Устройство для определения динамических характеристик колебательных систем

О П И С А Н И Еп 1) 59 О 698 Союз Советских Социалистических Ресвублнк(51) М Кч з б 05 В 23/О соединением заявкиГосударственный комитет Совета 3 йииистров СССР ло делам изобретенийн открытий 23) П итет 3) УДК 62-50(088.8)(4 публиковано 30,01.78. Бюллетеньта опубликования описания 08.02,78 2) Авторы изобретен В,-Р, В. Атступенас, Р, П. Атступенене, К, М, Рагульскис Э.-С. Б. Славицкас аунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса(71) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИ ХАРАКТЕРИСТИК КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМтора. Структур 5 на на черте Она соде ники напряг рой 5 инвер ный преобр О формироватная схема устке. )жит первый ения, суммат торы, коммута азователь 7, ель 8 импульс гсточ 1 вто наль себ 1 и второи 2ор 3, первый 4тор б, функцпвключающийов, первый 9 втоИзобретение относится к приборостроению и может найти применение при виброиспытаниях и исследовании нелинейных колебательных систем.Известны устройства для определения динамических характеристик колебательных систем, в которых характеристики восстанавливающей и демпфирующей сил определяются по стационарным колебаниям посредством воспроизведения законов распределения колебательного смещения и скорости и их центральных моментов с последуюцей обработкой их в функциональном преобразователе 1, 21.Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения динамических характеристик колебательных систем, содержащее первый и второй источники напряжения, коммутатор, первый выход которого через формирователь импульсов соединен с управляющими входами первого и второго ключей, и двухкоординатный регистратор 3).К недостаткам такого устройства следует отнести его функциональную сложность, снижающую точность получаемых результатов, и невозможность получения характеристик исследуемой системы только по временным характеристикам вибрационного процесса, Указанное устройство предполагает предварительное определение и введение функций эквивалентного коэффициента жесткости, эквивалентного коэффициента демпфирования и затухания. Это также снижает точность и значительно увеличивает трудоемкость процесса определения динамических характеристик.Цель изобретения - повышение точности устройства.Для этого в устройстве установлены дза инвертора, сумматор и два блока памяти, причем первый и второй выходы второго источника напряжения соединены непосредственно и через инверторы с соответствующими входамц коммутатора, второй выход которого через последовательно соединенные первый ключ и первый блок памяти подключен к одному пз входов двухкоординатного регистратора, выход первого источника напряжения и третий выход второго источника напряжения соединены с входамп сумматора, выход которого через последовательно соединенные второй ключ и второй блок памяти подключен к другому входу двухкоординатного регистраройства представл2рой 10 ключи, первый 11 и второй 12 блоки памяти, и двухкоординатный регистратор 13.Устройство работает следующим образом.При поступлении на входы сумматора 3 с выходов первого 1 и второго 2 источников напряжения, пропорциональных ускорению ивозмущающей силе сигналов, разнодименсионные масштабы которых согласованы, на еговыходе получается сигнал, пропорциональный сумме потенциальной и демпфирующей сил, так как в колебательной системе эта сумма уравновешена суммой возмущающей силы и силы инерции, пропорциональной ускорению, Этот сигнал поступает на вход второго ключа 10, на выходе которого появляется сигнал, 15 равный выходному сигналу сумматора 3 лишь в те короткие промежутки времени, когда с выхода формирователя 8 на управляющий вход ключа 10 подается импульс, а именно в моменты изменения знака входного сигнала 20 формирователя импульсов в одном направлении (в описываемом случае - с положительного на отрицательный).Выходной сигнал ключа 10 проходит на вход блока 12 памяти одновременно с посту пающим на его управляющий вход импульсом с выхода формирователя 8, В результате на выходе блока 12 памяти получается напряжение, равное напряжению выходного импульса ключа 10. Это напряжение поддерживается ЗО постоянным до момента поступления на его входы следующих импульсов с выходов ключа 10 и формирователя 8.Таким образом, на выходе блока 12 памяти оказывается ступенчатый сигнал, уровень 35 ступеней которого пропорционален значениям потенциальной или демпфирующей силы в моменты времени, когда одна из них равна нулю. Этот сигнал поступает на первый вход двухкоординатного регистратора 13, на вто рой вход которого с выхода блока 11 памяти подается аналогичный ступенчатый сигнал развертки, уровень ступеней которого пропорционален соответствующим фиксированным значениям колебательного смещения (если 45 определяется потенциальная характеристика) или скорости (если определяется демпфирующая характеристика).Устройство имеет четыре возможных режима работы: А - определение положительной 50 ветви потенциальной характеристики; Б - определение ее отрицательной ветви; В - определение положительной ветви демпфирующей характеристики; Г - определение ее отрицательной ветви. 55При режиме работы А коммутатор б обеспечивает соединение входа формирователя 8 импульсов с первым выходом источника 2 напряжения, а входа ключа 9 - с вторым выходом этого же источника. Аналогично, при ре жиме работы Б упомянутые входы соединяются соответственно с выходами инверторов 4 и 5, при режиме работы В - с первым и вторым выходами источника 1 напряжения, а в режиме работы Г - с выходами инверторов о и 65 44, В случае медленного изменения амплитуды колебаний регистратор 13 фиксирует соответствующую ветвь одной из характеристик в виде ломаной кривой, длину равномерных участков которой можно регулировать путем изменения частоты колебания и скорости увеличения (или уменьшения) амплитуды. Устройство пригодно и для определения характеристик по свободным затухающим колебаниям (при этом сигнал источника 1 напряжения равен нулю), однако в этом случае нет возможности регулировать длину равномерных участков фиксируемой характеристики. Если колебательный процесс быстро затухает, процесс повторяется несколько раз при других начальных условиях, и точки всех полученных кривых соединяются плавной кривой.В качестве источника напряжений, пропорциональных временным характеристикам колебательного процесса, может быть использован виброизмерительный прибор, состоящий из датчика ускорений, усилителя и двух интегрирующих усилителей, устройство воспроизведения сигнала датчика по записи совместно с соответствующими усилителями, устройство воспроизведения всех трех временных характеристик по записи и др,Применение предлагаемого устройства даег возможность получить графики характеристик восстанавливающей и демпфирующей сил с минимальными погрешностями и с минимальной трудоемкостью, без предварительного определения и введения в устройство вспомогательных функций, только по временным характеристикам и по процессу возбуждения колебательного движения, т. е, изобретение дает как технический, так и экономический эффект.Формула изобретенияУстройство для определения динамических характеристик колебательных систем, содержащее первый и второй источники напряжения, коммутатор, первый выход которого соединен через формирователь импульсов с управляющими входами первого и второго ключей, и двухкоординатный регистратор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в нем установлены два инвертора, сумматор и два блока памяти, причем первый и второй выходы второго источника напряжения соединены непосредственно и через инверторы с соответствующими входами коммутатора, второй выход которого через последовательно соединенные первый ключ и первый блок памяти соединен с одним из входов двух- координатного регистратора, выход первого источника напряжения и третий выход второго источника напряжения соединены с входами сумматора, выход которого через последовательно соединенные второй ключ и второй блок памяти соединен с другим входом двухкоординатного регистратора,590698 Составитель Г. Романченко Техред А. Камышникова Корректор А. Степанова Редактор И, Грузова Заказ 3184/14 Изд, Ма 161 Тираж 1109 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР417771,кл. Ст 05 В 23/02, 1972. 6 2, Авторское свидетельство СССР 483654,кл. Ст 05 В 23/02, 1973. 3. Авторское свидетельство СССР 450139,кл. 6 05 В 23/02, 1973. 5