Устройство для моделирования удара

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 326600.Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ исимое от авт. свидетельства-7, т/11.19 Юе 1474838/18 7/6 аявлен ки-присоединением з Комитет поизобретений ипри Совете МиСССР ламкрытийистров риоритет - публикован 9,1,1972, БюллетеньУДК 681.333описания ЗХ.1972 ата опубликован вторызобретения Кабл. Са аунас ии политехническии институт вител РОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ УДАРА 2. 3, й ток рицател рез ым Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Устройство предназначено для воспроизведения соударения твердого тела с грунтом, может применяться также для воспроизведения соударения двух твердых тел или взаимодействия через гибкую и упругую с внутренним трением связь.Известны устройства для моделирования удара, содержащие операционный усилитель с диодом на выходе.Недостаток этой модели состоит в том, что для воспроизведения удара нужно подать в устройство напряжение, пропорциональное перемещению тела, и напряжение, пропорциональное скорости тела. Когда в установке для решения различных задач не формируется скорость тела или она сформирована только с противоположным знаком, нужно применять как минимум один дополнительный усилитель для воспроизведения скорости тела с требуемым знаком.Цель изобретения - уменьшение числа решающих усилителей, а также повышение универсальности устройства. Достигается она тем, что в обратную связь усилителя предлагаемого устройства включена дополнительная диодно-резисторно-емкостная звезда, которая выполняет функции элемента запоминания и нечувствительности, обеспечивая таким образом гистерезисный характер воспроизводимой функции, который необходим,когда коэффициент восстановления скоростименьше единицы,Это позволяет подавать в устройство только напряжение, пропорциональное перемещению тела,На фиг. 1 представлена принципиальнаясхема устройства, на фиг. 2, 3 - примернаякартина протекания процесса.1 С Устройство состоит из усилителя 1, подключенных к его суммирующей точке входных резисторов 2 и 3, трех параллельных цепей обратной связи: резистора 4, диода б,анод которого подключен к суммирующей15 точке усилителя, диодно-резисторно-емкостной звезды б и выходного диода 7, анод которого подключен к выходу усилителя.Диодно-резисторно-емкостная звезда состоит из резистора 8, свободный контакт ко 2 о торого подключен к суммирующей точке уси лителя, диода 9, анод которого через резистор 10 подключен к выходу усилителя, иконденсатора 11, свободный контакт которого заземлен.Устройство воспроизводит две характеристики:2 а) с резистором 10 - на фиг б) без резистора 10 - на фнг а) В момент, когда суммарнь резисторы 2 и 3 становится от326600 знак на положительный, Когда отрицательное напряжение Х на выходе растет (тело углубляется в грунт), открываются диоды 9, 7 и обратная связь усилителя осуществляет ся через резисторы 8 и 4.На выходе устройства напряжение (пропорциональное силе взаимодействия тела с грунтом) растет по зависимости йД,Р,Я,+й,)10 Когда скорость уменьшения Х достигаетопределенной величины, диод 9 запирается.15 Напряжвние на выходе уменьшается по зависимостиЯф12 (14 + 18) 20 (фиг. 3 нижняя ветвь графика),В дальнейшем ток через резистор 8 уменьшается по экспоненциальному закону и напряжение изменяется по зависимости Р = - ЬХ.1,11) 25 Когда напряжение Х достигает определенного значения и сумма токов через резисторы 30 8, 2,8 становится равна нулю, напряжение навыходе усилителя меняет знак, диод 7 запирается, и напряжение на выходе устройства становится равным нулю. В дальнейшем цикл повторяется,35 Чтобы получить характеристику с противоположным знаком, все диоды нужно включить противоположно указанному выше. ЙР, + Й) Когда напряжение достигает определенного уровня Х, сумма токов через резисторы 8, 2, д становится положительной( тело вы ходит из соприкосновения с грунтом на некотором расстоянии от точки, в которой началось соприкосновение), напряжение на выходе меняет знак с положительного на отрицательный, диод 7 запирается и на выходе 45 устройства напряжение становится равным нулю (Р = 0).В дальнейшем цикл повторяется.б) В момент, когда суммарный ток через резисторы 2 и 3 становится отрицательным 50 (начало соприкосновения тела с грунтом), напряжение на выходе усилителя 1 изменяет(начало соприкосновения тела с грунтом), напряжение на выходе усилителя 1 изменяет знак с отрицательного на положительный. При повышении отрицательного напряжения на входе (тело углубляется в грунт) диод 5 запирается, открываются диоды 9 и 7, обратная связь усилителя осуществляется через резистор 4, а также - с запаздыванием - через резисторы 8 и 10. При быстром росте входного напряжения (начальный момент соприкосновения тел) на выходе устройства (диод 7 открыт) оно нарастает по зависимости Р = - Х (фиг. 2), где ЛХ - глубинай.,углубления. По мере углубления тела в грунт конденсатор 11 начинает заряжаться, и рост выходного напряжения замедляется по зависимости1 Ж+1)йЯ, + й;+ Яз) При уменьшении Х на выходе усилителя понижается положительное напряжение, и обратная связь осуществляется через резистор 4. В зоне максимального углубления в грунт конденсатор 11 разряжается быстрее, чем уменьшается напряжение на выходе усилителя, и поэтому диод 9 остается открытым. При повышении скорости отскока конденсатор 11 не успевает разрядиться через резистор 8, и диод 9 запирается. Напряжение на выходе устройства уменьшается по зависи- мости П р едм ет,изобретения Устройство для моделирования удара, содержащее операционный усилитель с диодом на выходе, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, в нем параллельно обратной связи усилителя включена цепь в виде соединенных в звезду первого резистора, конденсатора и диода, анод которого через второй резистор соединен с выходом усилителя, а вторая обкладка конденсатора подключена к нулевой шине.. Харьк. фил. пред. Патент Подписное ете Министров СССР