Система управления вибростендом

Савв Советских Социалистичесни я РеспубликОп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(5 ЦМ. ил.з 6 05 В 19/02 с присоединением заявки йо Государствеии ый комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретени В.П.Шпач Божк явитель Институт проблем машиностроения"АН У 54) СИСТЕМА РАВЛЕНИЯ ВИБРОСТЕНДОМ и ул еью,э адактяе-.амтщи туда сигналаго устройства;общий коэффициент перед управляющего устройства вибростенда на частоте виброиспытаний Ы. к ЗО я повыше ния вибр Йзобретение относится к автоматй- ций учшения условий устойчивостическому регулированию, в частности сист устранен сдвиг по фазе межк системам управления экспериментальду сигналами, поступающими на элеными установками,и предназначенодля 5 мент сравнения. Выходной сигнал элеиспытаний приборов и машин на электроди- мента сравнения преобразуется управнамическом вибрационном стенде. ляющим устройством в сигнал управПо основному авт.св. 9491932 из-.ленин вибростендом 11 .вестча система управления вибростен-. . Однако наличие выходного сигналадом, содержащая датчик вибраций, о элемента сравнения обуСлавливает от"соединенный через первый усилитель личие амплитуд сигналов задающегосо.входом усилителя обратной связи., устройства и согласующего усилителя,и последовательно соединенные задаю- так как амплитуда выходного сигналащее устройство, элемент сравнения и устройства корректировки фазы равнауправлякщее устройство, соединенное амплитуде выходного сигнала согласуюс вибростендом, фазовый ключ, фильтр, щего усилителя. Таким образом, в15"первый фаэосдвигающий блок и дваизвестной системе всегда имеет местоформирователя, вход одного иэ кото- эавнсящая от частоты виброиспытанкй.рых подключен к.выходу задакщего . ошибка по амплитуде между сигналамиустройства, вход другого - к выходу задающего устройства и согласукщего.усилителя, а выходы обоих формирова- . 2 О усилителя, которая определяетсятелей подключены к соответствующим . выражением.входам фазового ключа, выход которо- В=Аго.через фильтр связан с одним иэ ., " 144 КЯЮ)входов фазосдвигающЕго блока, с дру-гим входом которого соединен выход где Дкусилителя обратной связи, а выходс соответствукщим входом элемента КЯЯ- ач:сравнения. иВ известной системе длния точности воспроизведе аО 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 Цель изобретения - повышение точности системы.Это достигается тем, что в системе управления вибростендом. Установлены последовательно соединенные устройство,для управления коэффициентом передачи и второй усилитель, причем выход задающего устройства соединен с первым входом устройства для управления коэффициентом передачи и через второй усилитель - с соответствующим входом элемента сравнения, выход устройства для корректировки фаЗы сочинен со вторым входом устройства для управления коэффициентом передачи.Устройство для управления коэффициентом передачи содержит источник опорного напряжения и последовательно соединенные второй фазосдвигающий блок, первый сумматор, фазовый де. тектор, второй сумматор и интегратор, второй вход которого соединен с первым выходом источника опорного напряжения, второй выход которого соединен со вторым входом второго сумматора, второй вход фазового детектора и второй вход первого сумматора соединены с первым входом устройства для управления коэффициентом передачи, второй вхоц которого соединен со входом второго фазосдвигающего блока, а выход - с выходом интегратора.На чертеже приведена блок-схема системы.Система содержит задающее устройство 1, элемент 2.сравнения, управляющее устройство 3, вибростенд 4, испытуемый объект 5, датчик б вибраций, первый усилитель 7, усилитель 8 обратной связи, устройство 9 для корректировки. фазы, первый Фазосдвигающий блок 10, два формирователя 11 и 12, фазовый ключ 13, Фильтр 14, второй фаэосдвигающий блок 15; первый и второй сумматоры 16 и 17, фазовый детектор 18, интегратор 19, источник 20 опорного напряжения, второйусилитель 21, устройство 22 дляуправления коэффициентом передачи.Система работает следующим образом.Сигналы с задакицего устройства 1через второй усилитель 21 и элемент2 сравнения поступают на управляющее устройство 3, воздействующее навибростенд 4. Вследствие этого приводится в движение платформа вибростенда с закрепленным на ней испытуемым объектом, 5.Сигналы с датчика б вибраций усиливаются первым усилителем 7, поступают на вход усилителя 8 обратнойсвязи и через формирователь 12на один из входов фазового ключа13, на другой вход фазового ключа через Формирователв 11 поступаетсигнал с выхода задающего устройства 1. Выходной сигнал с Фазового клю-,ча 13 несет информацию о сдвиге фаз между сигналом задающего устройства 1 и сигналом датчика б. Фильтр 14 формирует напряжение,пропорциональное этому сдвигу фаэ.Выходной сигнал фильтра поступаетна Фазосдвигающий блок 10, последовательно включенный в цепь обратнойсвязи. Происходит корректировка фазы сигнала обратной связи, который поступает на элемент 2 сравнения. Сигнал рассогласования через управляющее устройство воздействует .на подвижную часть вибростенда.Начальный коэффициент передачи второго усилителя 21 равен единице и устанавливается при отключенном от интегратора 19 втором сумматоре 1 7 с помощью опорного напряжения 00, поступающего на вход задания начальных условий интегратору 19 от источника 20 опорногонапряжения. В этом случае установившееся значение ошибки по амплитуде системы управления вибростендом между сигналами 04 и О 7 (амплитуды сигналов О Л и О равны) равно амплитуде сигнала О и определяется выражением (1). Ошйбка эта зависит от частоты виброиспытаний и всегда отлична от нуля. Полное устранение ошибки по амплитуде между сигналами О л и О 9 возможно подключением на вход интегратора 19 второго сумматора 17 с инверти рующим входом.В этом случае коэффициент передачи усилителя 21 регулируется либо в сторону увеличения, либо в сторону уменьшения от значения единицы в зависимости от соотношения амплитуд сигналов О 1 и О 9При А лА 9 коэффициент передачи увеличивается (сигнал 09 Уменьшается), при А Л с А 9 уменьшается (сигнал О,19 увеличивается), а при А Л = А 9 регулирование коэффициента передачи прекращается. При АЛ = Ао выходной сигнал О второго сумматора 17, равен нулю. При О = АЛь 1 п ядля промежуточных сигналов системы управления справед- ливы следующие соотношения О 9 : А кБп Яе; О 1 = А 1 р 1 п(Ы с); Ау=А 9 г ОЛ 6 О Л + Ощ = Ал 51 п (ЙЙ + А 1 1 п И Й- -90) = АЬв 1 п(М 1- у); Аь = А + А ар = агсц(А 9/Ал) . При А 9= Ал получйм Ц = 45 о, так как агс 9 (1) = 45.Таким образом, о наличии погрешности между амплитудами А Л и Ау можно судить по величине отклонения сдвига по фазе 1/ между сигналами О(ь и ОЛ, от значения 45,. Выходной сиг.- нал 08 фазового детектора 18, харак" теризующий собой текущий Фазовый сдвиг между сигналами О 1 и ОЛ, поступает на второй сумматор 17. Одновременно на второй сумматор 17 поступает опорное напряжение О . По вЕличине и знаку опорное напряжение О равно величине и знаку выходного324144 Формула изобретения 108 писн нтск,ектна сигнала Ощ фазовогодетектора 18 при ф = 45 ф. Таким образом, при А 9 =, А т.е. при= 45, сигнал От = -О"+ + ОВ равен нулю При А 9) А получимй( О 1 0, О0, что способствует увеличению сигнала 09 на управляющем входе второго усилителя 21, а это вызывает уменьшение коэффициента передачи усилителя 21, Увеличение напряжения 09 происходит до тех пор, пока амплитуды сигналов О, и 0 9 не сравняются. В этом случае выполняются соотношения (А 9/А) = 1,= 45 ОЬ = Оц; Оп О. При А 9 ( А получаем ОВ й О, О ( О, что способствует уменьшению сигнала 09, увеличению коэффициента передачи второго усилителя 21 и амплитуды сигнала Од,. В обоих случаях автоматическим регулированием коэффициента передачи второго усилителя 21 Обеспечивается стремление 07 к нулю, О, 0", (У Е 45", А 93 сА .Таким образом, полностью устраняется ошибка по амплитуде между сигналами О(, 09 и От.. Предлагаемая система по сравнению с известной позволяет повысить точность воспроизведения вибраций примерно на 3. 1. Система управления вибростендом по авт.св. 9491932, о т л ич аю щ а я с я тем, что, с целью повыщения точности системз, в ней установлены последовательно соединенныеустройство для управления коэффициентом передачи и второй усилитель,причем выход задающего устройства соединен с первым входом устройствадля управления коэффициентом передачи и через второй усилитель - с соответствующим входом элемента сравнения, выход устройства для корректировки фазы соединен со вторым входомустройства для управления коэффициентом передачи,2. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что устройство дляуправления коэффициентом передачи15 содержит источник опорного напряжения и последовательно соединенныевторой фазосдвигающий блок, первыйсумматор, фазовый детектор, второйсумматор и интегратор, второй входЩ которого соединен с первым выходомисточника опорного напряжения, второй выход которого соединен со вторым входом второго сумматора, второй вход фазового детектора и второйвход первого сумматора соединены спервым входом устройства для управления коэффициентом передачи, второйвход которого соединен со входомвторого фазосдвигающего блока, авыход - с выходом интегратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9491432, кл. 6 05 В 19/02, 22.03.76