Устройство для моделирования жесткой механической передачи с люфтом

 

yCTPOftCTBO ДГШ ШДЕЛ11РОВАтЯ ЖЕСТКОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ С ЛЮФТОМ, содержащее первый, второй и третий интеграторы, блок задания момента потерь на валу двигателя и блок задания момента двигателя,причем выход блока задания момента потерь на валу двигателя подключен к первому входу первого интегратора, выход которого соединен с первым входом второго интегратора,о т л ичающее ся тем,что, с целью повьпиения точности моделирования,в него введены инвертор, блок задания мо .мента нагрузки и потерь на выходном валу 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 первым входом третьего ннтегратор а, выход которого является выходом устройства 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 вь1воду обмотки реле, выход блока задания момента двигателя соединен с вторым входом первого интегратора и через за« 1каю1цкй контакт реле подключен к второму входу третьего интегратора, суг адрующая точка первого интегратора через первый переклюО 00 00 чающий контакт реле первого интегратора соединена с суммирующей точкой третьего интегратора, выход которого через переключакший контакт о подключен к выходу первого интеграто1ч9 ра. СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„1688О23 р1 > G 06 G 7/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф: б (21) 3440124/18«24 (22) 18. 05. 82, (46) 23.04. 84. Бкл. У 15 (72) М. А. Боровиков (71) Ульяновский политехнический инсти тут (53) 681. 333 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 752387, кл. С О& G 7/48, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

N"- 75&428, кл. G 06 С 7/48, 1978 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО Щ1Я 1ЮДЕХИРОВАНИЯ ЖЕСТКОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ С

ЛОФТОМ, содержащее первый, второй и третий интеграторы, блок задания момента потерь на валу двигателя и блок задания момента двигателя,причем выход блока задания момента потерь на валу двигателя подключен к первому входу первого интегратора, выход которого соединен с первым входом второго интегратора,o 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 выходном валу 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 первым входом третьего интегратора, выход которого является выходом устройства

° Ъ и подключен к входу инвертора, выход которого соединен с вторым входом второго интегратора, выход которого через целочку из последовательно соединенных блока выделения модуля сигнала, порогового элемента и усилителя подключен к другому вь1воду обмотки реле, выход блока задания момента двигателя соединен с вторым входом первого интегратора и через замыкающий контакт реле подключен к второму входу третьего интегратора, суж ирующая точка первого интегратора через первый переключающий контакт реле первого интегратора соединена с суиьырующей точкой третьего интегратора, выход которого через второй переключающий контакт подключен к выходу nepsoro интегратора.

108802 3

Изобретение относится к сред- ствам аналоговой вычислительной тех20 ники и предназначено для моделирования жестких механических передач с люфтом при исследовании электро-

5 механических систем автоматического управления.

Известно устройство для моделирования механической передачи с люфтом, содержащее интеграторы, блок задания нелинейностей, блоки задания моментов, усилители и ключевые элементы (1:«.

Это устройство обладает недостаточной точностью моделирования !

5 иэ-за неучета явления удара при выбор е люфт а в же ст кой пер е даче .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования жесткой механической передачи с люфтом, содержащее блок задания нели— нейности, вход которого подключен к выходу первого интегратора, первый вход которого соединен с выходом второго интегратора, первый вход которого подключен к выходу первого блока задания момента и к первому входу первого ключевого элемента,выход которого соединен с первым вхо30 дом третьего интегратора, второй вход которого подкпючен к выходу второго блока задания момента,второй вход второго интегратора сое.— динен с выходом второго ключевого элемента, блок коррекции и дискрими- З5 натор, выход которого подключен к третьим входам второго и третьего интеграторов, к второму входу первого ключевого элемента, к первому входу второго ключевого элемента и

40 к первому входу блока коррекции, выходы которого соединены с четвертыми входами второго и третьего интеграторов, выход второго интегратора подключен к второму входу

45 блока коррекции, третий вход которого соединен с выходом третьего интегратора и с вторым входом первого интегратора, выход блока задания нелинейности подключен к первому входу дискриминатора, второй и третий входы которого соединены с выходами блоков задания момента, второй вход втогого ключевого элемента подключен к выходу второго блока 55 задания момента Г23.

Известное устройство обладает недостаточной точностью моделирования, так как условие равенства кинетических энергий в нем моделируется приближенно — с помощью функционального преобразователя .

Цель изобретения — повьппение точности моделирования.

Указанная цель достиraeтся тем, что в устройство для моделирования жесткой механической передачи с люфтом, содержащее первый, второй и третий интеграторы, блок задания момента потерь на валу двигателя и блок задания момента двигателя, причем выход блока задания момента потерь на валу двигателя подключен к первому входу первого интегратора, выход которого соединен с первым входом второго интегратора« введены инвертор, блок задания момента нагрузки и потерь на выходном валу передачи, блок выделен ния 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 первым входом третьего интегратора, выход которого является выходом устройства 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 выводу обмотки реле, выход блока задания момента двигателя соединен с вторым входом первого интегратора и через замыкающий контакт реле подключен к второму входу третьего интегратора, суммирующая точка первого интегратора через первый переключающий контакт реле первого интегратора соединена с суммирунщей точкой третье го интегратора, выход которого через второй переключающий контакт подключен к выходу первого инте гр атор а.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для моделирования жесткой механической передачи с люфтом включает первый и третий интеграторы и 2, конденсаторы 3 и

4, инвертор 5, второй интегратор 6, стабилитроны 7 и 8,блок 9 выделе-, ния модуля сигнала, пороговый

10880 элемент 10, выполненный в виде стабилитрона, усилитель 1 1, выполненный на транзисторе, реле 12 с контактами 13-15, блок 16 задания момента двигателя, блок 17 задания момент а потер ь на в алу дви гателя, блок

l8 задалия момента нагрузки и потерь на выходном валу передачи, резисто-; ры 19-24, источник 25 питания, конденсатор 26, усилитель 27 и диоды 28. 1О

Устройство 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 U модулирукщего момент двигателя М, на выходе интегратора l.появляется напряжение, пропорциональное ы1, моделирующее скорость первой массы в соответствии с уравнением

И-hN-- I и >>

4 1 at

И1 Lu1 dt, (2) 35

45

ЬЧ. 2В, т,е. hU 2U, вновь достигается насыщение интегратора 6, ио уже другого знака,на блоке 9 выделения модуля сигнала U3 появляется напряжение того же знака, что и при нарастании напряжения U вновь пробивается стаби1 литрон 1О, открывается транзистор 11, срабатывает реле 12, опять конденНа первом входе интегратора 6 появляется напряжение 01, моделирукщее процесс выбора люфта в соответствии с уравнением

30 которому соответствует уравнение для выходного напряжения интегратора 6

aU - — — — — UÄat ! (3)

3 R C

Стабилитроны 7 и 8 выбраны из условия!

>>

U — --- В

1 (4)

R3 85 где U — уровень насыщения интеграВ тор а, опр еделяемьФ велйчиной пробоя стабилитронов; г „> - масштаб скорости из.;

 — величина половины люфта в

И>1 угловых единицах;

К .G — параметры третьего интегра3t Ь тора.

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, эаиакает свои контакты 13, подключая первый вход второго интегратора к блоку !б задания момента двигателя И,и перебрасывает переключающие контакты

23 4

l 4 и 15, тем сам>ам соединяя параллельно конденсаторы 3 и 4.

Теперь на выходе интегратора 2 появляется напряжение 0,„:= U моделирукщее скорость и> в соответствии с уравнением дшг

11 - И -hler =(I + Т ) — — — (5)

А С .1= 1 т2

В момент срабатывания реле 12 происходит перераспределение hanpsжения между конденсаторами 3 (величиной C1 ) H 4 (величиной С 2 } в соответствии с условием

2 2

С q U1 С z Uz (С +С )U — — — -+ —— 1 g 2 (6)

2 2 2 которое соответствует условию равенства кинетических энергий обеих масс в момент эамакания люфта

I " г I1+Iz г 2 2 г л (7)

2 2 2

Тем са>ым производится качественно н количественно точное вк>делирование явления удара в момент набора люфта. Теперь на входах интегратора

6 действует разность напряжений

U1- U2. 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 l контакты 13 размакаются.Начинается процесс торможения, который описывается уравнениями

Зов — И -ЬМ I

А 1 13t (8}

dldz

-М-ДИ Т вЂ”вЂ”

С. 2 2 И

Выбор люфта теперь подчинен условию

CLV1- (Ш1 Ш2) at (9) которому соответствует уравнение для интегратора 6

av — — — — ((и — u > ас

К.С 2

Когда будет выбран люфт,т.е.при условии сатор 3 перебрасывается на интег ратор 2,опять происходит перераспре деление напряжений в соответствии с условием (6), а процесс изменения напряжения на интеграторе 2 соответствует,следукщему уравнению движед 2

- И вЂ” М -3".t = (I.+I ) — — - (1!)

A С 2 1 2 Д

Использование предложенного устройства позволяет автоматически учитывать 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.

IlIlI, г.Уанород, ул.Проекгная, 4

ВащПЩ Заказ 2675/47 Тиран 699 По щисное

«и