Устройство для моделирования сухого трения

Устройство для моделирования сухого трения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союэ Советских

Социапистнчеси их

Ресвублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 781844 (61) Дополнительное к авт. саид-sy (22) Заявлено 261278 (23) 2702794/18-24 с присоединением заявки йо (23)Г1риоритет (54)М. Кл.

6 06 G 7/48

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий

Опубликовано 2311фО, бюллетень Ио 43

Дата опубликования описания 251180 (53) УД} б81. 333 (088. 8) (72) Авторы изобретения

H.Ô. Бобылев, Г.Ф. Мельников и Е.М. Набока

i;

Ю (71} Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СУХОГО

ТРЕНИЯ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при моделировании колебаний механических систем с сухим трением с помощью электрических моделей- 5 аналогов прямой аналогии, построенных по второй системе электромехайи" ческих аналогий.

Известно большое количество уст" ройств, предназначенных для моделиро- 10 вания элементов сухого трения,применяемых в электрических структурных моделях-аналогах. В них используются нелинейные свойства полупроводниковых диодов, усилителей с диодами в цепи 15 обратной связи 11 .

Однако структурные модели-аналоги достаточно сложны н требуют для своей работы большое число качественных операционных усилителей. 20

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство по второй системе электромеханическнх аналогий, представляющее собой двухполюсник, состоящий из 25 двух параллельных ветвей, н каждую ветвь которого включены диод и переход коллектор-эмиттер транзистора.

Зависимость тока коллектора от напряжения между коллектором и эмиттером 30 при фиксированном значении тока базы выражается вольтамперной выходной характеристикой транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Такая характеристика имеет начальный участок, смещенный в отрицательную. область напряжений между коллектором н эмиттером на величину, порядка

1 В g2g.

Недостаток такого устройства— снижение точности моделирования характеристики сухого трения из-за значительной нелинейности начального участка характеристики транзистора при включении его по схеме с общим эмиттером, Цель изобретения — повышение точности моделирования.

Для достижения цели в устройстве для моделирования сухого трения, выполненного в виде двухполюсника, со» держащего два транзистора и два диода, катоды которых являются соответствующими выводами двухполюсника, а аноды диодов соответственно соединены с коллекторами соответствующих транзисторов, база каждого из которых соединена со своим эмиттером через соответствующий источник опорного напряжения, база каждого транзистора

781844 подключена к катоду диода, соединенного c другим транзистором.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 статическая характеристика устройства (зависимость тока через двухполюсник от приложенного к его полюсам на5 пряжения); на фиг. 3 — способ включения устройства в электрическую модельаналог колебательной системы с сухим трением по второй системе электромеханических аналогий.

Устройство содержит транзисторы 1, диоды 2, опорные источники 3. Все эти элементы соединены в двухполюсник 4. Так как устройство представляет собой двухполюсник, состоящий из 15 двух параллельных ветвей, в каждую из которых включены диод 2 и переход база-коллектор транзисторов 1, то ток через каждую ветвь зависит от свойств именно перехода база-коллектор. Диоды 20 фактически "выбирают" нужный переход для соответствующей полярности приложенного напряжения и снижают величину обратного напряжения на переход.

При приложении к переходу база-коллектор прямого напряжения ("-" к коллектору через диод, "+" к базе) ток через переход определяется вольтамперной выходной характеристикой транзистора, включенного по схеме с общей базой. Из анализа характеристики очевид-З() но, что весь нелинейный начальный участок характеристики (+1В -OB) не влияет на характер протекания тока по ветви, так как эта ветвь "работает" только при полупериоде напряжения, 35 приложенного "-" к коллектору, а "+" к базе. В результате этого ток через ветвь возрастает скачком до значения, определяемого напряжением между эмиттером и .базой (задается опорным источ 4р ником), а затем остается почти постоянным. При смене полярности напряжения," приложенного к двухполюснику, ток через него .определяется другой ветвью, работающей аналогично первой, но имеющей переход база-коллектор включенный встречно. В результате устройство обладает вольт-амперной статической характеристикой 1, по второй системе аналогий наиболее точно моделирующей характеристику элемента Куло-50 нова сухого трения.

При моделировании колебательной системы с сухим трением устройство (фиг. 3) работает следующим образом.

Синусоидальный сигнал от генератора тока прикладывается к полюсам элемента-аналога сухого трения и формирует ток через параллельные цепи этого элемента. Положительный полупериод напряжения генератора формирует ток через правый транзистор 1 и диод 2, включенный для такой полярности в прямом направлении, причем величина тока через переход база-коллектор транзистора зависит от напряжения опорного источника 3, помещенного в цепь базаэмиттер этого транзистора. Отрицательный полупериод напряжения генератора формирует ток через левый транзистор

1 и диод 2, включенный для такой полярности в прямом направлении, причем величина тока через переход база-коллектор этого транзистора зависит от напряжения своего опорного источника 3, помещенного в цепь база-эмиттер левого транзистора. Для получения симметричной характеристики ЭДС опорных источников выбирается одинаковой, или вводятся в цепи эмиттер-база транзисторов переменные резисторы, с помощью которых уравнивают токи транзисторов.

Таким образом, выполнение устройства в соответствии с изобретением позволяет повысить точность моделирования элементов с сухим кулоновским трением.

Формула изобретения

Устройство для моделирования сухого трения, выполненное в виде двухполюсника, содержащего два транзистора и два диода, катоды которых являются соответствующими выводами двухполюсника, аноды диодов соответственно соединены с коллекторами соответствующих транзисторов, база каждого из которых соединена со своим эмиттером, через соответствующий источник опорного напряжения, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности моделирования, база каждого транзистора подключена к катоду диода, соединенного с другим транзистором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 211885, кл. G 06 G 7/18, 1967.

2. Авторское свидетельство ССЧР по заявке 9 2504464/18-24, 1977 (прототип).

781844

Фи фи.2

ФАЗ

Составитель И. Лебедев

Техред С.Мигунова Корректор Н. Швыдкая

Редактор О. Малец

Закаэ 8143/56

Тираж 751 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", 1. Ужгород, ул. Проектная, 4