Электронная модель удара

 

О П И С А Н И Е 11,658575

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ

Союз Соввтскии

Социалистичвски»

Рвслублмк (6l) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 01. 04. 77 (21) 2469544/1 8-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 25.04. 79.Бюллетень Ме 15

Дата опубликования описания 30.04.79

2 (5!) М. Кл.

G 06 G 7/48

Государстаениы9 комитет

СССР оо делам изооретоиий и открытий (53) УДК 681.333 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю. Н. Спичек и А. С. Яременко, Опытное конструкторско-технологическое бюро

Института метаппофизики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОННАЯ МОДЕЛЬ УДАРА

Изобретение относится к вычислите пьной технике и может быть использовано, например, в тренажерах при имитации динамики движения транспортных средств.

Известны электронные модели удара, содержащие схему моделирования движения тепа до и после удара и схему дпя задания поспеударной скорости, вкпючающую элементы сравнения, реле и запоминающие эпементы (1) .

Недостаток этих устройств закпючает- 10 ся в том, что при моделировании удара учитываются только упругие свойства соударяющихся тел, но совершенно игнорируется возможность дифференциации преград по прочностным характеристикам движуще-1 гося тела, что заранее предопредепяет знак госпеударной скорости. Поэтому на известных моделях невозможно попучить поспеударную сворость того же знака, что и предударная, т.е. невозможно моделировать факт преодопеная преграды. Это сужает кпасс решаемых с помощью этих модепей задач.

Наиболее близкой по технической сущности 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 соответственно с тремя управляющими входами управляемого интегратора, инвертор, вход которого подключен к выходу управляемого интегратора, а выход соединен со входом управляемого следящего интегратора, два управляющих входа которого подключены соответственно ко второму и третьему выходам блока задержки процесса реше-, ния (2)

Недостаток данной модели заключается в том, что она моделирует удар о непреодопимую преграду. цепь изобретения — расширение функционапьных возможностей устройства за счет моделирования преодоления преграды.

Дпя 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 пер1О вый депитель напряжения подкпючены к выходу управляемого слецящего интегратора, соединенному с одним входом первого сумматора, выход которого подклк чен ко второму информационному входу уп15 равпяемого интегратора, а другой вход первого сумматора подключен к выходу операционного усилителя, соединенному с первым входом ограничитепя, выход кото20 рого соединен с третьим входом операционного усипителя, а второй вход ограни читепя подключен к выходу второго сумматора, один вход которого непосредственно, а другой вход через второй депитепь напряжения соединены с выходом блока форми-" рования характеристики прочности преграды °

Модепь (см. чертеж) состоит из управ-, ляемого интегратора 1, интегратора 2, управляемого следящего интегратора 3, инвертора 4, блока сравнения 5, бпока задержки процесса решения 6, сумматоров

7 и 8, операционного усилителя 9, блока

10 формирования характеристики прочности преграды ограничитепя 1 1 и делителей напряжения 12 и 3.3.

На чертеже:

Ц - текущая скорость движущегося теда»

9 — предударная скорость тела; .О

- послеударная скорость тела;

Ц - перемещение тела;

9г, --координата преграды; величина» имеющая размерность

A скорости и являющаяся характеристикой прочности преграды при ударе об нее тепа заданной массы.

Моедпь работает спедующим образом.

Под действием возмущающей функции (), поданой на первый информационный вход управляемого интегратора 1, работающего в режиме Решение", на его выходе формируется напряжение, которое соответствует текущей скорости 9, 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 g,,сраЙ батывает блок сравнения 5 и на выходе блока задержки процесса решения 6 формируется одиночная сеуия последовательных сигналов U Я,, М и Сигнапом i3 останавливается процесс решения, управляемый следящий интегратор 3 переводится в режим Запоминание, а управпяемйй интегратор 1 - в режим "Слежение . Емкость в обратной связи интегратора 1 пе,резаряжаегся до значения напряжения, рав ного напряжению на выходе сумматора 7, которое соотвегствуег величине послеуцарной скорости. С выдержкой времени, достаточной цля окончания процесса перезарядки емкости, сигналом R ингеграгор 3 в озв раша е тся в режим " Спежен ие, а с .некоторым интервалом сигналом U oey ществляется "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

Ц меньше заданной величины Ц, го и суммарное входное напряжение операционного усилителя 9, подаваемое со следяще,го интегратора 3 непосредственно и через делитель напряжения 12, будет меньше суммарного вхоцного напряжения сумматора 8, подаваемого с блока формирования характеристики прочности преграды

10 непосрецсгвенно и через делитель нап ряжения 13. При этом ограничитель 11 не сработает и на выходе сумматора 7 будет напряжение, соответствующее поспеуцарной скорости.

Ц =Ц -9 -a× = — ag

К 0 О О о (1)

Как вицно из формульг» (1), в результате удара скорость тела изменила как величину (пропорционально ксэффициенгу восстановления скорости a ), 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 9п то за счет действия блока ограничения

11 выходная величина операционного усилителя 9 установится на заданном уров5 658 не Ц,, в результате чего послеударная скорость будет вычисляться по формуле (2)

Поскольку по условию имеем Ч„> ц„, 5 то из формулы (2), следует, что Ц >О

К т. е. послеударная скорость по знаку совпадает. с предударной. Этот факт свидегельствуег о том, что преграда преодолена и тело после удара продолжает двигать- . 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 =-Q мо- цель не будет воспроизводить удара вообще или, другими словами, преграда преодолима при любой скорости гела, а при

Ц =оо будет моделироваться только и удар о непреодолимую преграду.

Таким образом, предлагаемое устройство при соответствующей настройке блока формирования характеристики прочности преграды позволяет моделировать:

a) удар о непреодолимую преграду (о п и )п ) 5 б) удар о преодолимую преграду (Ц >У них =О)

Формула изобретения

Электронная 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 входу

40 устройства, а выхсд соединен со входом блока задержки процесса решения, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с гремя управляющими входами управляемого интегратора, инвергор, вход которого подключен к выходу управляемого интегратора, а выход соединен со входом управляемого следящего ине геграгора, два управляющих входа которого подключены соответственно ко второму и третьему выходам блока задержки процесса решения, о г л и ч а.ю щ а я с я тем, ".òî, с цепью 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, а другой вход через первый делитель напряжения .подкпючены 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, а другой вход через второй делитель напРяжения соединены с выходом блока формирования характеристики прочности преграды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 205387, кл. Ci 06 (3 7/68, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР № 438024, кл. G 06 G 7/48, 1971.

658575

Составитель И. Лебедев

Рецактор H. Веселкина Техрец О. Андрейко Корректор В. Синицкая

Заказ 2059/45 Тираж 779 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по целам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4