Устройство для определения динамических характеристик колебательных систем

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пи 717725 Сфюз Советск ихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет . Мумретввиай квкитвт ССВР ио авиано иэабРвтеиий(088,8) Дата опубликования описания 28.02.80 В-Р, В, Атстуценас, Р. П. Атступенене и Э-С. Б, Славицкас(72) Авторы изобретения Каунасский политехнический институт Имени Антанаса Снечкуса(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХХАРАКТЕРИСТИК КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Изобретение относится к областй автоматики и может найти применение при "виброисттытайиях; и исследовании нелинейных колебательных систем.Известно устройство для определения динамических характеристик колебатель,ных систем, содержащее датчики переме 1 щеныя,скорости й ускоренйя, йндиттатор и переключатель 113Его недостаток состоит в том, что с10 его помощью получаются характеристики . в виде последовательности точек по затухающим колебаниям, что делает необходимой последующую интерполяцию, связанную с дополнительной затратой времени и субьективными погрешностями" Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для определения динамических характеристик колебательных систем, содержащее блок индикаторов и блок датчиков фазовых координат, первый выход которого подключен к первому входу коммутатора и входу первого ннверторв, второй выход - ко второму входу коммутатора н входу второго инвертора, третий выход - к одному входу сумматора, к другому входу которого подключен выход источника напряжения, выход первого н второго ннверторов связаны соответственно с третьим и четвертым входами коммутатора, первый выход которого соединен со входом формирователя импульсов 31.Его недостаток заключается в том, что с его помощью получаются характеристики в виде графиков, а не аналитических выражений и в необработанном виде могут быть. использованы лишь для визуальной оценки. Если же должны быть определены характеристики как составные части математической модели идентифицируемой системы, подлежащей последующему внвцатескому исследованию, то необходимо получить аналитические выражения характеристик. Поатому графики приходится аппроксимировать аналитическими выражениями, что увеличввает затрату времени717 и труда, а также снижает точность получения аналитических выражений характеристик;Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит вычислительный блок, цва блока селективной памяти,счетчикимпульсов и целитель частоты, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход со входом счетчика, выходы которого соединень 1 с соответствующими управляющими входами блокоЫ "селективнойпамяти, ксигйально-му входу одного из которых подключен второй выход коммутатора, к сигнальному "входу другого,-. выход сумматбра; к выходам бцоков селективной памяти - соот-, ввтствующиъ входы вычислительного блока, выходы которого связаны с соотввтствующими входами блока "индикаторов;Блок.Схема устройства -ъредСтавлена р яа чертеже.Устройство соцержит блок датчиков 1,йсточнйкнапряжения 2, инверторы 3 й 4, сумматор 5, коммутатор 6, формирователь импульсов 7, делитель частоты (повторения импульсов) 8, счетчик 9, блоки селективной памяти 10 и 11, вычислительный блок 12, блок инщщаторов 13, ячейки селективной памяти 14, индикаторы16,. 7 10 13 показывают значение, этих коэффиф циентов. 30 При режиме А коммутатор 6 обеспечиваетсоединение входа формирователя импульсов 7 с первым выходом блока датчиков1, а входов ячеек блока селективной па-мяти 10 - со вторым выходом этого блока датчиков, Аналогично, при режиме ра боты Б упомянутые входы соединяютсясоответственно с , выходами инверторов3 и 4, при режиме работы В - с первым т" и вторым выходами блоков датчиков 1,а при режиме работы Г - с выходами,инверторов 4 и 3. При медленном изменении амйлитуды вынужденных или свободУстройство работает следующим об- ,разом. При поступлении на входы сумматора 6 с выходов блока датчиков 1 и - источника напряжения 2 пропорциональныхускорению и возмущающей силе сигналов, масштабы которых согласованы, наеговйходе получается сигнал, пропорциональный сумме "потенциальной и демпйщующей сил: таккак в колебательной системе эта сумМе уравновешена суммой возму-щающей сйлы и силы инерции пропбрциональной ускорению, Этот Сигнал"поступае на входы ячеек селективной памяти Х 4второго блока селективной памяти 11, которые запоминают напряжение,равное выходному сигналу сумматора 5 лишь в те короткие промежутки-времейй; кбгца с соответствующего выхода счетчика 9на управляющий вход каждой "п 6-огради ячейкй пбступаетиМйульс", а"имейно в мо- менты изменения знака входного сигнала связанного с коммутатором 6 формйрователя импульсов 7 и одном направлении . каждый, каждый второй, каждый третий . раз и т.ц. в зависимости от настройки делителя частоты повторения импульсов 5. Оцйовременно тот же управляющий импульс поступает и на управляюшие вхо 25 4 ды соответствующих ячеек селективной памяти 14, блок селективной памяти 10,на сигнальныевходы которых подаетсясигнал, пропорциональный колебательному смещению (если определяется потенциальная характеристика или скорости (еслиопределяется демпфирующая характеристика). Таким образом ячейки блока селективной памяти 10 запоминайт и передают на входы вычислительного блока 12 напражения, пропорциональные абсциссам, точек Потенциальной или диссапативной характеристики, а ячейки блока,селективной памяти 11 запоминают и передают на входывычйслительного блока 12 напряженияпропорциональные ординате этих же точек.В вычислительном блоке йроизводятся математические действия согласно какой-либо аппроксимирионной или интерполяционной формулепозволяющие по координатамогределенвого .количества точек функцииполучить коэффициенты ее аналитического выражения в виде полинома, Индикаторы Устройство имеет четыре возможных режима работы; А - определение положителЬной ветви потенциальной характерис- тики, Б - определение ее отрицательной ветви, В - определение положительной ветви демпфирующей характеристики и Г - определение ее отрицательной ветви; ных колебаний ячейки блоков селективнойпамяти 10 и 11 запоминают координатыточек характеристики в интервале изменения иот максимального значения до нуля,а делитель частоты повторения импульсов/8 настраивается так, чтобы количество этих координат не превышало количества ячеек селективной памяти 14 блоков селективной памяти 10 и 11 согласованное с внутренней структурой вычислительного блока 12,Использование описанного устройства дает возможность получить параметры:Фо р м у Лаи э о б р е т е н и я Устройство для определения динамических характеристик колебательных сисм тем, содержащее блок индикаторов и блок датчиков фазовых координат, первый выход которого подключен к первому входу коммутатора и входу первого инвертарн; второй выход - ко второму входу коммутатора и входу второго инвертора, третий выход - к одному входу суммато е ра, к другому входу которого подклочен. выход источника напряжения, выходы первого и второго инверторов связаны соответственно с третьим и четвертым входами коммутатора, первый выход которо го соединен со входом формирователя 5аналитических выражений характеристик восстанавливающей и демпфирующей сил с минимальной затратой времени и с минимальными погрешностями, не включаМ-щими субъективных ошибок. То есть, изоб-рвтение дает. как технический, так и эко- номический аффект.Ф 25 6импульсов, о т ли ч а ю щ е е с я тем что с целью повышения точности устройства, оно содержит вычислительный блок, два блока селективной памяти, счетчик импульсов и делитель частоты, вход которого соединен с выходом формирователяимпульсов, а выход со входом счетчика, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами блоков селективной памяти, к сигнальному вхо,ду одного из которых подключен второй выход коммутатора, к сигнальному входу другого -выход сумматора, к вйходам бло-ков селективной памяти -соответствующие входы вычислительного "блока, выходы которого связаны с соответствукяними входами блока индикаторов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР позаявке% 23027877124, кл. 6 05 В 23102,16.02.76.2. Авторское. свидетельство СССРпо заявке М 2348344/18-24,Фл, ( 05 В 23/02, 12.04.76 (прототип).