Устройство для моделирования жесткой механической передачи с люфтом

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ООИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1688 О 23 1 С 06 С 7 ЗОБРЕТЕ НИ И ЕЛЬСТВ СНОМУ С 8 И А тво СС978.о СССР ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ(71) Ульяновский политехнический инсти тут(56) 1. Авторское свидетельс СРБф 752387, кл. С 06 С 7/48, 12. Авторское свидетельствУ 756428, кл. С 06 С 7(48, 1978(54) (57) УСТРОЙСТВО Щ 1 Я МОДЕХИРОВАНИЯ ЖЕСТКОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ СЗЕТОМ, содержащее первый, второй итретий интеграторы, блок заданиямомента потерь на валу двигателя иблок задания момента двигателя,причем выход блока задания момента потерь на валу двигателя подключен кпервому входу первого интегратора,выход которого соединен с первымвходом второго интегратора,о т л ич а ю щ е е с я тем,что, с целью повьииения точности моделирования,в него введены инвертор, блок задания момента нагрузки и потерь на выходномвалу передачи, блок выделения модуля сигнала, инвертор, пороговый элемент, усилитель и реле, один вывод обмотки которого подключен к выходу источника питания, выход блока задания момента нагрузки и потерь на выходном валу передачи соединен с пер вым входом третьего интегратора, выход которого является выходом устройстваЪ и подключен к входу инвертора, выход которого соединен с вторым входом второго интегратора, выход которого через цепочку из последовательно соединенных блока выделения модуля сигнала, порогового элемента и усилителя подключен к другому вь 1 воду обмотки реле, выход блока задания момента двигателя соединен с вторым входом первого интегратора и через замыкающий контакт реле подключен к второму входу третьего интегратора, суюярующая точка первого интегратора через первый переключающий контакт реле первого интегратора соединена с суивврующей точкой третьего интегратора, выход которого через второй переключающий контакт подключен к выходу первого интеграто- раИзобретение относится к средствам аналоговой вычислительной тех 20 ники и предназначено для моделирования жестких механических передачс люфтом при исследовании электро-5механических систем автоматическогоуправления,Известно устройство для моделирования механической передачи слюфтом, содержащее интеграторы, блокзадания нелинейностей, блоки задания моментов, усилители и ключевыеэлементыЭто устройство обладает недостаточной точностью моделирования5иэ-за неучета явления удара привыбор е люфт а в же ст кой пер е даче .Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсяустройство дпя моделирования жесткой механической передачи с люфтом, содержащее блок задания нели -нейности, вход которого подключен квыходу первого интегратора, первыйвход которого соединен с выходомвторого интегратора, первый входкоторого подключен к выходу первогоблока задания момента и к первомувходу первого ключевого элемента,выход которого соединен с первым вхо 30дом третьего интегратора, второйвход которого подкпючен к выходувторого блока задания момента,второй вход второго интегратора соединен с выходом второго ключевогоэлемента, блок коррекции и дискрими- З 5натор, выход которого подключен ктретьим входам второго и третьегоинтеграторов, к второму входу первого ключевого элемента, к первомувходу второго ключевого элемента и40к первому входу блока коррекции,выходы которого соединены с четвертыми входами второго и третьегоинтеграторов, выход второго интегратора подключен к второму входу45блока коррекции, третий вход которого соединен с выходом третьегоинтегратора и с вторым входом первого интегратора, выход блока заданиянелинейности подключен к первомувходу дискриминатора, второй и третийвходы которого соединены с выходами блоков задания момента, второйвход втогого ключевого элементаподключен к выходу второго блока 55задания момента Г 23.Известное устройство обладаетнедостаточной точностью моделирования, так как условие равенствакинетических энергий в нем моделируется приближенно - с помощьюФункционального преобразователя .Цель изобретения - повьппениеточности моделирования.Указанная цель достигаетсятем, что в устройство для моделирования жесткой механической передачи с люфтом, содержащее первый,второй и третий интеграторы, блокзадания момента потерь на валу двигателя и блок задания момента двигателя, причем выход блока задания момента потерь на валу двигателя подключен к первому входу первогоинтегратора, выход которого соединенс первым входом второго интегратора введены инвертор, блок задания момента нагрузки и потерь навыходном валу передачи, блок выделенния модуля сигнала, инвертор,пороговый элемент, усилитель и реле, одинвывод обмотки которого подключен квыходу источника питания, выходблока задания момента нагрузки ипотерь на выходном валу передачисоединен с первым входом третьегоинтегратора, выход которого является выходом устройства и подключен квходу инвертора, выход которого соединен с вторым. входом второго интегратора, выход которого через цепочку из последовательно соединенныхблока выделения модуля сигнала,порогового элемента и усилителя подключен к другому выводу обмоткиреле, выход блока задания моментадвигателя соединен с вторым входомпервого интегратора и через замыкающий контакт реле подключен к второму входу третьего интегратора,суммирующая точка первого интегратора через первый переключающийконтакт реле первого интеграторасоединена с суммирущцей точкойтретьего интегратора, выход которого через второй переключающий контакт подключен к выходу первого интегратора,На чертеже представлена схемаустройства.Устройство для моделированияжесткой механической передачи слюфтом включает первый и третийинтеграторыи 2, конденсаторы 3 и4, инвертор 5, второй интегратор 6,стабилитроны 7 и 8,блок 9 выделе-,ния модуля сигнала , пороговый10880 элемент 10, выполненный в виде стабилитрона,усилитель 11 ,выполненный на транзисторе, реле 12 с контактами 13- 15, блок 16 задания момента двигателя, блок 17 задания момента потерь на валу двигателя, блок 18 задания момента нагрузки и потерь на выходном валу передачи, резисто-; ры 19-24, источник 25 питания, конденсатор 26, усилитель 27 и диоды 28, оУстройство работает следующим образомм.В исходном состоянии обмотка реле 12 обесточена, его контакты 13 разом" кнуты, а контакты 14 и 15 находятся в верхнем положении, т,е. конденсатор 3 подключен в цепь обратной связи усилителя 1.При появлении входного сигнала 0 модулирукщего момент двигателя М , на юходе интегратора 1. появляется напряжение, пропорциональное ы, моделирующее скорость первой массы в соответствии с уравнениемИ -ЬИ = 1й4.23(2) ЬЧ 2 В, т,е, ЬУЗ 20 В,вновь достигается насыщение интегратора 6, ио уже другого знака,на блоке 9 выделения модуля сигнала Упоявляется напряжение того же знака, что и при нарастании напряжения 0 вновь пробивается стаби 1 флитрон 1 О, открывается транзистор 11,срабатывает реле 12, опять конденНа первом входе интегратора 6 появляется напряжение 0 , моделирунщее процесс выбора люфта в соответствии с уравнением30 которому соответствует уравнение для выходного напряжения интегратора 6ЬП - ---- Цае(4)8 К,Б, фгде 0 - уровень насыщения интеграВтор а, определяемьй велйчиной пробоя стабилитронов;г) - масштаб скорости и 31;В - величина половины люфта ва),угловх единицах; К .С - параметры третьего интегра 3 й Ьтора.При входе интегратора 6 в насыщение пробивается элемент 10 с зоной нечувствительности, выполненный также на стабилитроне,открывается транзистор 11 и по обмотке 12 реле протекает ток.Реле срабатывает, эаникает свои контакты 13, подключая первый. вход второго интегратора к блоку б задания момента двигателя И,и перебрасывает переключающие контакты 23 ф14 и 15, тем самм соединяя параллельно конденсаторы 3 и 4.Теперь на выходе интегратора 2 появляется напряжение 0,:д 11 г, моделирукщее скорость о) в соответствии с уравнением ди)г11-И -ЬИ=(1+ Т ) --- (5)А с 12 1 Т 2 аФВ момент срабатывания реле 12 происходит перераспределение апряжения между конденсаторами 3 (величиной С) и 4 (величиной С 21 в соответствии с условием1 2 С 10 Сг Бг (С+С )Б+,7 (6)2 . 2 2которое соответствует условию равенства кинетических энергий обеих масс в момент замкания люфта1 ц1 аг 1+1 г)щ2(7)2 2 2Тем саым производится качественно н количественно точное нк)делирование явления удара в момент выбора люфта. Теперь на входах интегратора 6 действует разность напряжений Б 1- Юг. При изменении момента двигателя до нуля или на обратное по знаку значение интегратор 6 тотчас выходит из насыщения, и реле 12 возвращается в исходное состояние, конденсатор 3 переключается на интегратор 1, контакты 13 размыкаются. Начинается процесс торможения, который описывается уравнениями Зьа- И -ЬМ1А 1 1 Ю-М-ДИ 1 --с г г и.Выбор люфта теперь подчинен условиюЬЧ (м-ш ) йй, (9) которому соответствует уравнение для интегратора 6аца - ----(и - .и ) асР)12Когда будет выбран люфт,т.е.при условиисатор 3 перебрасывается на интег ратор 2,опять происходит перераспределение напряжений в соответствии с условием (6), а процесс изменения напряаения на интеграторе 2 соответ ствует,следукщему уравнению движуф 22- И - М-ЬМщ (1+1 ) -- - О)А С 2 1ЙС Использование предложенного устройства позволяет автоматическиучитывать изменение начальных условий при входе передачи в люфт и находе из него и при этом моделировать явление удара при выборе люФта как при разгоне,так и при торможении, что повышает точность моделирования.