Система управления вибростендом

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свнд-ву 1 е 49193222) Заявлено 1406.79 (21) 2782280/18-.24с присоединением заявки Ио(23) ПриоритетОпубликовано 230681. Бюллетень Йо 23Дата опубликования описания 250681 Р 1)м К 3 О 05 В 19/02 6 05 О 19/00 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(73) Заявитель Институт проблем машиностроения АН Украинской ССР(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВИБРОСТЕНДОМ где Ах амплитуда сигнала задающего устройства;общий коэффициент передачи управляющего устройства и вибростендана частоте виброиспытаний и. КЦю) Изобретение относится к автоматическому регулированию, в частности к системам управления экспериментальными установками, и предназначено5 для испытаний приборов и машин на электродинамическом вибрационном стенде. По основному авт. св 9 491932известна система управления вибростендом, содержащая датчик вибраций,.соединенный через усилители со входом усилителя обратной связи, последовательно соединенные задающее устройство, элемент сравнения и управляющее устройство, соединенное с .вибростендом, фазовый ключ, фильтр,фазосдвигающий блок и два формирователя, вход одного из которых подключен к выходу задающего устройства, 20вход другого - к выходу усилителя, авыходы обоих формирователей подключены к соответствующим входам фазового ключа, выход которого черезфильтр связан с одним из входов фазосдвигающего блока, с другим входомкоторого соединен выход усилителяобратной связи, а выход - с соответствующим входом элемента сравнения 1); В известной системе для повышения точности воспроизведения вибрации и улучшения условий устойчивости устранен сдвиг по фазе между сигналами, поступающими на элемент сравнения, выходной сигнал которого преобразуется управляющим устройством в сигнал управления вибростендом. Следовательно, для формирования сигнала управления вибростендом требуется наличие выходного сигнала элемента сравнения. Однако, наличие выходного сигнала элемента сравнения обуславливает отличие амплитуд сигналов задающего устройства и усилитеЛя, что приводит к зависящей от частоты виброиспытаниЯ ошибке по амплитуде между сигналами задающего устройства и усилителя, которая определяется выражением1ф " 1+)К( ) ( )55 60 б 5 Цель изобретения - повышение точности воспроизведения вибраций, т.е.точности системы.Пбставленная цель достигаетсн тем,что в систему управления вибростендомвведены последовательно соединенныедополнительный элемент сравнения, фа-,зовый детектор, группа ключевых элементов, интегратор .и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления,второй вход которого подключен к выходу задающего устройства, ко второму входу Фазового детектора и к первому входу дополнительного элементасравнения, а выход - к соответствующему входу элемента сравнения, причем второй вход дополнительного элемента сравнения подсоединен, к выходуфазосдвигающего блока.На чертеже представлена блок-схема системы.Система содержит задающее устройство 1, усилитель 2 с регулируемымкоэффициентом усиления, имеющий преобразующий 3 и управляющий 4 входы,элемент 5 сравнения, управляющееустройство б, вибростенд 7 с испытуемым объектом, датчик 8 вибраций,усилитель 9, устройство 10 для корректировки фазы, дополнительный элемент 11 сравнения, Фазовый детектор12, ключевой элемент 13 с управляющим 14 и преобразующим 15 входами,ключевой элемент 16 с управляющим 17и преобразующим 18 входами, интегратор 19, фазосдвигающий блок 20, усилитель 21 обратной связи, фильтр 22,фазовый ключ 23 и формирователи 24и 25.ФСистема работает следующим образом.Гармонический сигнал х(с) с устройства 1 через усилитель 2 поступает на элемент 5, где сравниваетсяс выходным сигналом г (с) устройства 10. Сигнал рассогласования Ес)поступает на устройство б, котороепреобразует его в сигнал управлениявибростендом 7. Колебания испытуемогообъекта, установленного на платформевибростенда, преобразуются с помощьюдатчика 8 в электрический сигнал, который усиливается усилителем 9. Выходной сигнал у(с) усилителя 9, являющийся одновременно и выходным сигналом у(с) системы, через устройство 10 поступает на элементы 5 и 11. В устройстве 10 происходит корректи ровка фазы сигнала у(с) без изменения его амплитуды таким образом, что устраняется сдвиг по фазе между сигналами г(с) и х(с). Начальный коэффициент передачи усилителя 2, равный единице, устанавливается при отключениис от интегратора 19 элементах 13 и, 16 при помощи опорного напряжения Чой, поступающего на вход 26 задания начальных условий интегратору 19, В таком случае установившееся значение ошиб ки по амплитуде системы между сигналами х(с) и у(с) (амплитуды сигналовг 4(с) и у(с) равны) равно амплитудесигнала Ес) и определяется выражением (1), Ошибка эта зависит от частоты виброиспытаний. и всегда отличнаот нуля. Полное устранение ошибки поамплитуде между сигналами х(с) и у(С)возможно подключением элементов 13либо 16 ко входам интегратора 19,В этом случае коэффициент усиленияусилителя 2 регулируется либо в сторону увеличения, либо в сторонууменьшения от значения единицы в зависимости от амплитуды ошибки Е(с)= х(с) - г(с), Так как фазы сигналов х(с) и г (с) совпадают, то приАхАг (Аг- амплитуда сигналаг,(с, совпадают также фазы сигналов Ег(с) х(с) (сигнал г (с) поступает на вычитающий вход элемен та 11), а при Ах С Аг фазы сигналовЕг(с) и х(с) отличаются на 180 О. ПриАх : Аг, выполняется условие Е (с)=0.йВыходной сигнал г(с) детектора 12при подаче на его входы сигналов 25 Еа(с) и х(с) положительный при Ах ))Аг, так как фазы сигналов Е(с) их(с) совпадают, отрицательный приАхАг и равен нулю. при Ах = Аг.При г(с) ) 0 срабатывает элемент 13и ко входу интегратора 19 подключается напряжение Ьп, поступающее навход 15 элемента 13, Выходной сигнал У, интегратора 19 уменьшается.Уменьшение напряжения У р на входе 4 усилителя 2 способствует увеличению коэффициента усиления усилителя 2, что вызывает увеличение амплитуды сигналов у(с), г,(с). Уменьшение напряжения Чр происходит дотех пор, пока амплитуды сигналов 40 х(с) и г (с) не сравняются. В этомслучае вйполняется соотношение Е (с)=О,гг(с), а элемент 13 отключаетнапряжение Ур,г от входа интегратора 19. При г(с)0 ко входу инте гратора 19 подключается +Ч, поступающее на вход 18 элемейта 16,что вызывает увеличение напряженияЧпр, уменьшение коэффициента усиле-нйя усилителя 2,. уменьшение амплитуд 50 сигналов у (с), г (с) и Ед (с) . В Обоих случаях автоматическим регулированием коэффициента усиления усилителя 2 обеспечивается стремление Е(с)к нулю. Таким образом, полностью устраняется ошибка поамплитуде между сигналами х(с) и у(с),Использование в системе управления вибростендом вновь введенных элементов с укаэанными связями выгодноотличает предлагаемую систему управления вибростендом от известной системы, так как она позволяет существенно повысить .точность воспроизведения вибраций,840803 формула изобретения Составитель И. КолокольцовРедактор Н, Лазаренко Техред 3. фанта Корректор М. По Тираж 940 ВНИИПИ Государственного по делам Изобретений 113035, Москва, З, РаушПодписноеомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/ Заказ 4761 б филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Система управления вибростендом по авт. св. В 491932, о т л и ч а ющ а я с я тем, что,. с целью повышения точности системы, в нее введены последовательно соединенные дополнительный элемент сравнения, фазовый детектор, группа ключевых элементов, интегратор и усилитель с регулируеьаюм . коэффициентом усиления, второй вход которого подключен к выходу задающего устройства, ко второму входу фазового детектора и к .первому входу дополнительного элемента сравнения, а выход - к соответствующему входу элемента сравнения, причем второй вход дополнительного элемента сравнения подсоединен к выходу фазосдвигающего блока Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1. Авторское свидетельство СССР В 491932, кл. С 05 В 19/02, 1974