Устройство для моделирования сухого трения

Сфюэ Советских Социалистнчеси их РесвубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 781844(22) Заявлено 261278 (21) 2702794/18-24с присоединением заявки йо(51)М. Кл. 6 06 6 7/48 Государственный комитет СССР яо делам изобретеииб и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СУХОГОТРЕНИЯ 1Изобретение относится к аналоговойвычислительной технике и может быть использовано при моделировании колебаний механических систем с сухим трением с помощью электрических моделей аналогов прямой аналогии, построенных по второй системе электромехайи" ческих аналогий,Известно большое количество уст" ройств, предназначенных для моделиро" 10 вания элементов сухого трения,приме" няемых в электрических структурных моделях-аналогах. В них используются нелинейные свойства полупроводниковых диодов, усилителей с диодами в цепи 15 обратной связи 11 .Однако структурные модели-аналоги достаточно сложны н требуют для своей работы большое число качественных операционных усилителей. 20Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство по второй системе электромеханическнх аналогий, представляющее собой двухполюсник, состоящий из 25 двух параллельных ветвей, н каждую ветвь которого включены диод и переход коллектор-эмиттер транзистора. Зависимость тока коллектора от напряжения между коллектором и эмиттером 30 при Фиксированном значении тока базывыражается вольтамперной выходнойхарактеристикой транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Такая характеристика имеет начальныйучасток, смещенный в отрицательную,область напряжений между коллекторомн эмиттером на величину, порядка1 В 21,Недостаток такого устройства -снижение точности моделирования характеристики сухого трения из-за значительной нелинейности начальногоучастка характеристики транзисторапри включении его по схеме с общимэмиттером,Цель изобретения - повышение точности моделирования.Для достижения цели в устройстведля моделирования сухого трения, выполненного в виде двухполюсника, "содержащего два транзистора и два диода, катоды которых являются соответствующими выводами двухполюсннка, ааноды диодов соответственно соединены с коллекторами соответствующихтранзисторов, база каждого из которыхсоединена со своим эмиттером черезсоответствующий источник опорногонапряжения, база каждого транзистораподключена к катоду диода, соединенного с другим транзистором,На фиг. 1 представлена принципиальная схема уСтройства; на Фиг. 2статическая характеристика устройства (зависимость тока через двухполюсник от приложенного к его полюсам на 5пряжения); на фиг. 3 - способ включения устройства в электрическую модельаналог колебательной системы с сухимтрением по второй системе электромеханических аналогий.Устройство содержит транзисторы 1,диоды 2, опорные источники 3. Всеэти элементы соединены в двухполюсник 4, Так как устройство представляет собой двухполюсник, состоящий из 15двух параллельных ветвей, в каждую изкоторых включены диод 2 и переход база-коллектор транзисторов 1, то токчерез каждую ветвь зависит от свойствименно перехода база-коллектор. Диоды щ 0Фактически "выбирают" нужный переходдля соответствующей полярности приложенного напряжения и снижают величину обратного напряжения на переход.При приложении к переходу база-коллек 25тор прямого напряжения ("-" к коллектору через диод, "+" к базе) ток через переход определяется вольтамперной выходной характеристикой транзистора, включенного по схеме с общей базой. Из анализа характеристики очевид-Зно, что весь нелинейный начальныйучасток характеристики (+1 В -ОВ) невлияет на характер протекания тока поветви, так как эта ветвь "работает"только при полупериоде напряжения, 35приложенного "-" к коллектору, а "+"к базе. В результате этого ток черезветвь возрастает скачком до значения," определяемого напряжениеммежду эмиттером и .базой (задается опорным источ ником), а затем остается почти постоянным. При смене полярности напряже-" ".ния","приложенного к двухполюснику,ток через него определяется другойветвью, работающей аналогично первой,но имеющей переход база-коллекторвключенный встречно. В результате устройство обладает вольт-амперной статической характеристикой 1, по второйсистеме аналогий наиболее точно моделирующей характеристику элемента куло нова сухого трения.При моделировании колебательнойсистемы с сухим трением устройство(Фиг. 3) работает следующим образом. Синусоидальный сигнал от генератора тока прикладывается к полюсам элемента-аналога сухого трения и формирует ток через параллельные цепи этого элемента. Положительный полупериоднапряжения генератора формирует токчерез правый транзистор 1 и диод 2,включенный для такой полярности в прямом направлении, причем величина токачерез переход база-коллектор транзистора зависит от напряжения опорногоисточника 3, помещенного в цепь базаэмиттер этого транзистора. Отрицательный полупериод напряжения генератораформирует ток через левый транзистор1 и диод 2, включенный для такой полярности в прямом направлении, причемвеличина тока через переход база-коллектор этого транзистора зависит от напряжения своего опорного источника 3,помещенного в цепь база-эмиттер левоготранзистора, Для получения симметричной характеристики ЭДС опорных источников выбирается одинаковой, или вводятся в цепи эмиттер-база транзисторов переменные резисторы, с помощьюкоторых уравнивают токи транзисторов,Таким образом, выполнение устройства в соответствии с изобретениемпозволяет повысить точность моделирования элементов с сухим кулоновскимтрением.Формула изобретения Устройство для моделирования сухого трения, выполненное в виде двухполюсника, содержащего два транзистораи два диода, катоды которых являютсясоответствующими выводами двухполюсника аноды диодов соответственносоединены с коллекторами соответствующих транзисторов, база каждого из которых соединена со своим эмиттером,через соответствующий источник опорного напряжения,о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности моделирования, база каждоготранзистора подключена к катоду диода, соединенного с другим транзистором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 211885, кл. С 06 6 7/18, 1967.2. Авторское свидетельство ССЧРпо заявке Р 2504464/18-24, 1977 (прототип).За П "Патент", 1. Ужгород, ул. Проектная Фил 8143/56 Тираж 751 ВНИИПИ Государствен по делам иэобрет 113035, Москва, Ж, Подписноего комитета СССРий и открытийаушская наб., д. 4/