Устройство для идентификации колебательных систем

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфюэ СееетскивСеиавктнчесмнкРеспублик оо 960742(61 Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 22.06.78(21) 2631146/18-24с присоединением заявки Мо(311 М. КЛ.З 6 05 В 23/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторизобретения В-Р.В. Атступенас с ,Литовская ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственная академия(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕЦТИФИКАЦИИ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.Изобретение относится к автоматике, в частности, к испытательнымприборам, и может найти применениепри виброиспытаниях н исследованиинелинейных колебательных систем.Известно устройство для определения динамических характеристик колебательных систем, содержащее датчики перемещения, скорости и ускорения, индикатор и переключатель 1.Недостаток устройства состоит втом, что с его помощью получаютсяхарактеристики в виде последовательности точек по затухающим колебаниям,что делает необходимой последующуюинтерполяцию, связанную с дополнительной затратой времени и субъективными погрешностями.Известно также устройство, содержащее первый и второй источники напряжения, два инвертора, коммутаторс двумя выходами; формирователь импульсов, сумматор и два блока памяти, а также делитель частоты повторения импульсов, счетчик импульсовс несколькими выходами, вычислительный блок с двумя группами входови несколько индикаторов, а блокипамяти содержат ячейки селективнойпамяти2,Недостаток устройства заключаетсяв том, что с его помощью получаютсятолько потенциальная и диссипативнаяхарактеристики систеьв, а возмущающий процесс предполагается известным.Это устройство с успехом используетсядля исследования нелинейных колебательных систем при помощи тестовоговоздействия. Однако применение еговесьма ограничено при исследованиисложных систем и систем с распределенными параметрами в природных условиях, так как при таких обстоятельствах сигнал датчика возмущающего усилия лишь весьма приближенносоответствует эффективному возмущающему процессу или вообще не может бытьопределен непосредственно при помощи датчика. Кроме того, это устройство отличается сложностью, что снижает экономичность и фактическую точность определения характеристик,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является устройство для определения динамическиххарактеристик колебательных систем,содержащее сумматор, первый входкоторого соединен с выходом датчикаускорения, второй вход - с выходом ЗО полигармонического генератора, выход960742 экране осциллографа 9, обеспечивающего при таком положении переключателя 5 развертку выходного сигнала сумматора 8 по времени, по воэможности меньше отличается от нуля.Затем устройство переводится в режим определения потенциальной характеристики, для чего переключатель 5 ставится в среднее положение, обеспечивая поступление на развертку по горизонтали осциллографа 9 сигнала, пропорционального перемещению. На блоках возведения в степень группы б устанавливаются такие коэффициенты пропорциональности, при которых петле- Образная кривая на экране осциллограФа 9 сжимается и занимает горизонтальное положение, а изображающая точка пересекает ось ординат в,одном и том же месте при движении в обоих направлениях. По мере сжатия кривой масштаб развертки по вертикали увеличивается.Для определения диссипативной характеристики переключатель 5 ставится в крайнее левое положение и на блоках возведения в степень группы 7 устанавливаются такие коэффициенты пропорциональности, при которых кривая на экране принимает аналогичную форму.Полученные величины коэффициентов пропорциональности .блоков возведения в степень групп б и 7 - это коэффициенты разложения соответственно потенциальной и дисспативной характеристик в степенные ряды в первом .приближении. Это дает возможность уточнить возмущающий процесс и характеристики системы путем повторения всего цикла, Он повторяется до тех пор, пока вновь полученные характеристики и возмущающий процесс будут практически совпадать с полученными во время предыдущего цикла.Использование устройства дает возможность получить потенциальную и дисспативную характеристики системы в виде разложения их в степенные ряды и возмущающий процесс в виде разложения его в гармонический ряд. Это очень удобно для последующего аналитического исследования колебательной системы. Точность получения коэффициентов разложений теоретически неограничена.Практическая точность в основном зависит от технических качеств генератора и блоков возведения в степень, а также количества последних в каждой группе. Сравнительная простота устройства сводит к минимуму все другие погрешности. 510 же должны быть определены характерис,тики как составные части математической модели идентифицируемой системы, подлежащей. последующему аналитическому исследованию, то необходимо получить аналитические выражения характеристик. Поэтому графики приходится аппроксимировать аналитическими выражениями, что увели-чивает затрату времени и труда, а так.же снижает точность получения аналитических выражений характеристик.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства,Поставленная цель достигаетсятем, что устройство содержит двегруппы блоков возведения в степень,выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, входы бло-З 0ков возведения в степень первой группы подключены к выходу датчика перемещения, а входы блоков возведенияв степень второй группы - к выходудатчика скорости. 35На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит датчик 1 перемещения, датчик 2 скорости, датчик3 ускорения, полигармонический генератор 4, переключатель 5, группы б и7 блоков возведения в степень с показателями, соответствующими целымчислам, сумматор 8 и индикатор ( например, катодный осциллограФ) 9. 45Устройство работает по принципупоследовательного приближения. Сначала в первом приближении определяетсявозмущающий процесс, для чего на блоках возведения в первую степень (посуществу, усилителях или резисторах)устанавливаются соответствующие коэффициенты пропорциональности. На первом блоке группы б устанавливаетсякоэффициент пропорциональности, равный квадрату резонансной частоты Колебательной системы, и на первом бло Формула изобретения с пеРвым входом индикатора, второй вход которого через переклвчатель соединен с выходами датчика перемещения и датчика скорости 3.Недостаток устройства заключается в относительно узких функциональных возможностях, так как с его помощью получаются нелинейные составляющие характерисТик в виде графиков, а не аналитических выраженийу и в необработанном виде могут быть использованы лишь для визуальной оценки. Если ке группы 7 - в несколько раз меньший. Коэффициенты пропорциональности остальных блоков обеих групп устанавливаются нулевыми. 69Переключатель 5 ставится в крайнее правое положение и путем настройки полигармонического генератора 4 дос,тигаются также параметры его выходного процесса, при которых сигнал на 65 Устройство для идентификации колебательных систем, содержащее сумма960742 Составитель Г. НефедоваО. Юрковецкая Техред З.Палий Корректор Н. К да 277/55ВНИИПИ Госуда по дЕлам иэо 13035, Москва Тираж 914венного комитета СССРтений и открытий35, Раушская наб., д. одписно Зака иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,. тор, первый вход которого соединенс выходом датчика ускорения, второй вход в .с выходом полигармонического генератора, выход - с первымвходом индикатора, второй вход которого через переключатель соединенс выходами датчика перемещения идатчика скорости, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностейустройства, оно содержит две группыблоков возведения в степень, выходыкоторых соединены с соответствующимивходами сумматора, входы блоков возведения в степень первой группы подключены к выходу датчика перемещения,а входы блоков возведения в степеньвторой группы - к выходу датчикаскорости.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРи 573798, кл. С 05 В 23/02, 16.02.76.2. Авторское свидетельство СССР10 по заявке 9,2522186/18-24,кл. С 05 В 23/02, 09.09.773. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2522187/18-24,кл. С 05 В 23/02, 09.09.77 (прототип).