входу инвертора, выход которого соединен с третьим входом блока ограничения и с пе ъымк входами первого и второго блоков задания зоны нечувствительности, вторые входы которых соединены соответственно с выходом второго источника положительного опорного напряжения и с выхо- ДОМ Второго источника отрицательного опорного напряжения, выходы первого и .Второго блоков задания зоны нечувствительности соединены Соответственно с четвертьп и пятым входами сумматора. На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит инвертор 1, блоки 2 и 3 задания зоны нечувствительности, сумматор 4, блок 5 ограничения, блоки 6 и 7 задания зоны нечувствитель ности, источники 8,9 и Ю положительно го напряжения и источники 11, 12 и 13 отрицательного опорного напряжения. Устройство работает следуклцим образом. Напряжение со входа устройства, пропорциональное скорости относительного скольжения элементов моделируемой пары трения, поступает через инвертор 1 на первый вход сумматора 4 с о.граничением, задаваемым блоком 5 ограничения первый и второй вкошл которого подключены к источникам 12 и 9 разнополярных напряжений, пропорциональных: экстре мальному значению силы трения в зоне граничного трения, на четвертый и пятый входы сумматора 4 через блоки 2 и 3 задания зоны нечувствительности с опорными напрягйениямй от источников 11 и 8 разнополярных напряжений, пропорциональными скорости конца зоны граничного трения, одновременно вкодное напряж 44 ние через блоки 6 и 7 задания зоны нечувствительности с опорными напряжениями от источников 13 и 1О разнополярных Напряжений, пропорциональными минимальному значению силы трения в зоне до начала граничного трения, подае1 ся нн второй и третий входы сумматора 4. В результате алгебраичного суммирования поступивших напряжений на выхо--де сумматора 4, т. е. на выходе устройства, вырабатывается напряжение, пропорциональное силе трения и воспроизводящее падающий 5-;;характер зависимости силы трения от скорости скольжения в режимах полусухого, граничного и полужидкостного трения. Переход от падающей характеристики трения к горбатой обеспечивается простым переключением первого Входа сумматора 4 с выхода инвертора 1 на вход устройства по скорости относительного скольжения. Указанное вьшолнение устройства, сокращая число используемых элементов и связей, всегда имеющих определенные погрешности, по сравнению с прототипом, принятым за базовый образец, дает воз|можность с более высокой точностью получить нелинейные зависимости силы трения от скорости относительного скольжения. Кроме того, настройкой резисторов можно отразить зависимости в режимах сухого или жидкостного трения, а также при их совокупности, т. е. устройство отражает большинство известных зависимостей силы трения от скорости относительного скольжения элементов модулируемой пары трения, что дополнительно повышает точность моделирования механических систем с парами трения, силы трения которых являются функциями скорости скольжения, и расширяет функциональные возможности применения устройства. Это позволяет моделировать механические системы с парами трения на наиболее простых и, следовательно, на наиболее дешевых аналоговых вычислительных машинах. изобретения Ф о р м у Л Устройство для моделирования силы трения, содержашее инвертор, блок ограничения, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого источника положительного сяюрного напряжения и первого источника отрицательного опорного напряжения, первый и второй блоки задания зоны нечувствительности, вторые источники по ложительного и отрицательного опорных напряжений и сумматор, первый Вход которого соединен с .выходом блока ограничения, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности, в него введены третий и четвертый блоки задания зоны нечувствительности я треть источники положительного и отрицательного опорных напряжений, выходы кото-. рых подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого бложов задания зоны нечувствительности, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами сумкщто ра, выход которого является выходом устройства, а вход подключен к вторым входам третьего и четвертого блоков задания зоны нечувствительности и к входу инвертора, выход которого соединен с третьим Входом блока ограничения и с первыми входами первого и второго блоков задания зоны нечувствительности, вторые входы которых соединены соответственно с выходом второго источника положительного опорного напряжения и с выходом второго источника отрицательного опорного напряжения, выходы первого и второго блоков задания зоны нечувствительности соединены соответст венно с четвертым и пятым входами сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР N9 211885, кл. G 06 С5 7/48, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 324636, к. Gi 06 G 7/68, 197О (прототип).