Устройство для моделирования петли гистерезиса

О П И С А Н М - Е ИЗОБРЕТЕН Ия Союз Советских Социалистических Республик/25 Государственный комитет Совета Министров СССР оо делам иэооретений и открытий) Дата опубликования описания 17.02.77 Ю. А. Савиновский(71) Заявитель Горьковский политехнический институт им. А. А. Жданова 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЕТЛИ ГИСТЕРЕЗИСАФ(х), Х 0; Р 2(х), Х .0,Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при моделировании физических систем, включающих элементы с гистерезисом, таких квк упруго-демпфирующие элементы, демпферы (источники трения), магнитные элементы, сегнетоконденсаторы, при любых исходных начальных данных.Известно устройство для моделирования гистерезисв 11). Однако оно не может быть использовано при неустановившихся процессах, в нем нельзя учесть влияние начальных условий.Известно также устройство, содержащее блок задания аргументов, выход которого через блок дифференцирования подключен к входу блока управления, выход которого соединен с управляющим входом ключа, интегратор и функциональные преобразователи, первые входы которых подключены к выходу блока задания аргумента 2, Такое устройство реализует математическую модель гистерезисв в виде где х - входной сигнал;- выходной сигнал устройства.Такое выполнение устройства не обеспечивает необходимую точность моделирования.Цель изобретения - повышение точности моделирования.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 второгофункцнональног преобразователя, причем выход блока перемножения через интегратор соединен со вторыми входами функциональных преобразователей.Предлагаемое устройство реализует математическую модель гистерезиса в следующем виде;ф (ху) х, хо; дх (р (ху) х, хО2причем первое дифференциальное урввнени описывает восходящие ветви, а второе - нисходящие ветви произвольной гистериэиснойпетли как замкнутого, так и разомкнутоготипа.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. бУстройство состоит из блока 1 заданияаргумента, блока дифференцирования 2, блокауправления 3, функциональных преобразователей 4 и 5, ключа 6, блока перемножения7, интегратора 8. 10Сигнал напряжения Х(О с блока 1 заданияаргумента подается одновременно на входблока дифференцирования 2, на выходе которого получается напряжение, пропорциональное производной аргументами , и на первые 1входы функциональных преобразователей 4 и5. Сигнал производной ХЙ) с блока дифференцирования 2 задается одновременно навход блока управления 3, реагирующего только на знак х(1), и на первый вход блокаперемножения 7.При положительном знаке напряжения ХИ)первый вход ключа 6 подключается к выходу первого функционального преобразователя4, выходной сигнал с которого у х,у) черезуправляющий вход ключа 6 поступает на второй вход блока перемножения 7, В результате перемножения получается сигнал (р(х,у)Х,который далее поступает на интегратор 8,Вся схема устройства обхваченаобратнойсвя 30зью путем одновременной подачи выходногосигнала с интегратора 8 на вторые входыфункциональных преобразователей 4 и 5. Навыходе интегратора 8 получается непрерывная восходящая ветвь петли любой необходимой формы,При отрицательном знаке напряженияпроисходит отключение первого входа ключа6 от выхода первого функционального преобразователя 4, а второй вход ключа 6 подключается к выходу второго функциональногопреобразователя 5, выходной сигнал с которого фк ) черезключ 6 поступает на второй вход блока перемножения 7, После перемножения получается сигналср ху)Х, котерыйинтегрируется, в результате чего получается нисходящая ветвь гистереэисной петли. Поуправляющему входу ключа 6, подключенному к выходу блока управления 3, производится переключение ключа 6 в зависимости от знака производной входного сигнала,Формула изобретенияУстройство 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 выходублокаэаданияаргумента, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности моделирования, оно содержит блок перемножения, первый вход которого подключен к выходу блока дифференцирования, второйвхоцсоединен 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 входамифункциональных преобразователей.Источники информации, принятые во вниние при экспертизе:1. Хлебников С. Д. и Подгорный Э. В.Моделирование гистерезисной петли спомошьютриггера, реагирующего на знак производной. -Известия вузов, Электромеханика. 1969,1,с.65,2, Авторское свидетельство СССР,402015, М. кл. О 06 С 7/28,04,01,72.Составитель С. Грс:сэ.:Редактор О, Стенина Техред М. Ликович Корректор Н. БугаковаЗаказ 5137/487 Тираж 864 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4