Устройство для моделирования лентопротяжного механизма — SU 1070574 (original) (raw)
СОЮЗ. СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧНА.СНИХРЕСПУБЛИК А ПС 06 С 7/4 ПИСАНИ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕП:ЛЬСТВ ТОР СНОМ чески чкуса ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство ССС 9 491992, кл. 6 11 В 5/00, 1974.2. Авторское свидетельство СССР В 877574, кл, 0 06 6 7/48, 1980 (прототип)(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЛЕНТОПРОТЯЖНОГО МЕХАНИЗМА, содержащее первый интегратор, пер-вый сумматор, датчик силы протягивания ленты, блок задания начальных условий, выход задания начального радиуса ленты, выход которого соединен с первым входом первого интегратора, усилитель с управляемым коэффициентов усиления, анализатор сигналов, состсящий из генератора шума, блока измерения условной плотности сигналов, головки записи, головки воспроизведения, выход генератора шума соединен с входом головки записи и первым входом блока измерения условной плотности сигналов, второй вход которого подключен к выходу головки воспроизведения, головка записи и головка воспроизведения расположены последовательно по направлению движения ленты, о т л и ч а ю щ е е с я там, что, с целью расши- . рения функциональных возможностей за счет воспроизведения режимов работы подающего узла, оно дополнительно содержит датчик скорости протягивания ленты, два элемента.,80107057 регулирования натяжения ленты, выполненные в виде пьезокерамических прокладок, карман-Формирователь свободной петли ленты, два блока умножения, второй сумматор, второй интегратор, блок деления, блок вычитания, причем выходы зада.ия постоянного .крутящего элемента н постоянного момента инерции блока задания начальных условий соединены соответственно с первыми входами первого и второго сумматороВ, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго блоков умножения, первые входы которых объединены и соединены.с выходом первого интегратора, второй вход первого блока умножения подключен к выходу датчика силы протягивания ленты, выход первого сумматора подключен к первому входу второго инте. гратора, выход которого соединен с первым входом блока деления, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора, выход блока деления соединен с вторым входом второго интегратора и первым входом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу датчика скорости движения ленты, выход блока вычитания через усилитель с управляемым коэффициентом усиления соединен с входами пьезокерамических прокладок,а карман-форьирователь свободной петли ленты, пьезокерамические прокладки, установленные с обеих сторон ленты, датчик скорости движения ленты и датчик силы протяжки ленты установлены последовательно по направлению движения ленты перед головкой записи.Устройство относится к электронной технике, а именно к аналоговым моделирующим устройствам, которые могут найти применение при моделировании лентопротяжных механизмов аппаратов магнитной записи.5Известно устройство для исследования лентопротяжного механизма, содержащее ролики, выполненные с винтоббразными пазами и соединенные механической передачей,.позволяющее10 моделировать колебания магнитного носителя 13.Однако данное устройство не позволяет изменять. моделируемые воздействия в лентопротяжном механизме. 15Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство, содержащее анализатор записываемого сигнала, генератор, блок нелинейного сопротивления, модулятор, источник постоянного .напряжения, интегратор, пьезоэлектрический двигатель, датчик силы протягивания носителя и сумматор, первый вход которого соединен с датчиком силы протягивания, второй вход - с выходом блока нелинейного сопротивления, третий вход - с выходом генератора, .авыход - с первым входом интегратора, второй вход которого соединен с источником постоянного напряжения, а третий вход и выход соединены с входом блока нелинейного сопротивления и входом модулятора, а выход последнего, подключен к пьезокерамиФческому двигателю 21.Известное устройство позволяет моделировать только структуру и параметры ведущих узлов лентопротяжных механизмов, которые, однако, 40 имеют и другие основные узлы, такие, как подающие, от качества работы которых в основном зависит точность передачи информации в этих механизмах. 45Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей за счет воспроизведения режимов работы подающего узла.Поставленная цель достигается50тем, что в устройство для моделирования лентопротяжного механизма, содержащее первый интегратор, первый сумматор, датчик силы протягивання ленты, блок задания начальных условий, выход задания начального радиуса ленты, выход которого соединен с первым входом первого интегратора, усилитель с управляемым коэффициентом усиления, анализатор сигналов, состоя щий из генератора шума, блока измерения условной плотности сигналов, головки записи и головки воспроизведения, выход генератора шума сое, динен с входом головки записи и65 первым входом блока измерения услов ной плотности сигналов, второй вход которого подключен к выходу головки воспроизведения, головка записи и головка воспроизведения расположены последовательно по направлению движения ленты, введены два элемента регулирования натяжения лентывыполненные в виде пьезокерамическйх прокладок, датчик скорости протягивания ленты, карман-формирователь свободной петли ленты, два блока умножения, второй, сумматор, второй интегратор, блок деления, блок вычитания, причем выходы задания постоянного крутящего элемента и постоянного момента инерции блока задания начальных условий соединены соответственно с первыми входами первого и второго сумматоров, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго блоков умножения, первые входы которых объединены и соединены с выходом первого интегратора, второй вход первого блока умножения подключен к выходу датчика. силы протягивания ленты, выход первого сумматора подключен кпервому входу второго интегратора, выход которого соединен с первым входом блока деления, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора, выход блока деления соединен с вторым входом второго интегратора и первым входом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу датчика скорости движения ленты, а выход блока .вычитания через усилитель с управляемым коэффициентом усиления соединен с входами пьезокерамических прокладок, а карман-Формирователь свободной петли ленты, пьезокерамические прокладки, устаноэленные с обеих сторон ленты, датчик скорости движения ленты и датчик силы протяжки ленты установлены последовательно по направлению движения ленты перед головкой записи.На чертеже представлена функциональная схема устройства для моделирования лентопротяжного механизма.Устройство содержит анализатор 1 записываемых сигналов, состоящий из головок записи 2 и воспроизведения 3, генератор 4 шума и блока 5 измерения условных вероятностей сигналов. В тракте лентопротяжного механизма установлен карман-формирователь б свободной петли ленты, между которым и записывающей головкой 2 установлены последовательно по направлению движения носителя 7 пьеэокерамические прокладки 8 с обеих сторон ленты, датчики скорости 9движения ленты и силы 10 протягивания ленты,Устройство также включает пер" вый интегратор 11, первый 12 и второй 13 сумматоры, первый 14 и второй 15 блоки умножений, блок 16 деления, блок 17 вычитания, блок 18 задания начальных условий; усилитель 19 с управляемым коэффициентом усиления и второй интегратор 20. Причем выход сумматора 13 подключен соответственно через блоки деле-. ния 16, вычитания 17 и усилитель 19 к пьезокерамическим прокладкам 8. ,Укаэанные прокладки, датчики ско рости 9 ленты и силы 10 протягивания ленты установлены в тракте лентопротяжного механизма последовательно по направлению движения магнитной ленты, а выходы этих датчиков соединены соответственно с входами блока 17 вычитания и блока 14 умножения.Подкатушник, катушка с магнитной лентой и подающий двигатель (с мягкой характеристикой) лентопротяжного механизма аппаратов магнитной записи моделируются следующим образом.Уравнение движения подающего узла лентопротяжного механизма можно представить в видеЭ +ЭИ)3 Ч +ВЧ=М+ТЯ , (1) где Э - постоянная часть моментаинерции подкатушника; Э- момент инерции рулона магнитной ленты, являкщихсяфункцией времени;В - коэффициент, характеризующий наклон характеристикидвигателя подающего узла;М - постоянный крутящий момент,приложенный к двигателю подак 1 цего узла;Т - сила натяжения, носителя врабочем состоянии;Р - радиус ленты в рулоне, являющийся функцией времени. Так как при работе лентопротяжного механизма количество магнитной ленты в катушке изменяется, то изменяется и ее масса, а в связи с этим и момент инерции Эк . Изменяется также и радиус Рв зависимости от количества ленты в катушке, т,е. в зависимости от времени С .Решение уравнения :(1) происходит следующим образом.При помощи датчика 10 измеряется продольное натяжение ленты, т.е. на его выходе появляется сигнал, пропорциональный натяжению. Сигнал поступает на вход первого блока 14 умножения, на другой вход которого поступает сигнал с выхода интегратора 11, пропорциональный радиусу катушки с лентой, Этот сигнал формируется по полокительному напряжению, поступающему с первого выхода блока 18, Если указанное на"пряжение равно О, а начальными уславиями интегратору 11 заданы величины 0, то выходной сигнал на еговыходе РфО-1, т.е. Р, как и 5 в реальных аппаратах магнитной записи, уменьшается с увеличением времени. При этом О онфэфФициент,.пропорциональный начальному радиусуленты в катушке, а О - коэффициент, 10 зависящий от скорости протягиваниямагнитной ленты и от ее толщины,Таким обраэом, на выходе блока 14умножения формируется сигнал, пропорциональный произведению величиныТ Р, который затем поступает на первый сумматор. 12, на другой вход ко"торого подается другой сигнал с выхода блока 18, пропорциональный .моменту М. На выходе сумматора 12 Формируется сигнал, пропорционаЛьныйсумме напряжения М+ТЙ, поступанюцийна первый вход интегратора 20, выход которого соединен с первым входом блока 16 деления и на выходекоторого формируется сигнал, пропорциональный скорости Ч перемещениядвигателя подающего узла. Для форми-.рования такого сигнала выход блока 16 деления соединен с вторым входом интегратора 11Таким образом,на его выходе обраэуется суммарныйсигнал, пропорциональный М+Тй-ВФ,по уравнению (1) соответствующий величине (Э+ Эк) Ч, интегрируемой инте"гратором 2, для получения на выходеблока 16 деления сигнала, равного Ч .Сигнал, равный (Э+ ЭИ, делитсяпри помощи блока 16 деления на сигнал, пропорциональный (Э+Э) . Он Фор-мируется сигналом, поступакщим с вы хода интегратора 11, пропорциональным радиусу Р, который поступает на,блок 15 умножения, где величина сигнала умножается на саму себя и наего выходе формируется сигнал, про порциональный Р, далее сигнал поступает на вход сумматора 13 с учетом коэффициента, пррпорциональвогомассе ь подвижной части моделируемого подающего узла, на другой входкоторого подается постоянное напряжение с выхода блока 18, препорциональное моменту инерции Э .Таким образом, на другой вход блока 16 деления поступает сигнал,пропорциональный (Э+ вй 5: (Э+ Э)Сигнал с выхода блока 16 делейия,пропорцйональный скорости вращенияротора двигателя подающего узла лентопротяжного механизма, поступаетна вход блока 17 вычитания, на вто.рой вход которого подается сигнал 4с выхода датчика 9 скорости перемещения носителя информации. Эту скорость М задает стационарный веду"щий двигатель лентопротяжного меха низма.На выходе блока 17 вычитания, таким образом, Формируется разность между упомянутыми скоростями. Сигнал,с его выхода через усилитель 19 с управляемым коэффициентом усиле ния поступает иа вход пьезокерамических прокладок 8, которые, перемещаясь относительно обеих сторон. магнитной ленты, развивают силу сопротивления перемещению носителя информации, пропорциональную величине, входного сигнала, т.е, разности между скоростями носителя Х и двигателя подающего узла Ф. Таким образом, пьезокерамические прокладки способствуют управлению натяжением магнитной ленты, которая увеличивается с увеличением силы сжатия прокладками магнитной ленты и наоборот.В начальный момент моделирования динамических параметров Р, 1 к, В и М подающего узла всегда Ф 1 Х/Р, т.е. носитель движется без натяжения. Поэтому на выходе блока 17 образуется сигнал, который через усилнтеЛь 19 обеспечивает большое сжатие магнитной ленты с обеих сторон при помощи пьезокерамических прокладок 8, Натяжение магнитной ленты в тракте записи-воспроиэведе" ния лентопротяжного механизма резко увеличивается, но при этом с выхода датчика 10 поступа;.т сигнал, .увеличивающий скорость движения подающего двигателя Ф Яуравнение (1), Вследствие этого сигнал, поступаю" щий с выхода блока 17 по амплитуде, . постепенно умещьшается, что непосредственно уменьшает продольное натяжение магнитной ленты. Когда й Ф будет примерно равно скорости датчика движения магнитной ленты Х, рабо-. та подающего узла и всего лентопротяжного механизма стабилизируется.Таким образом, чзменяя такие динамические параметры подающего узла лентопротяжного механизма, как Э,. В, М, можно легко определитЬ оптимальные значения этих параметров по точности передачи информации40 45 50 Экономичность и эффективность предлагаемого устройства определяется расширением диапазона моделирующих воздействий параметров лентопротАжного механизма, что экономит время исследования динамики подающих узлов указанных механизмов и обеспечивает более высокую точность при разработке этих узлов и оценке их параметров но точности воспроизведения информации,в лентопротяжных механизмах аппаратов магнитной записи. В качествекритериев точности передачи информации можно испОльзовать обобщенные характеристики каЧества воспро изведения сигналов по отношению кзаписываемым сигналам, т.е, информационные. Для этой цели в предлагаемом устройстве используется ана. лизатор записываемых и воспроизводи ьых сигналов. Изменение других пара,метров моделируемого подакщего узла(Эк, О и 0) позволяет исследоватьразличные тйпы конструкций подкатуш"ника этого узла и определить оп тимальные геометрические параметрыподающей кассеты или магнитной ленты по точности передачи информациия лентопротяжных механизмах.Таким образом, предлагаемоеустройство для моделирования лентопротяжного механизма позволяет плавно и в широких диапазонах изменятьвеличину динамических и конструктивных параметров подающего узла и устанавливать их оптимальные значенияпо точноети воспроизведения инфор,мации в этих механизмах.В результате использования иэоб.ретения благодаря введению новых блоков и взаимосвязей обеспечиваетсявозможность определения оптимальныхвеличин и допусков динамических параметров подакщего узла лентопротяжных механизмов относительно точности передачи информации в аппаратахмагнитной записи, что расширяет функциональные воэможности исследованиядинамики лентопротяжных механизмовв стадии их разработки.1070574 оставитель В.фукаловехредВ.Дапекорей ; Ко й Т.Мерме едак исное Патентф ул.Проектная, 4113035,Филиал Тираж 699 Государственного делам изобретений сква, Ж, РаушсПокомитета СССРи открытийая наб., д, 4 ектор Г. Решетни