Электронная модель удара

(5) М. Кл. б 0667/ 44/ 2 присоединением заявкиосударстаениы 9 нсматет СССР ае делам нзобретеннй н открытейетень 15 ликовано 25.04. 79.Б ата опубли ни я 30.04.7 вания опи,Опытное конструкторско-технологическое бю Института метаппофизики АН Украинской СС) ЭЛЕКТРОННАЯ МОДЕЛЬ УДАР Наиболее близкой по технической сушности к предлагаемой является эпектронная модель удара, содержащая управпяемый интегратор, первый информационный вход которого подключен ко входу устройства, а выход соединен со входом интегратора,выход которого подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого подкпючен ко входу устройства, а выход соединен со входом блока задержки процесса решения, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственя к вычислите пьть использовано, при имитации диртных средств.е модели удара, пирования движеа и схему дняости вкпючаюИзвестнь содержашие ния тепа длектроннь мо и после удареударной скоры сравнения, реле и зенты ) 1 .ок этих устройств закпо при моделировании утолько упругие свойсгел, но соверщенно иность дифференциации ания по мен щунаю Недостатся в том, чтучитываютсяударяюшихсяется возмож ча ра а с но с трем ляемого и норирупреград ижуше торого и интеграт ностным характеристикам двпа, что заранее предопредеспеударной скорости. Поэтох моделях невозможно попу по про гося т праьпяемо управляюш знак по известнь оответст и выходам ния 2Недос в том, что допимую поспе и пре арную сворость того же з дарная, т.е. невозможно м факт преодопемя преграды.пасс решаемых с помошью ка, что епироо суо ает цепей задач Изобретение относитс ной технике и может бы например, в тренажерах намики движения транспо я управпяюшими входами управнтегратора, инвертор, вход коключен к выходу управляемого а, а выход соединен со входом го следящего интегратора, два их входа которого подключены енно ко второму и третьему пока задержки процесса реше-,ок даннои модели закпючаетс на моделирует удар о непреограду.Бель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования преодоления преграды.Для достижения цели в устройство допопнитепьно введены блок формирования характеристики прочности преграды, первый и второй сумматоры, первый и второй депитепи напряжения, ограничитель и операционный усилитель, один вход которого непосредственно,.а,другой вход через пер 10 вый делитель напряжения подключены к выходу управляемого следящего интегратора, соединенному с одним входом первого сумматора, выход которого подключен ко второму информационному входу уп 15 равляемого интегратора, а другой вход первого сумматора подключен к выходу операционного усилителя, соединенному с первым входом ограничителя, выход котою рого соединен с третьим входом операционного усилителя, а второй вход ограничителя подключен к выходу второго сумматора, один вход которого непосредственно, а другой вход через второй делитель напряжения соединены с выходом блока форми-" рования характеристики прочности преграды вМодель (см. чертеж) состоит из управ-, ляемого интегратора 1, интегратора 2, управляемого следящего интегратора 3, инвертора 4, блока сравнения 5, блока задержки процесса рецения 6, сумматоров 7 и 8, операционного усилителя 9, блока 10 формирования характеристики прочности преграды ограничителя 1 1 и делителей напряжения 12 и 13.На чертеже:9 - текущая скорость движущегося тела40- предударная скорость тела;- послеударная скорость тела;9 - перемещение тела;9 г,координата преграды;- величина, имеющая размерность 45йскорости и являющаяся характеристикой прочности преграды при ударе об нее тела заданной массы.Моедпь работает следующим образом. Под действием возмущающей функции( 1 ), поданой на первый информационный вход управляемого интегратора 1, работающего в режиме Рещение", на его выходе формируется напряжение, которое соответствует текущей скорости, а на выходе интегратора 2 - напряжение, соответствующее перемещению Ц . Одновременно управляемый следящий интегратор 3 отслеживает инвертированное инвертором 4 напряжение на выходе управляемого интегратора 1, В момент удара, т.е, в момент, когда перемещение 9 станет равным заданой координате преграды, сраибатывает блок сравнения 5 и на выходе блока задержки процесса решения 6 формируется одиночная сеуия последовательных сигналов Ц, Я М и Сигналом 3 останавливается процесс решения, управляемый следящий интегратор 3 переводится в режимЗапоминание, а управляемйй интегратор 1 - в режим "Слежение", Емкость в обратной связи интегратора 1 пе,резаряжаегся до значения напряжения, равного напряжению на выходе сумматора 7, которое соОтветствует величине послеуцарной скорости. С выдержкой времени, достаточной цля окончания процесса перезарядки емкости, сигналом й ингеграгор 3 возвращается в режим "Слежение, а с .некоторым интервалом сигналом 13 осуществляется "Пуск" модели.Величина напряжения на выходе сумматора 7 в момент уцара тела о преграцу двояко зависит ог величины выходного напряжения следящего интегратора 3, г.е.двояко зависит ог величины предуцарной скорости.Если в момент удара скорость уела 9 меньше заданной величины 9 , гои суммарное входное напряжение операционного усилителя 9, подаваемое со следяще,го интегратора 3 непосредственно и через делитель напряжения 12, будет меньше суммарного входного напряжения сумматора 8, подаваемого с блока формирования характеристики прочности преграды 10 непосрецсгвенно и через делитель напряжения 13. При этом ограничитель 11 не сработает и на выходе сумматора 7 будет напряжение, соответствующее послеударной скорости.У =Ч - 9 -аЧ = - аЧо о о о(1)Как вицно из формульг(1), в результате удара скоростьтела изменила как величину (пропорционально ксвффициенгу восстановления скорости а ), так и знак, В данном случае удар воспроизводится аналогично тому, как это происходит в известных устройствах, где преграда пред-, полагается непреодолимой.Если же в момент удара скорость гела 9 больше заданной величины 9 п то за счет действия блока ограничения 11 выходная величина операционного усилителя 9 установится на заданном уров 5 658 не 9 в результате чего послеударная скорость будет вычисляться по формуле,=о-и (2)Поскольку по условию имеем Ч Ц , 5 то из формулы (2), следует, что Ц )ОКт. е. послеудврная скорость по знаку совпадаетф с предударной. Этот факт свидегельствуег о том, что преграда преодолена и тело после удара продолжает двигать- . 1 О ся в том же направлении. В момент удара преграда как бы "отбирает" у тела часть запасенной им скорости, не изменяя при этом направления его движения.Нетрудно убедиться, что при Ц :О мо цель не будет воспроизводить удара вообще или, другими словами, преграда преодолима при любой скорости гела, а при Ц =оо будет моделироваться толькоиудар о непреодолимую преграду.Таким образом, предлагаемое устройство при соответствующей настройке блока формирования характеристики прочности преграды позволяет моделировать:а) удар о непреодолимую преграду ( (9 иди Ц - со)б) удар о преодолимую преграду(ЦУ и и Ч = 0)формула изобретенияЭлектронная модель удара, содержащая управляемый интегратор, первый информационный вход которого подключен ко входу устройства; а выход соединен со входом интегратора, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен ко входу40 устройства, а выхсд соединен со входом блока задержки процесса решения, первый,второй и третий выходы которого соединены соответственно с гремя управляющими входами управляемого интегратора, инвертор, вход которого подключен к выходу управляемого интегратора, в выход соединен со входом управляемого следящего инф теграгора, два управляющих входа которого подключены соответственно ко второму и третьему выходам блока задержки процессарешения, отличающаяся тем, что, с целью расширения функпиональных возможностей за счет моделирования преодоления преграды, в нее дополнительчо введены блок формирования характеристики прочности преграды, первый и второй сумматоры, первый и второй делители напряжения, ограничитель и операционный усилитель, один вход которого непосредственно, в другой вход через первый делитель напряжения подключены к выходу управляемого следящего интегратора, соединенному с одним входом первого сумматора, выход которого подключен ко второму информапионному входу управляемого интегратора, а другой вход первого сумматора подключен к выходу операционного усилителя, соединенному с первым входом ограничителя, выход которого соединен с третьим входом операционного усилителя, а второй вход ограничителя подключен к выходу второго сумматора, один вход которого непосредственно, в другой вход через второй делитель напряжения соединены с выходом блока формирования характеристики прочности преграды.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР205387, кл. й 06 б 7/68, 1966.2. Авторское свидетельство СССР438024, кл. й 06 Я 7/48, 1971.658575 Составитель И. ЛебедевТехрец О. Андрейко Корректор В. Синицкая Веселкин Рецак аказ 2059/45ПНИИПИ по 3035, Милиал ПГ 1 П Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 77 Государств елам иаобр сква, ЖПодписноеного комитета СССРтений и открытийРаущская наб., д. 4/5