Электронная модель люфта

наты через . и. Силу, действук- гцую на ось с координатой )ь обозначим через М . Эта величина эквивалентна моменту, если заменить поступательное движение врашательным; поэтому в дальнейшем будем говорить только о моментах. Со стороны цилиндра па поршсиь действует момент реакции М который направлен влево, ес;и поршень пряжа-) к правой степке цилиндра (т. с.Е)прижат к левой стенке цилиндраЕт. е. ",), - -, На ось с коор)динатой ) действует момент реакции, противоположныи по знаку и равный по величине. Кроме того, на ось 2 действует момент нагр зки М.Приняв знаки величии такимн, какими онн указаны на фиг. 1, можно записать, чтоЛ)1,) О при:, = оа -)Уравнения рассматриваемой системы (без учета демпфериого момента на оси ) оудут иметь вид.)Иь - .)ИЖ 212=)И, - ,ИЕсли гси сцсплсиь, т с,Е) д 2 б 2с 12 т),Ж 2 ,")Сложив уравнения (2) н сделав подстановку для ь согласно ( а), и- лучимУ,12 ,)И,. - )И. (1СХ 2ЕПри расцепленных осях с," .,)момент Мстановится равным нулю и, следовательно, уравнения (2)будут иметь види1, :=Я,Д 22 - =2 - :и(-1))".2 1 )1 сли,2=0 т ппи ого)тствни с)- кого трения на второй осн, при отличном от нуля М , ускорение ес бесконечно велико, то зидпо из второго уравнения (4) .Поэтому, если не учссть сил сухого трения, ось , будет с бесконечно большим ускорением переходить из положения, характеризуемого равенЕством ,:22- в положение).,- , и наоборот. Следователь 4)ио, ввиду отсутствия конечных промежутков времени, в течение которых имело бы место неравенствот.,о, - -о с" -. зависимость меж)ду , и 2 для этого вырожденного случая можно записать в виде)2 , , 1 И) (д 1 (график зависимости ,. (М) показан на фиг. 2), Действительно, если )И О, то ось с координатой начинает двигаться с бесконечно большим ускорением вправо и поршень В прижимается к левой степке цилиндра Л (фиг. 1). Величины и о 2 оказываются связанными равеиством 2 = , + - , Если же)И,) О, то поршень В прижимается и:равой стенке цилиндра Л и О 22:), ---ЛПри наличии иа валу с координатовяомс та сухого трения, останавливаюгцего этот ва,т, как только ои расцепляется с первым валом (с коордииатои), зависимость величины 2 оть соответствует графику, показанному на фиг. 3. Если сначала= -= О, а затем увеличивается (фиг. 1), то пока( Е, ва. с координатой 2 не двигается и . = О. Следовательно, точка Н:2) на плоскости будет двигаться по прямой ОА. Затем приЕвал с координатой ), начнет двигаться, причем будет иметь место равенствоЕ2Движение в этом случае происхотит по прямой ЛВ. Если теперьначнет уменьшаться, то Г цс изменится, пока весь люфт Е цс буде" выбран, т. е. пока изображающая точка не дойдет до положения С. Дальнейшее движение пойдет по линии СОЕРА, уравнение которой имест вилГ1Г)Электронная модель люфта (фиг, 4) при отсутствии сухого трения и момента инерции на ведомом валу состоит из четырех решающих усилителей У, У, УУи огра цичитсля ца диодцых элементах Л) и Л 2.Решающие усилители прсдставля. ют собой усилители постояшюго то ка с глубокой отрицательной обрат. ной связью с цечетць 1 м числом кас кадов.Величина коэффициента усиления этих усилителей в разомкнутом состоянии должна быть большой (най пример, 5000) . Отношение/с)(фиг. 4) выбирается порядка нескольких сотен (цацрцмср, 200 - .300 или более).Величина люфта Е представляет ся в виде напряжения, снимаемого с потенциометра Р; величина момента нагрузки М, - в виде напряженияГ пропорционального этому моменту, которос подается ца вход усилителя У.Ниже часто упоминается о различных величинах Е, ъ и 2, вместо которых следует представлять себе пропорциональные им напряжения.Работа устройства протекает слелующим образом.Если напряжение 1/. О, то при возрастании абсолютного значения этого напряжения величина выходного напряжения на выходе усилителя Убудет возрастать до тех пор, пока потенциал точки А не дойдет доЕ- . В этот момент диод Л, нач)цет проводить, в результате чего потенциал точки А пе может поднятьЕся выше величины +Если же напряжение Г) О, то при возрастании его величины выходное напряжение усилителя Убу ЕГ)Е ),(,), К о,и с), 11 о, глеК=1.ьЕ Если величина -++ -- Ь, немного меньше нуля, то напряжение 1,), станет много больше дет уменьшаться до тех пор, покапотенциал точки А не дойдет доЕ- . В этот момент начнет прово)дить диод Л), в результате чего потенциал точки А не может опуститьЕся ниже величцны - - - .)Следовательно, завцсимость потенциала точки А от ( почти соответствует кривой, показанной на фиг, 2;однако, участок бескоцечно большого наклона заменен участком чрезвычайно крутого наклона, что придостаточной величине крутизны несоздает заметной погрешности,Основными частями электронноймодели люфта прц наличии сухогогрения ца ведомом валу (фиг. 5) являются: решающие усилители У-и У, диодцые элементы,/7, и Лнаходящиеся в цепи обратной связи,ц конденсатор С.й;,тцошенис, в решающих усилителях Уи Увыбираетсяпорядка нескольких сотен (например, 200 - 300) или более. Величиналюфта я представляется в виде напряжения, снимаемого с потенциометра Р.Работа устройства протекает следующим образом. Предположим(правильность этого допущения видна будет цз последующего изложения), что выходное напряжение катодного повторителя Л. пропорционально углу .) поворота второговала,Как это видно из схемы (фиг, 5),ца вход усилителей Уи Уподаются напряжения, пропорциональЕ ) Ецы-- ,и"., - оНа выходе этих усилителейцри этом получаются напряжениянуля, ибо К,) 1, диод Л цачцст проводить и через,катодные повторители Л; и Л) осуществится подача напряжения, пропорционального углу поворота ., на вход усилителя У; причем величина ; автоматически подравнивается так, чтобы приблизительно осуществилось равенство0;)точность осуществления этого равенства, т. е. малость величины 1 зависит от величины коэффициента К чем больше К, тем меньше 1.Если же величина ) -- . .+Е112 немного больше пуля, то)напряжение с 1, (и в этом случае К З 1) станет много больше пуля. В этом случае на шет проводить уже диод Л,.Снова величина , будет автоматически подравниваться так, чтобы приблизительно выполця, ось равенство)Точность поддержания этого равенства зависит от величины К, чем больше К тем меньше .ЕслитоС, К О, с.,., ) О.Конденсатор С в этом случае цебудет ци заряжаться, ни разряжаться через диоды Л, и Л 2, т. е. напряжение на конденсаторе как бы застывает.Выходное напряжение катодцогс)повторителя Л 4 (потенциал точки М) также остается постоя цым ц равным значению о 2, которос имело место в момент застыва ия.Таким образом, зависимость =/( соответствует фиг. 3.Электронная модель динамическойсистемы с люфтом, описываемая уравнениями (2) и (1 а), состоит из 8 решающих усилителей У- Уи диодцых элементов Л и Л, стоящих в цепи обратной связи (фиг. 6).Работа устройства протекает следующим образом. Допустим, что потенциал точки Л)равен (точцее пропорционален) величине Мо, удовлетворяющей условиям (2), Каким образом это получается, будет видно пз последующе 1 о Злоиеци 5.Уравнение блока ., (будем называть блоком , часть схемы с выходным напряженнем .), состоящуюиз двух ицтегрирук)щих усилителейУи У), прс подачеа его входсуммы М - Мимеет видц- сс,-- ). (ММ,сгде ) = сопя определяется значениями емкостей СсС, ц сопротивлений ЯЯ. Это уравце це тождественно второму из уравнений (2).Блок ), (вырабатывающий координату ,) состоит из двух звеньев- -иперциопцого и иггегрирующего, построенных ца усилителях У-:1 цУ.Одно из звеньев как в блокетак и в блокеможет быть инерционным, если требуется учет демпфируюсцего момента, пропорциональсйного - (в блоке ) демпфируюсйщий момент в первом уравнении системы (1) задается сопротивлениемЯз)11 а входы суммирующих звеньев,построенных ца усилителях У-б иУ-б, подаются ссютветственно на.1-: Гпряжсция .,и ь,с)- -,На входах этих звеньев при этомпоявляются напряжения:Е) 2 1" )9Здесь К; 1.Эти напряжения через диоды Л, иЛпоступают на вход усилителяУ, выходное напряжение которогоинвсртируется усилителем У,Лвалогичссо схеме на фиг. 5 прис 1 0 включает я канал с 1), а прис 1,0 канал с),.1.В случае же (- ),) ( -обаканала не работают, и а выходе инвертора У(точка У) величина М)равна нулю, что ц требуется условиями (2) и (4))знаку и немного отличается от нуля.Напряжение У на выходе суммирующего усил ителя Увследствие того, что К ., 1 будет . згачительно больше нуля. Диод Л, начнет проводить, и величина М, благодаря этой обратной связи будет автоматически подравниваться так, чтобы осуществлялось уравнение (2) при усло 1,"вин , - ч- 1 При этом величина М должна быть цогожитсльпа, что как раз и достигается схемой. Действительно, регулирование осуществляется через канал оо)ятпой связи с додом Л, и потенциал точки Ь ожет быть либо нулем, либо положигс,ьной величиной.Чем выше зцачсцис К, тем точнеесоб.;погаютсуран;еция движения.Лцагогичнос положение им .ет место при регулировании по каналу диода Л когда . )Предмет изобретен ия 1. Электронная модель люфта силемы из ведмоо и ведущего звеньев, содержащая диодцыс ограцичит.- ли, о т л и ч я ю и, я я с я тем. чт ч с с.ью у .тя сухого трения "я всгоо звене и повышеция стай: гьц- сти и точюсти в чсгп, оца вь:. . и. са го компецсацюццой схеме, кяалами обратной связи, в которыхя ходятся чкяя. ыс тиоы ц еоденсатор или интегрирующее звено, напряжение ца котором остается неизменным, когда каналы прекращают свою работу, т. е. с момента изменения знака производной координаты ведупего звена и до выбора люфта.2. Электронная модель люфта по и. 1, о т л и ч а ю щ и я с я тем, что, с целью учета момента инерции моделируемой системы при отсутствии сухого трения ца ведомом звене, и каналы обратной связи включена моделирующая ведомое и ведущее звено система электронных усилителей постоянного тока так, что оба канала пе работают, когда моделируется расцепленцс звеньев, и связывают между собой обе части системь при моделировании сцепления звеньсв.3. Элекгроццяя модель люфта по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью учета момента инерции ведомого звена, диоды модели вкгк- чсцы австрсчу друг другу и ца электроды их с одной стороны (анод первого и катод второго) подаются напряжения, пропорциональцыс велицце люфта: с соответствующими знаками, а с другой стороны через усилитель постоянного ток с коэффициентом усиления много большиги единицы, подастся напряжение, пропорциональное моменту (или силе) М . действующему па ведомое звеио так, что ца выходе схемы образуется япряжецие:- цп М,