Устройство для моделирования петли гистерезиса

 

Союз Советских

Сощивлистическ их

Республик (11) 71 О 050

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕХЗЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву м 525972 (22) Заявлено290976 (21) 2408785/18-24 (51) и. Кл.2

G 06 G 7/25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) ) PЯ 6 8 1 . 33 3 (088. 8) Опубликовано 150180 Бюллетень Ио 2

Дата опубликования описания 18,01.80 (72) Автор изобретения

)0. П, Б ус аров (71) ЗаяВИтЕЛЬ Горьковский политехнический институт им,A.A.Жданова (54) УстРОЙстВО дпЯ иОделиРОВАниЯ

ПЕТЛИ Г ИС ТЕРЕЗ ИС А

Изобретение относится к математическому моделированию процессов н физических системах и может быть применено при моделировании на аналоговых и цифровых вычислительных машинах систем, включающих элементы с гистерезисом, например упруго-демпфирующие элементы, демпферы (источники трения), магнитные элементы, сегнето-1О конденсаторы и т.д.

По основному авт; св. Р 525972 известно устройство для моделирования петли гистерезиса,содержащее блок за 15 дания аргумента, выход которого через блок дифференцирования подключен ко входу блока управления, выход которого соединен с управляющим входом ключа, интегратор и функциональные преобраеователи, первые входы которых по,.ключены к выходу блока задания аргумента,блок перемножения, первый вход которого подключен к выходу блока дифференцирования, второй вход соединен с выходом кл;ча, первый вход которого подключен к выходу первого функционального преобразователя, а второй вход — к выходу второго функционального преобразователя, причем выход блока перемножения через интегратор соединен со вторыми входами функциональных преобразователей.

Однако это устройство не позволяет с достаточной точностью моделировать изменения формы и расположения восходящих и нисходящих кривых гистереэисного процесса н занисимости от числа полуциклов нагружения., Целью изобретения является повышение точности моделирования, Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены счетчик и дополнительный блок дифференцирования, нход которого соединен с выходом блока управления, выход дополнительного блока дифференцирования через счетчик подключен к третьим входам функциональных преобразователей.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройстно содержит блок дифференциронания 1, блок 2 упранления, функциональные преобраэонатсли 3, 4, ключ 5, блок перемножения 6, интегратор 7, дополнительный блок дифференцирования 8, счетчик (импульсон)

9 и блок задания аргумента 10.

Входной сигнал х (т.) с блока 10 поступает через блок 1 на вход бло71ОО5О ка управления 2, реагирующего на знак производной x(t) и вырабатывающего прямоугольные импульсы соответствующего знака, и одновременно на первые входы функциональных преобразователей 3 и 4, выходы которых через ключ 5, управляющий вход которого подсоединен к выходу блока 2 и который в зависимости от знака про-, изводной подключает ко второму входу блока перемножения б выход либо Первого, либо второго функционального преобразователя. Первый вход блока б подсоединен к выходу блока 1, а выход через интегратор 7 ко вторым входам функциональных преобразователей и к выходу устройства. Выход блока 2 подключается также ко входу дополнительного блока дифференцирования 8, вырабатывающего импульсы малой длительности в моменты смены знака х(1), а выход блока 8 через счетчик импуль; сов 9подсоединен к третьим входам функциональных преобразователей и выходу устройства.

Таким образом, на выходах функциональных преобразователей получаются функциональные соотношения Ф„(х, у, и ) при х>0 и Фд (х,yh) при х<0, где п .— число полуциклов нагружения образца с гистерезисом. С блока б получается произведение этих функций на производную входного сигнала х (t), после чего в результате интегрирования с помощью интегратора получается выходной сигнал у(1) в виде семейств интегральных кривых, на которых располагаются восходящие и нисходящие ветви произвольного гистерезисного цикла, регистрация которого производится путем одновременной подачи на регистрирующее устройство входного х (g) и выходного у(+) сигналов, Семейство интегральных кривых, на которых расположены восходящие ветви петель гистереэиса, описываются дифференциальным уравнением „=Ф„(Х,Ч), Х î; а другое семейство, на к070p0M расположены нисходящие в етви петель, описывается уравнением

d J

- ) =Ф2(Х,Ч) )Х<0.

Учитывая, что в реальных условиях эксплуатации элемента с гистереэисом его входная величина может изменяться по произвольному закону (в общем случае непериодическому), уравнения примут вид

ЙХ

4, (Х,Ч) > х о;

© (XЧ) ) -, ХСО х с33

Если параметры a„(1 = 1, 2..., g), входящие в функцйональные соотношенйя этих уравнений, будем считать постоянными величинами, форма и расположение интегральных кривых, на которых располагаются восходящие и нисходящие ветви гистерезиса, не будут изменяться во времени. однако, если эти параметры будут изменяемыми в зависимости от числа и циклов изменения знака первой производной. входного сигнала (числа точек 9 поворота в поле гистереэисных кривых, в которых

20 режим нагружения меняется на обратный), форма и расположение кривых гистерезиса будет изменяться во времени.

В общем случае, с учетом зависиg5 мости от числа циклов нагружения про извольная гистереэисная характеристика будет описываться уравнениями

Рассматриваемое устройство позволяет учитывать влияние числа полуциклов нагружения на форму и расположение кривых гистерезиса и обеспечивает более высокую точность моделирования петли гистерезиса.

Формула изобретения

Устройство для моделирования петли гистерезиса, по авт.св. 9 525972, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьхиения точности моделирования, в устройство введены счетчик . и дополнительный блок дифференцирования, вход которого соединен с выходом блока управления, выход дополнительного блока дифференцирования через счетчик подключен к третьим входам функциональных преобразователей.

Вюд

Составитель И. Загорбинина

Редактор H.êàìåíñêàÿ Техред О.АндрейкО Корректор Г. азаРова

Заказ 8761/49 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП- Патент, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4