Устройство для моделирования колебаний гусеничной машины
Устройство содержит датчик угла наклона местности, блок задания линейной скорости, первый блок умножения, интегратор, первый и второй сумматоры. С целью повышения точности моделирования колебаний при изменении угла наклона местности, оно дополнительно содержит первую и вторую схемы сравнения, блок выделения модуля напряжения, второй блок умножения, выпрямительный диод, первый и второй коммутаторы, инвертирующий усилитель и пиковый детектор.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (И) 583943 А 1
jSl)S G 06 (7/70
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ! ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 3973227/24 (22) 05.11.85 (46) 07.08.90. Бюл. 1(- 29 (72) А.А.Бельке и В.Н.Усачев (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 842865, кл. G 06 G 7/70, 1979.
Авторское свидетельство СССР
Р 1023366, кл. (06 G 7/70, 1982. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВА. НИЯ КОЛЕБАНИЙ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ, со.держащее датчик угла наклона местности, блок задания линейной скорости, первый блок умножения, интегратор, первый и второй сумматоры, первый вход первого сумматора подключен к шине постоянного напряжения, выход первого блока умножения соединен с первым информационным входом интегратора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования колебаний при изменении угла наклона местности, оно дополнительно содержит первую и вторую схемы срав кения, блок выделения модуля напряжения, второй блок умножения, выпрямительный диод, первый и второй коммутаторы, инвертирующий усилитель и пиковый детектор, вход сброса которого соединен с выходом второго коммутатора, информационный вход которо.го соединен с шиной нулевого.потенциала, выход блока задания линейной скорости подключен к входу блока выl
Ю деления модуля напряжения, выход которого соединен с первым входом первого блока умножения, первым входом первой схемы сравнения и первым вхо дом второго блока умножения, выход которого через выпрямительный диод подключен к второму информационному входу интегратора, третий информационный вход которого соединен с выходом первого коммутатора, а выход интегратора соединен с первым входом второй схемы сравнения и входом инвертирующего усилителя, выход которого подключен к первому информационному входу пикового детектора, выход которого соединен с вторым входом первого блока умножения, выход датчика угла наклона местности соединен с вторым входом первого сумматора„ выход которого подключен к второму информационному входу пикового детектора и второму входу второй схемы сравнения, . первый выход равнозначности которой соединен с вторым входом второго блока умножения и информационным входом !
1первого коммутатора, управляющий вход которого подключен к потенциальному выходу "Равнозначность" первой схемы сравнения, второй вход которой соединен с шиной постоянного напряжения, импульсный вход "Равнозначность" второй схемы сравнения соединен с управляющим входом второго коммутатора, второй вход второго сумматора .подключен к шине постоянного напряжения, а выход второго сумматора является выходом устройства.
1583943
Изобретение относится к аналого-., вой вычислительной технике и может быть использовано в тренажерах для обучения водителей гусеничных машин.
Целью изобретения является повьппение точности моделирования колебаний гусеничной машины при изменении угла наклона местности.
На фиг.1 изображена функциональ- 10 ная схема устройства; на фиг.2 — схема пикового детектора; на фиг.Зсхема сравнения.
Устройство содержит датчик 1 угла наклона местности, первый сумматор 2, пиковый детектор 3, блок 4 задания линейной скорости, блок 5 выделения модуля напряжения, первый блок 6 умножения, инвертирующий .усилитель 7, второй коммутатор 8, интегратор 9, 20 выпрямительный диод 10, второй сумматор 11, второй блок.12 умножения,первый коммутатор 13, вторую 14 и первую 15 схемы сравнения. В состав узлов входят также операционные усили-. 25 тели .16, резисторы 17, диоды 18, конденсатор 19 и стабилитрон 20.
Устройство работает следующим образом, !
В исходном положении с выхода дат- 30 чика 1 угла наклона местности (B ка честве которого может быть блок считывания топограмм, с киноленты или потенциометр, запитанный двуполярным напряжением + 10 В) снимается нулевое напряжения U< = .О (U имеет диапазон изменения напряжения от -10 до +10В).
Это напряжение подается на вход сумматора 2 ° На другой вход сумматора
2 подается опорное напряжение -U+„- 40
На этом сумматоре производится перевод из двуполярной области изменения ° напряжения, пропорционального углу наклона местности, в однополярную полярную положительную область
11-; = 5 В - 0,5 Ug, Следовательно, с выхода сумматора
2 напряжение, равное 5 В, поступает на входы пикового детектора .3 и схе- мы 14 сравнения, С выхода пикового детектора 3 напряжение О с = †.(О г—
U ) = -5 В (Оц! = О в начальный момент) подается на вход блока 6.,С блока 4 задания линейной скорости (в качестве которого может быть потенцио)5 метр, э апитанный двуполярным напряжением + 10 В, или вычислительное устройство, моделирующее динамику машины) напряжение, пропорциональное скоъ рости Uqy,> равное нулю, подается на блок 5 выделения модуля .напряжения, с выхода которого напряжение подается на входы блока 6, блока 12 умножения и схемы 15 сравнения. Следовательно, на двух входах интегратора 9 напряжение равно нулю.
На схеме 15 сравнения происходит сравнение величины напряжения -Uoä и
f U 1.. При ) Пщ! = О на выходе схемы
15 сравнения напряжение равно логической единице (при появлении скорости IUy > 01 схема переключается с логической единицы на логический нуль, Сигнал логической единицы подается на управляющий вход коммутатора 13 и включает его. На схеме 14 (фиг.З) производится сравнение величин напряжений U. = 5 В и Uy. При этом
U )7 Uq следовательно, на первом выходе схемы 14 напряжение равное
-10 В, а на втором выходе — логическому нулю
Через включенный коммутатор 13 напряжение -10 В поступает на вход интегратора 9 и заряжает его до уровня U = 5 В. Как только U.-превысит
Т2.
U< схема 14 сравнения переключается с -10 на +10 В на первом выходе, а на втором выходе — с логического нуля на логическую единицу. IIoследнее напряжение включает коммутатор 8. Происходит эакорачивание запоминающего конденсатора (фиг.2) в пиковом детекторе, что означает сброс и подготовку пикового детектора 3 к работе. При этом на входе будет U
- Uq = О, а на выходе U< О. С первого выхода схемы 1.4 через включенный коммутатор 13 напряжение +10 В поступает на второй вход интегратора
9, и начинается разряд интегратора, Такой процесс "разряд-заряд" интегратора имеет колебательный характер около значения U, т.е. происходит ограничение напряжения 11< до уровня
Ц е г .U =U = — -=5В.
Оп
+Z К1
При движении на ровном участке
1 U>>(p0, схема 15 переключается, а на ее выходе напряжение равно логическому нулю
Управляющий сигнал со схемы 15! сравнения выключает коммутатор 13, и ограничение интегратора производится через блок 12 умножения и диод 10, уровня
on g on
U + — = — -=SB.
É2 К К К
При изменении напряжения с датчика угла в отрицательную полярность
U< (0 (въезд) на сумматоре 2 увеличивается положительное напряжение
1583943 . 6
На выходе последнего напряжение, пропорциональное углу профиля наклона местности, равно напряжению с дат
5 чика угла наклона местности.
on Ч 2 3 4 3 1 2- 4
on оc
° U + !
Е2 К К2 с
На пиковом детекторе выделяется.
"к
U =U -U = — -+- ——
ЬМ Е2 Q К К2 оп 1 К
-(— -) = — )
К К2
"о где U = — — значение напряжения на =к, интеграторе 9 до .момента изменения U<, характеризующего текущий угол наклона корпуса машины.
На блоке 6 умножения напряжение, пропорциональное скорости, умножается на U< т.е. на его выходе величина напряжения пропорциональна вертикальной составляющей скорости въезда машины. Постоянная времени интегратора выбрана из учета длины опорной.поверхности гусеницы, С выхода блока 6 умножения напряжение 0„, поступает на интегратор, на выходе которого получают
U = — )ц,(U<< dt.
О
Как только интегратор зарядится до уровня напряжения на втором входе схемы 14 сравнения, на последней происходит переброска полярности с минуса на плюс. С первого выхода напряжения, равное + 10 В, поступает на второй вход блока 12, С второго выхода напряжение, равное логической единице, поступает на коммутатор 8 и включает последний. При этом происходит сброс пикового детектора. Положительное напряжение с блока .12 умножения через диод 10 поступает,на вход интегратора
9, ограничивая нарастание напряжения на.интеграторе 9. С выхода интегратора 9 напряжение поступает на вход сумматора 11.
Ug
10 оп Ъ
U = — — — =SВ-— й2=К, К, =
2О При этом на пиковом детекторе 3
1 напряжение равно нулю, так как в обратной связи усилителя включен диод (фиг.2). На выходе блока 6 — также нуль. На первом выходе схемы 14 срав25 нения напряжение равно +10 В, и раз" ряд интегратора 9 производится через диод 10 в зависимости от напря:ения по скорости, до уровня напряжения на втором входе.
Как только напряжение на первом рходе. схемы 14 становится чуть меньze значения напряжения на втором входе, происходит переключение и разряд интегратора прекращается, Значение напряжения на интеграторе 9 устанавливается равным значению напряжения, на сумматоре 2. !
На выходе сумматора 11 устанавли1 вается значение напряжения, равное
40 значению напряжения с датчика угла наклона местности с некоторым коэффифициентом К, U
Ц Й )
Б
45 так как заряд интегратора 9 ограничивается уровнем напряжения на выходе сумматора 2.
Таким образом, устройство позволя ет более точно моделировать колеба5(ния гусеничной машины за счет более
1 точного выделения Ь О на пиковом детекторе, обеспечивает установку угла наклона корпуса машины в зависимости от угла наклона местности при от55 сутствии линейной скорости машины. где К2 ° К4 = К 1 Кэ = К °
При положительном изменении напряжения с датчика 1 (съезд) на выходе
15 сумматора 2 напряжение уменьшается:
1583943
Фиа l
Пер3ь
Фиг. 3
Редактор В.Петраш
Заказ 4005 Тираж 560 Подписное /
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 епиа
ПВ дхоти
Составитель
Техред M. Моргентал Корректор Н,Ренская