Устройство для управления вибростендом

ОПИСАНИЕИЗОЬРЕтЕНИЯ 88 З 865 Союз Сфветскнк Сецнаанстическмк Республик(22 Заявлено 10,03,80 (21) 2893534/18-24 р 1)м. кл.з с присоединением заявки Йо 6 05 В 15/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 23. 11, 81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВИБРОСТЕНПОМ Изобретение относится к управлению и регулированию и предназначено для управления виброиспытаниями объектов с применением вычислительных устройств.Известно устройство для управления испытаниями изделий на случай- ные вибрации, содержащее многоканальную замкнутую систему управления, блок промежуточной памяти и переключатель 11 .Недостатками этого устройства яв-. ляются низкое быстродействие и невысокая точность воспроизведения вибрационного состояния объекта.Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для управления вибростендом, содержащее последовательно соединенные блок вычисления вибрационных характеристик и блок сравнения, связанный со входом вибростенда с объектом, а также датчик вибрации. объекта, выход которого подключен к первому входу блока вычисления вибрационных характеристик, второй вход которого соединен со вторым входом блока сравнения, к выходу датчика вибрации вибростенда и через блок вычисления матрицы - с первым Ф входам блока вычисления сигнала управления, второй вход которого подключен к выходу блока вычисления вибрационных характеристик и входу блока записи, выход которого через усилитель соединен с третьим входом блока сравнения, второй вход усилителя соединен с выходом блока вычисления сигнала управления и с третьим входом блока вычисления виб" рационных характеристик 2. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достига 15 ется тем, что в устройстве для управления вибростендом второй вход и выход блока вычисления матрицы подключены соответственно. к выходу ичетвертому входу блока вычисления 20 вибрационных характеристик.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.устройство содержит блок 1 вычисления вибрационных характеристик,блок 2 сравнения, вибростенд Э,объект4 испытаний, первый датчик 5 вибраций, второй датчик 6 вибраций,о.ок 7 записи и воспроизведения сигнала, усилитель 8, блок 9 вычисления ЗО сигнала управления и блок 10 вычисле 883865ния матрицы вероятностных характеристик, например ЭВМ Электроника.Устройство работает следующим образом.Функционирование устройства включает в себя три режима: идентификации, управления и виброиспытаний.В режиме идентификации, целью которого является получение матриц передаточных функций вибростенда 3 и объекта 4, блок 1 с применением блока 10 формирует скалярный случайный процесс и через блок 2 сравнения последовательно подает его на вибростенд 3, Блок 2 сравнения, вибростенд 3 и первый датчик 5 вибраций образуют нормальный сервогидравлический регулировочный контур, обеспечивающий соответствующее перемещение рабочего стола вибростенда 3. Назначение этого контура регулирования в остальных режимах работы аналогично.Реакция вибростенда 3 и объекта 4, которая представляет собой выходные сигналы первого 5 и второго б датчиков вибраций соответственно, посту-пает в блок 1, который с помоц 1 ью блока 10 вычисляет искомые матрицы передаточных функций. Последние являются исходным параметром для режима управления, который служитдля выработки управляющих воздействий на входе вибростенда 3 при достижении заданной точности совпадения матрицы вероятностных характеристик реакции вибростенда 3 с эталонной. Эталонную матрицу определяет блок 1 по заданной матрице вероятностных характеристик выходного сигнала обьекта 4 испытаний, рассчитанной по даннь 1 м. эксплуатации, и полученной в режиме идентификации матрице его передаточных функций, В качестве заданной матрицы можно использова.ть, например, матрицу спектральных плотностей.В режиме управления, используя математическую модель, отражающую зависимость между матрицей вероятностных характеристик реакции вибростенда 3 и управляемыми параметрами его входного сигнала, блок 1 с применением блока 10 формирует по эталонной матрице вероятностных характеристик случайный процесс вибраций х(с) и через блок 2 сравнения подает его на вибростенд 3. Реакция вибростенда 3 у(с) с выхода первого датчика 5 вибраций поступает в блок 1Блок 1 с применением блока 10 вычисляет оценки соответствующих вероятностных характеристик, сравнивает их с эталонными и вычисляет векторошибок, к которому применяют итерационный алгоритм коррекции параметров/ случайного процесса вибраций хс).По скорректированному вектору управляемых параметров блок 1 формирует новый случайный процесс вибра 5 015 выхода первого датчика 5 вибраций на вход блока 10,где вычисляют матрицу его вероятностных характеристик. Элементы псследней в блоке 9 вычисления сигнала управления вычитают из соответствующих элементов эталонной матрицы и по реэультируюцему вектору ошибок Формируют сигнал управления, который поступает на вход усилителя 8, изменяя соответствующим образом амплитуду сигнала вибраций. Одновременно в блоке 9 Формируют критерий останова, характеризующий степень соответствия вычисленной в блоке 10 матрицы вероятностных характеристик эталонной. Если полученный критерий останова превышает допустимое значение, с выхода блока 9 в блок 1 поступает соответствующий сигнал и устройство переводится в режим идентификации, а затем управления. По окончании режима управления блок 1 перезаписывает вновь сформированный сигнал управляюцих воздействий х(с) в блок 7 записи и воспроизведения сигнала и возвращает устройство в режим виброиспытаний.Сигналы с контролируемых точек объекта 4, регистрируемых вторым датчиком б вибраций поступают в блок 1, который совместно с блоком 10, прерывающим на требуемое время обработку информации с первого датчика 5 вибраций, обрабатывают данные испытаний, Время проведения виброиспытаний задает таймер блока 1, Остановка работы устройства осуществляется с пульта блока 1.Применение предлагаемого устройства позволяет снизить затраты примерно на 60 тыс.руб, по сравнению с известным за счет исключения блока вычисления преобразований Фурье. Качество контроля испытаний при этом практически не снижается, поскольку обращение к.блоку 10 при обработке информации с контролируемых точек объекта происходит эпизодически. 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 ций х(с) и через блок 2 сравненияподает его на вибростенд 3. Выполнение итераций производится до тех пор, пока не выполнены условия соответствия матрицы вероятностных характеристик процесса у(с) эталонной,Если после нулевой итерации вектор ошибок не превышает допустимой величины, коррекцию параметров случайного процесса вибраций х(с) не проводят. В заключение режима управления блок 1 записывает сформированный сигнал управляющих воздействий в блок 7,а эталонную матрицу вероятностных характеристик - в блок 9 вычислениясигнала управленияВ режиме виброиспытаний блок 7 подает сформированный сигнал вибраций х(с) через усилитель 8 и блок 2сравнения на вибростенд 3, Сигнал реакции вибростенда 3 поступает с883865 Формула изобретения Составитель Техред А.Баб едактор Н. Рогули Подписноенного комитета СССРетений и открытийРаушская наб., д. Тираж 943 ИИПИ Государств по делам изоб 35, Москва, Жказ 10230/72 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Кроме того, блок 10 в режимах идентификации и управления позволяет разгрузить блок 1 по сравнению с известным, где блок вычисления преобразований Фурье вычисляет толь.ко комплексные коэффициенты преобразований Фурье, а оценки матриц вероятностных характеристик рассчитывает блок 1.За базовый объект может быть принята система управления вибростендом фирмы "5 сЬепЕ",Устройство для управления вибро стендом, содержащее последовательно соединенные блок вычисления вибрационных характеристик и блок сравнения, связанный со входом вибростенда с объектом, а также датчик вибра- щ ций объекта, выход которого подключен к первому входу блока вычисления вибрационных характеристик, второй вход которого соединен со вторым входом блока сравнения, к выходу датчика вибраций вибростенда и черезблок вычисления матрицы - с первымвходом блока вычисления сигнала управления, второй вход которого подключенк выходу блока вычисления вибрационных характеристик и входу блока записи,.выход которого через усилительсоединен с третьим входом блока срав"нения, второй вход усилителя соединенс выходом блока вычисления сигналауправления и с третьим входом блокавычисления вибрационных характеристик,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью упрощения устройства, второйвход и выход блока. вычисления матрицыподключены соответственно к выходуи четвертому входу блока вычислениявибрационных характеристик.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 602806, кл. С 01 М 7/00, 19752. Авторское свидетельство СССР позаявке Р 2622563/18-24,кл. С 05 В 15/00 1979 (прототип). Грибовац . Корректор С. Шекмар