Устройство для моделирования лентопротяжного механизма

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЛЕНТОПРОТЯЖНОГО МЕХАНИЗМА, содержащее первый интегратор, пер-вый сумматор, датчик силы протягивания ленты, блок задания начальных условий, выход задания начального радиуса ленты, выход которого соединен с первым входом первого, интегратора , усилитель с управляемым коэффициентов усиления, анализатор сигналов , состоящий из генератора шума, блока измерения условной плотности сигналов, головки записи, головки воспроизведения, выход генератора шума соединен с входом головки записи и первым входом блока измерения условной плотности сигналов, второй вход которого подключен к выходу головки воспроизведения, головка записи и головка воспроизведения расположены последовательно по направлению движения ленты, отличайте е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения режимов работы подающего узла, оно дополнительно содержит датчик скорости протягивания ленты, два элемента регулирования натяжения ленты, выполненные в виде пьезокерамических прокладок, карман-формирователь свободной петли ленты, два блока умножения , второй сумматор, второй интегратор , блок деления, блок вычита- . ния, причем выходы задания постоян-ного .крутящего элемента и постоянного момента инерции блока задания начальных условий соединены соответственно с первь1ми входами первого и второго сумматоров, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго блоков умножения, первые входы которых объединены и соединены, с выходом первого интегратора, второй вход первого блока умножения подключен (Л к выходу датчика силы протягивания ленты, выход первого сумматора подключен к первому входу второго интегратора , выход которого соединен с первым входом блока деления, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора, выход блока деления соединен с вторым входом второго интегратора и первым входом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу датчика скорости движения ленты, выход блоел ка вычитания через усилитель с уп41 равляемым коэффициентом усиления соединен с входами пьезокерамичесФ . ких прокладок,а карман-Формирователь свободной петли ленты/ пьезокерамические прокладки, установленные с обеих сторон ленты, датчик скорости движения ленты и датчик силы протяжки ленты установлены последовательно по направлению движения ленты перед головкой записи.

ССЮЭ. СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧ1=СНИХ

РЕСПУБЛИК

1(5Р 0 06 С 7/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ регулирования натяжения ленты, выполненные в виде пьезокерамических прокладок, карман-формирователь свободной петли ленты, два блока умножения, второй сумматор, второй интегратор, блок деления, блок вычитания, причем выходы зада..ия постоян-. ного .крутящего элемента н постоянного момента инерции блока задания начальных условий соединены соответственно с первыми входами первого и второго сумматороВ, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго блоков умножения, первые входы которых объединены и соединены.с выходом первого интегратора, второй вход первого блока умножения подключен к выходу датчика силы протягивания ленты, выход первого сумматора подключен к первому входу второго интегратора, выход которого соединен с . первым входом блока деления, второй Я вход которого подключен к выходу второго сумматора, выход блока деления соединен с вторым входом второго интегратора и первым входом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу датчика скорости движения ленты, выход блока вычитания через усилитель с управляемым коэффициентом усиления М,Д. соединен с входами пьезокерамичес.ких прокладок,а карман-формирователь свободной петли ленты, пьезокерамические прокладки, установленные с обеих сторон ленты, датчик скорости движения ленты и датчик силы протяжки ленты установлены последовательно по направлению движения ленты перед головкой записи. (21) 3513575/18-24 (22) 23.11.82 (46) 30.01.84. Вюл. Р 4 (72) И.М.Зумерис, И.Ю.Скучас и К .М.Рагульскис (71) Каунасский политехнический институт им. Анманаса Снечкуса (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 491992, кл. 6 11 В 5/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 877574, кл, С 06 6 7/48, 1980 (прототип) ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ JIEHT0IIPOTHXHOI 0 NEXAHH3NA, содержащее первый интегратор, пер-вый сумматор, датчик силы протягивания ленты, блок задания начальных условий, выход задания начального радиуса ленты, выход которого соединен с первым входом первого интегратора, усилитель с управляемым коэффициентов усиления, анализатор сигналов, состОящий из генератора шума, блока измерения условной плотности сигналов, головки записи, головки воспроизведения, выход генератора шума соединен с входом головки записи и первым входом блока измерения условной плотности сигналов, второй вход которого подключен к выходу головки воспроизведения, головка записи и головка воспроизведения расположены последовательно по направлению движения ленты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расши-рения функциональных возможностей

sa счет воспроизведения режимов работы подающего узла, оно дополнительно содержит датчик скорости протягивания ленты, два элемента

„Su„„1070574 А

1070574

Устройство относится к электронной технике, а именно к аналоговым моделирующим устройствам, которые могут найти применение при моделировании лентопротяжных механизмов ап- паратов магнитной записи.

Известно устройство для исследования лентопротяжного механизма, содержащее ролики, выполненные с винтоббразными пазами и соединенные механической передачей,.позволяющее моделировать колебания магнитного носителя (13.

Однако данное устройство не позволяет изменять. моделируемые воздействия в лентопротяжном механизме. 15

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство, содержащее анализатор записываемого сигнала, генератор, блок нелинейного сопротивЛения, модулятор, источник постоянного .напряжения, интегратор, пьезоэлектрический двигатель, датчик силы протягивания носителя и сумматор, первый вход которого соединен с датчиком силы протягивания, второй вход — с выходом блока нелинейного сопротивления, третий вход — с выходом генератора, .а выход — с первым входом интегратора, второй вход которого соединен с источником постоянного напряжения, а третий вход и выход соединены с входом блока нелинейного сопротивления и входом модулятора, а выход последнего,подклю ен к пьезокерамиO ческому двигателю (2 1.

Известное устройство позволяет моделировать только структуру и параметры ведущих узлов лентопротяжных механизмов, которые, однако, 40 имеют н другие основные узлы, такие, как подающие, от качества работы которых в основном зависит точность передачи информации в этих механизмах. 45

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей за счет воспроизведения режимов работы подающего узла.

Поставленная цель достигается

50 тем, что в устройство для моделирования лентопротяжного механизма, содержащее первый интегратор, первый сумматор, датчик силы протягивання ленты, блок задания начальных условий, выход задания начального радиуса ленты, выход которого соединен с первым входом первого интегратора, усилитель с управляемым коэффициентом усиления, анализатор сигналов, состоя- 60 щий из генератора шума, блока измерения условной плотности сигналов, головки записи и головки воспроизведения, выход генератора шума сое, динен с входом головки записи и

65 первым входом блока измерения услов ной плотности сигналов, второй вход которого подключен к выходу головки воспроизведения, головка записи и головка воспроизведения расположены последовательно по направлению движения ленты, введены два элемента регулирования натяжения ленты выполненные в виде пьезокерамическйх прокладок, датчик скорости протягивания ленты, карман-формирователь свободной петли ленты, два блока умножения, второй, сумматор, второй интегратор, блок деления, блок вычитания, причем выходы задания постоянного крутящего элемента и постоянного момента инерции блока задания начальных условий соединены соответственно с первыми входами первого и второго сумматоров, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго блоков умножения, первые входы которых объединены и соединены с выходом первого интегратора, второй вход первого блока умножения подключен к выходу датчика. силы протягивания ленты, выход первого сумматора подключен к первому входу второго интегратора, выход которого соединен с первым входом блока деления, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора, выход блока деления соединен с вторым входом второго интегратора и первым входом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу датчика скорости движения ленты, а выход блока .вычитания через усилитель с управляемым коэффициентом усиления соединен с входами пьезокерамических прокладок, а карман-формирователь свободной петли ленты, пьезокерамические прокладки, устаноэленные с обеих сторон ленты, датчик скорости движения ленты и датчик силы протяжки ленты установлены последовательно по направлению движения ленты перед головкой записи.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для моделирования лентопротяжного механизма.

Устройство содержит анализатор 1 записываемых сигналов, состоящий из головок записи 2 и воспроизведения 3, генератор 4 шума и блока 5 измерения условных вероятностей сигналов. В тракте лентопротяжного механизма установлен карман-формирователь б свободной петли ленты, между которым и записывающей головкой .2 установлены последовательно по направлению движения носителя 7 пьеэокерамические прокладки 8 с обеих сторон ленты, датчики скорости 9 движения ленты и силы 10 протягивания ленты.

1070574

Устройство также включает первый интегратор 11, первый 12 и второй 13 сумматоры, первый 14 и второй 15 блоки умножений, блок 16 деления, блок 17 вычитания, блок 18 задания начальных условий; усилитель 19 с управляемым коэффициентом усиления и второй интегратор 20.

Причем выход сумматора 13 подключен соответственно через блоки деле-. ния 16, вычитания 17 и усилитель 19 к пьезокерамическим прокладкам 8. ,Укаэанные прокладки, датчики скорости 9 ленты и силы 10 протягивания ленты установлены в тракте лентопротяжного механизма последовательно по направлению движения магнитной ленты, а выходы этих датчиков соединены соответственно с входами блока 17 вычитания и блока 14 умножения.

Подкатушник, катушка с магнитной лентой и подающий двигатель (c мягкой характеристикой) лентопротяжного механизма аппаратов магнитной записи моделируются следующим образом.

Уравнение движения подающего узла лентопротяжного механизма можно представить в виде (Э +Э (t)3 ILr +ВЧ=М+Т R (4), (1) где 3 — постоянная часть момента инерции подкатушника;

Эк() — момент инерции рулона магнитной ленты, являкщихся функцией времени;

 — коэффициент, характеризующий наклон характеристики двигателя подающего узла;

М - постоянный крутящий момент, приложенный к двигателю подак1цего узла;

Т вЂ” сила натяжения, носителя в рабочем состоянии;

R(+) - радиус ленты в рулоне, являющийся функцией времени.

Так как при работе лентопротяжного механизма количество магнитной ленты в катушке изменяется, то изменяется и ее масса, а в связи с этим и момент инерции Эк . Изменяется также и радиус R в зависимости от количества ленты в катушке, т.е. в зависимости от времени t ..

Решение уравнения :(1) происходит следующим образом.

При помощи датчика 10 измеряется продольное натяжение ленты, т.е. на его выходе появляется сигнал, пропорциональный натяжению. Сигнал поступает на вход первого блока 14 умножения, на другой вход которого поступает сигнал с выхода интегратора ll, пропорциональный радиусу катушки с лентой. Этот сигнал формируется по полокительному напряжению, поступающему с первого выхода блока 18. Если указанное напряжение равно О, а начальными усла виями интегратору 11 заданы величины ()„, то выходной сигнал на его выходе P(t) U„-Ut, т.е. Р, как и

5 в реальных аппаратах магнитной записи, уменьшается с увеличением вре мени. При этом U„ онфэффициент, .пропорциональный начальному радиусу ленты в катушке, à U — коэффициент, 10 зависящий от скорости протягивания магнитной ленты и от ее толщины.

Таким обраэом, на выходе блока 14 умножения формируется сигнал, пропорциональный произведению величины

15 T R, который затем поступает на первый сумматор. 12, на другой вход которого подается другой сигнал с выхода блока 18, пропорциональный .моменту M. Ha выходе сумматора 12 формируется сигнал, пропорционаЛьный сумме напряжения M+TR, поступакщий на первый вход интегратора 20, выход которого соединен с первым входом блока 16 деления и на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный скорости Ч перемещения двигателя подаккцего узла. Для форми-. рования такого сигнала выход блока 16 деления соединен с вторым входом интегратора 11. Таким образом, на его выходе обраэуется суммарный сигнал, пропорциональный М+Тй-ВФ, по уравнению (1) соответствующий величине (Э+ 3 ) 4, интегрируемой инте" гратором 2, для получения на выходе блока 16 деления сигнала, равного Ч . сигнал, равный (3+ 3I,)Ô, делится при помощи блока 16 деления на сигнал, пропорциональный (3+3„) . Он фор- мируется сигналом, поступакщим с вы40 хода интегратора 11, пропорциональным радиусу R, который поступает на . блок 15 умножения, где величина сигнала умножается на саму себя и на его выходе формируется сигнал, про45 порциональный R . Далее сигнал поступает на вход сумматора 13 с учетом коэффициента, пррпорционального массе tn подвижной части моделируемого подающего узла, на другой вход которого подается постоянное напряжение с выхода блока 18, препорциональное моменту инерции 3 .

Таким образом, на другой вход блока 16 деления поступает сигнал, 55 пропорциональный (3+ Ф» = (3+ 3„) °

Сигнал с выхода блока 16 делейия, пропорциональный скорости вращения ротора двигателя подаккцего узла лентопротяжного механизма, поступает на вход блока 17 вычитания, на второй вход которого подается сигнал i с выхода датчика 9 скорости перемещения носителя информации. Эту скорость М задает стационарный ведущий двигатель лентопротяжного меха65 низма.

1070574

На выходе блока 17 вычитания, таким образом, формируется разность между упомянутыми скоростями. Сигнал,с его выхода через усилитель 19 с управляемым коэффициентом усиле .г ния поступает иа вход пьезокерамических прокладок 8, которые, перемещаясь относительно обеих сторон. магнитной ленты, развивают силу сопротивления перемещению носителя информации, пропорциональную величине .входного сигнала, т.е. разности между скоростями носителя Х и двигателя подающего узла 9 . Таким образом, пьезокерамические прокладки способствуют управлению натяжением магнитной ленты, которая увеличивается с увеличением силы сжатия прокладками магнитной ленты и наоборот.

В начальный момент моделирования динамических параметров 3, 5к

В и М подающего узла всегда Ф Х/Р, т.е. носитель движется без натяжения. Поэтому на выходе блока 17 образуется сигнал, который через усилнтеЛь 19 обеспечивает большое сжатие магнитной ленты с обеих сторон при помощи пьезокерамических прокладок 8. Натяжение магнитной ленты в тракте записи-воспроизведения лентопротяжного механизма резко увеличивается, но при этом с выхода датчика 10 поступа. т сигнал, .увеличивающий скорость движения подающего двигателя Ф /уравнение (1), Вследствие этого сигнал, поступающий с выхода блока 17 по амплитуде, . постепенно умежьшается, что непосредственно уменьшает продольное натяжение магнитной ленты. Когда R V будет примерно равно скорости датчика движения магнитной ленты Х, рабо-. та подающего узла и всего лентопротяжного механизма стабилизируется.

Таким образом. чзменяя такие динамические параметры подакицего узла лентопротяжного механизма, как

3,. В, М, можно легко определитЬ оптимальные значения этих параметров по точности передачи информации

Экономичность и эффективность предлагаемого устройства определяется расширением диапазона моделирукщих воздействий параметров лентопротАжного механизма, что экономит время исследования динамики подающих узлов указанных механизмов и обеспечивает более высокую точность при разработке этих узлов и сценке их параметров но точности воспроизведения информации. в лентопротяжных механизмах аппаратов магнитной записи. В качестве критериев точности передачи информации можно испОльзовать обобщенные характеристики качества воспроизведения сигналов по отношению к записываемым сигналам, т.е. информационные . Для этой цели в предлагаемом устройстве используется ана. лизатор записываемых и воспроизводи10 алых,сигналов. Изменение других пара,метров моделируемого подакщего узла (Э,, О и О.,) позволяет исследовать различнь1е тйпы конструкций подкатушника этого узла и определить on35 тимальные геометрические параметры подающей кассеты или магнитной ленты по точности передачи информации я лентопротяжных механизмах.

Таким образом, предлагаемое устройство для моделирования лентопротяжного механизма позволяет плавно и в широких диапазонах изменять величину динамических и конструктивных параметров подающего узла и устанавливать их оптимальные значения по точноети воспроизведения информации в этих механизмах.

В результате использования иэоб.ретения благодаря введению новых блоков и взаимосвязей обеспечивается возможность определения оптимальных величин и допусков динамических параметров подакщего узла лентопротяжных механизмов относительно точности передачи информации в аппаратах магнитной записи, что расширяет функциональные воэможности исследования динамики лентопротяжных механизмов в стадии их разработки.

1070574

Составитель В.Фукалов

Редактор T.ÌeðìåëøTåéí ТехредВ.Далекорей ; Корректор Г. Решетник

Заказ 11684/47 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4