Устройство для моделирования коэффициента трения (его варианты)

 

1, Устройство для моделирования коэффициента трения, содержащее диодный выпрямительный мост, в диагональ которого включен инвертор, выводы диодного выпрямительного моста подключены к управляющим входам соответственно первого и второго элементов ограничения , информационный вход первого иэ которых соединен с выходом первого источника опорного напряжения, выходы первого и второго элементов ограничения подключены соответственно к первому и второму входам суммахора , выхрд которого является выходом устройства, вход которого соединен о соответствующим выводом диодного выпрямительного моста, о т л ич а ю щ е ее я тем, что, с целью повышения точности, в него введены дополнительный инвертор, второй, третий и четвертый источники опорного напряжения, блок ограничения и интегратор , выход которого подключен непосредственно к третьему входу сумматора , а через дополнительный инвер|тор - к ийформационному. входу второго элемента од-раничения, управляюций вход которого соединен с управляющим входом блока ограничения, первый и . второй информационные входы которого подключены к выходам соответственно второго и третьего источников опорного напряжения, выход блока ограниче-с ния соединен с первым входом интегратора , второй вход которого подключав к выходу четвертого источника опорного напряжения. 2. Устройство для моделирования коэффициента трения, содержащее диодный выпрямительный мост, в диагональ которого включен инвертор, выводщ . диодного выпрямительного моста под- , ключены к управляющим входам соответственно первого и второго элементов {ограничения, инфориЯационный вход пер-, вого /из которых соединен с выходом первого источника опорного напряже ,ния, выходы первого и второго элёмёН (тов ограничения подключены сЬответстйенно к первому и второму входам сум1матора , выход которого является выходом устройства, вход которого соеди нен с соответствующим вывсщст диодно-. |Го выпрямительного моста, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй , третий и четвертый источники опорного напряжения, .блок ограничения и интегратор, выход кото|Ё ого соеР динен с третьим входом сукматора и с . информационным входом второхч элемен 0 та ограничения, управлякпшй вход ко:о торого подключен к управляк) вХо,ду блока ограничения, первый и в то рой информационные входы которого соединены с выходами соответственно второго и третьего источников опорного напряжения, выход блока ограничения подключен к первому входу интег ратора , второй вход которого соединен с выходом четвертого источника опорного напряжения.

.СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 G 06 G 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Й „4 ь. 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ второй информационные входы которого подключены к выходам соответственно второго и третьего источников опорного напряжения, выход блока ограниче ния соединен с первым входом интегратора, второй вход которого подключен к выходу четвертого источника опорно- . го напряжения.

2. Устройство для моделирования коэффициента трения, содержащее диод. ный выпрямительный мост, в диагональ которого включен инвертор, выводы диодного выпрямительного моста под-, ключены к управляющим входам саотввт ственно первого и второго элементов

)ограничения, информационный вход пер., вого,иэ которых соединен с выходом Я .первого источника опорного напряже-! ния, выходы первого и второго элемей- .тов ограничения подключены соответственно к первому и второму входам сум матора, выход которого является выходом устройства, вход которого соедивнен с соответствукицим выводом диодно. го выпрямительного моста, о т л а:ч а ю щ е е с я тем, что, с целью по-. вышения точности, в него введены второй, третий и четвертый источники .опорного напряжения,,блок ограничения и интегратор, выход которого соединен с третьим входом сувеюатора и с информационным входом второго элемента ограничения, управляющий. вход которого подключен к управляющейу входу блока ограничения, первый и вто" рой информационные входы которого соединены с выходами соответственно второго и третьего источников опорного напряжения, выход блока ограничения подключен к первому входу интег-: ратора, второй вход которого соединен с выходом четвертого источника .опорного напряжения.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3373606/18-24 (22) 30.12.81 (46) 30.04.83. Бюл. 9 16 (72) Г.В.Трель и В.В.Маркеев (71) Филиал Владимирского политехнического института в г.Коврове (53) 681.333(088.8) ,(56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р .260292, кл. G 06 G 7/48, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 456280, кл. G 06 G 7/48, 1973 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНйя КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ). (57) 1. Устройство для моделирования коэффициента трения, содержащее диодный выпрямительный мост, в диагональ которого включен инвертор, выводы диодного выпрямительного моста подключены к управляющим входам соответственно первого и второго элементов ограничения, информационный. вход первого из. которых соединен с выходом первого источника опорного напряжения, выходы первого и второго элементов .ограничения подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого является выходом устройства, вход которого соединен с соответствующим выводом диодного выпрямительного моста, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены дополнительный инвертор, второй, тре:тий и четвертый источники опорного напряжения, блок ограничения и интег ратор, выход которого подключен непосредственно к третьему входу сумма. тора, а через дополнительный инвер,тор - к информационному, входу второго элемента оураничения, управляющий вход .:которого соединен с управляющим входом блока ограничения, первый и

„.80„„1015399, A

1015399

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для моделирования механических систем с парами трения, коэффициенты трения которых зависят от величины скорости относительного скольже- 5 ния и от продолжительности периодов относительных покоя и движения элементов этих пар с учетом одинаковых постоянных времени экспоненциальных. процессов изменения коэффициентов 10 статического трения в эти периоды.

Известно устройство для моделирования коэффициента трения, содержащее двухполупериодный выпрямитель с инвертором, три сумматора, операцион- 15 ный Усилитель с ограничителем в цепи обратной связи, интегрирующую цепочку и блок деления, воспроизводящее основные из известных зависимостей коэффициентов трения от скорости относительного скольжения с учетом влияния времени продолжительностей периодов относительных покоя и движения элементов моделируемой пары трения (1) .

Недостатком данного устройства является то, что применение нелинейного блока деления отрицательно влияет на точность моделирования пар тре. ния.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее диодный .выпрямительный мост, в одну диагональ которого включен инвертор, вход которого является входом устройства, а верши" на другой диагонали диодного выпрямительного моста соединена с управляющими входами двух ограничителей, опорные входы которых подключены к соответствующим источникам опорного на- 4Q пряжения, а выходы ограничителей соединены с первым и вторым входами сумматора, выход которого является выхо.— дом устройства (2), Недостатком известного устройства 45 является невозможность воспроизводить как йадающую, так и горбатую зависимость коэффициента трения от скорости с учетом влияния продолжительности периодов относительных покоя и движения элементов моделируемой пары трения.

Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства за счет воспро" изведения падающей и горбатой харак" теристик коэффициента трения движения от скорости с учетом экспоненциальной зависимости коэффициента статического трения от продолжительности периодов относительных покоя и 60 движения элементов пары трения при одинаковых постоянных времени этих периодов. . Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования 65 коэффициента трения, содержащее диодный выпрямительный мост, в диагональ которого включен инвертор, выводы диодного выпрямительного моста подключены к управляющим входам соответственно первого и второго элементов. ограничения, информационный вход первого из которых соединен с выходом первого источника опорного напряжения, выходы первого и второго элементов ограничения подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого является выходом устройства, вход которого соединен с соответствующим выводом диодного выпрямительного моста, введены дополнительный инвертор, второй, третий и четвертый источники опорного напряжения, блок ограничения и интегратор, выход которого подключен непосредственно к третьему входу сумматора, а через дополнительный инвертор — к информационному входу второго элемента ограничения, управляющий вход которого соединен с управляющим входом блока ограничения, первый и второй информационные входы которого подключены к выходам соответственно второго и третьего источников опорного напряжения, выход блока ограничения соединен с первым входом интегра. тора, второй вход которого подключен к выходу четвертого источника опорного напряжения.

По второму варианту в устройство для моделирования коэффициента трения, содержащее диодный выпрямительный мост, в диагональ которого включен инвертор, выводы диодного выпрямительного моста подключены к управляющим вхсщам соответственно первого и второго элементов ограничения, информационный вход первого из которых соединен с выходом первого источника опорного напряжения, выходы первого и второго элементов ограничения под-. ключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого является выходом устройства, вход которого соединен с соответствующим выводом диодного выпрямительного моста,введены второй, третий и четвертый источники опорного напряжения, блок ограничения и интегратор, выход кото. рого соединен с третьим входом сумма. тора и с информационным входом второ. го элемента ограничения, управляющий вход которого подключен к управляющв му входу блока ограничения, первый и второй информационные входы которого соединены с выходами соответственно второго и третьего источников опорно

ro напряжения, выход блока ограничения подключен к первому входу интегратора, второй. вход которого соединен с выходом четвертого источника опорного напряжения.

1015399

На фиг. 1 и 2 изображены варианты предлагаемого устройства.

Устройство содержит диодный выпрямительный мост 1 с инвертором 2, элементы 3 и. 4 ограничения, сумматор 5, дополнительный инвертор б, интегратор 7, блок 8 ограничения и источники 9-12 опорного напряжения. Кроме того, диодный выпрямительный мост 1 содержит диоды 13, инвертор 2 содержит операционйый усилитель 14 и.резисторы 15, элементы 3 и 4 ограничения содержат резисторы 16 и диоды 17, сумматор 5 содержит операционный усилитель 18 и резисторы 19. Инвертор

6 содержит операционный усилитель 20 и резисторы 21. Интегратор 7 содержит операционный усилитель 22, конденсатор 23 и резисторы 24. Блок .8 ограничения содержит диоды 25 и резисторы 26.

Устройство работает следующим образом.

;Напряжение с входа устройства, пропорциональное скорости относительного скольжения элементов моделируемой пары трения, после выпрямления на диодном мосте 1 в виде напряжения, .пропорционального модулю скорости, одной полярности через первый ограничительный элемент 3, моделирующий зону нечувствительности с постоянным опорным напряжением от источника 9, пропорциональным скорости конца эоны граничного трения, подается на первый вход сумматора 5, а другой-полярности через ограничительный элемент

4 с переменным опорным напряжением от дополнительного инвертора б подается на второй вход сумматора 5. Од" новременно напряжение c одной из вершин выходной диагонали диодного выпрямительного моста,1 поступает на блок 8 ограничения и далее на интегратор 7 с постоянными опорными напря. жениями от разнополярных источников

10 и 11 опорного напряжения, пропорциональными максимальному изменению коэффициента статического трения от времени в периоды относительных покоя или движения элементов пары трения, Напряжение с выхода ограничителя 8 через интегратор 7 подается непосредственно на третий вход сумматора 5 и через дополнительный инвертор

5

6 на опорный вход второго ограничительного элемента 4.

Последняя связь выхода интаграто-! ра 7 с опорным входом второго ограничительного элемента 4 обеспечивает определенную стабильность минимальных значений падающей зависимости коэффициента трения движения от скорости относительного скольжения в зоне граничного трения, Кроме того, на второй вход интегратора 7 подается постоянное напряжение от источника

12, пропорциональное экстремальному значению коэффициента статического трения. В результата алгебраического суммирования поступающих напряжений на выходе сумматора 5, т.е. на вЫходе устройства вырабатывается напряжение, пропорциональное коэффициенту трения или с падающей,".или горбатой характеристикой зависимости от его величины скорости с учетом экспоненциальной зависимости коэффициента статического трения от продолжительности периодов относительных покоя и движения элементов пары трения при одинаковых постоянных времени этих периодов.

Переход от одного вида характеристики зависимости коэффициента. трения движения от скорости к другой, например от падающей к горбатой, обеспечивается переключением управляющего входа ограничителя 8 интегратора 7 на другую вершину выходной диагонали диодного моста.1, исключением дополнительного инвертора 6 (во втором ва. рианте) с непосредсженнъве подключением выхода интегратора 7 к опорному входу второго ограничительного эле" мента 4 и изменением полярности напряжения источника 12. Воспроизведение отмеченных зависимостей коэффициента трения расширяет функциональные возможности устройства.

Ъ

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет шире saпользовать аналоговые вычислительныв машины для моделирования механических систем с парами трения. Наибольший эффект может быть получен при моделировании иа наиболее простых и, следовательно, на наиболев дввивых аналоговых вычислительных машинах.

1,01 5399 9цв.1

1015399

Составитель В.Рыбин

Редактор t0.Ковач Техред Т.Фанта- . Корректор В.Гирняк

Заказ 3218/47 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/Б

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4