Устройство вибродиагностики динамических объектов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ИЮ (11 ПИСАН ИЗОБ Н АВТОРСКОМ В ЕТЕЛ выхо-,соучай атора, а ми входамипсевдосл ельности и разователя,тем, что, ющей способлитудных и тер выходом тады - с сиответственой двоичаналого-цо т л и чцелью повности приФазовых чектов, ввертый уптретий иледовательичный счепоминающи Доро истик объ ий и четли частоты, тор посервый двооянный за- ифроанаа также е второйФ 7 й постояной цифро- . к,причем Фроанало- соединен анал гово ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 621.,317.44(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 580522, кл. 0 01 в 23/16, 1976.2. Пуссар Д., Гангюли У. Экспрессанализ кинетики система - прибор для анализа передаточной Функции в реальном масштабе времени. ТИИЭР, 19 7, В 5, с, 180-188.(54)(57) УСТРОВСТВО ВИБРОДИАГНОСТИКИ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЬЕКТОВ, содержащее генератор псевдослучайной двоичной последовательности и первый перестраиваемый Фильтр нижних частот, соединенные последовательно, первый коммутатор, первый вход которого соединен с выходом исследуемого объекта, последовательно соединенные второй перестраиваемый Фильтр нижних частот, аналого-цифровой преобразователь, первый оперативный запоминающий блок, блок быстрого преобразования Фурье, а также первый и второй постоянные запоминающие блоки, входы которых соединены с выходом блока быстрого преобразования Фурье, второй коммутатор, вход которого соединен с выходом второго постоянного запомина-ющего блока, второй и третий оперативные запоминающие блоки, входы которых соединены с выходами второго коммутатора,. блок вычитания, входы которого соединены с выходами второго и третьего оперативных запоминающих блоков, тактовый генератор, первый и второй управляющие делители частоты, входы которых соединены с ктового генер нхронизирунзци нно генератора ной последоват ифрового преоб а ю щ е е с я ышения раэреша измерении амп астотных харак него введены тре равляемые делите четвертый коммут но соединенные тчик, третий пос й блок и первый логовый множительный блок последовательно соединенн двоичный счетчик, четверт ный эапоминающнй блок и втор аналоговый множительный бло оговый вход первого ц го множительного блокс выходом первого Фильтра и с первымвходом третьего коммутатора, выходпервого цифроаналогового множительного блока соединен с вторым входом (третьего коммутатора, выход третьегокоммутатора соединен с входом гссле 4дуемого объекта и с вторым входомпервого коммутатора, аналоговый входвторого цифроаналогового множительного блока соединен с выходом первого (коммутатора и с первым входом четвер- . фартого коммутатора, выход второго цифроаналогового множительного блокасоединен с вторым входом четвертогокоммутатора, выход четвертого коммутатора соединен с входом второгофильтра, вход третьего управляемогоделителя частоты соединен с выходомтактового генератора, а его выход -с входом первого двоичного счетчикаи через четвертый управляемый делитель. частоты с входом второго двоичного счетчика.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в системах идентификации динамических объектов,Известны устройства для анализачастотных характеристик, содержащиетактовый генератор, постоянные запоминающие блоки, цифроаналоговые преобразователи и Фурье-преобразователи Г 13,Однако данному устройству свойственна недостаточная разрешающаяспособность в частотных подциапазонах.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для анализа пе 10 15 редаточной функции, содержащее тактовый генератор, два управляемых дели-теля частоты, генератор псевдослучайной двоичной последовательности, два перестраиваемых фильтра нижних частот, аналого-Цифровой преобразователь, три оперативных запоминающих блока, блок быстрого преобразования фурье, два постоянных запоминающих блока и блок вынитания 21.Однако известное устройство характеризуется недостаточной разрешающей способностью в частотных поддиапазонах,20 25 соединены с выходами второго и третье. го оперативных запоминающих блоков, тактовый генератор, первый и второй управляемые делители частоты, входы которых соединены с выходом тактового генератора, а выходы - с синхрониэирующими входами соответственно генератора псевдослучайной двоичной 60 65 Цель изобретения - повышение разрешающей способности устройства в отдельных областях исследуемого диапазона частот при измерении амплитудных и фазовых характеристик.Поставленная цель достигается тем, З 5 что в устройство, вибродиагностики ди- намических объектов содержащее генератор псевдослучайной двоичной по-. следовательности и первый перестраи-ваемый фильтр нижних частот, соеди ненные последовательно, первый коммутатор, первый вход которого соединен с выходом исследуемого объекта, последовательно соединенные второй перестраиваемый фильтр. нижних частот, 45 аналого-цифровой преобразователь, первый оперативный запоминающий блок, блок быстрого преобразования Фурье, а также первый и второй постоянные запоминающие блоки, входы которых соединены с вЫходом блока быстрого преобразования Фурье, второй коммутатор, вход которого соединен с выходом второго постоянного запоминаю" щего блока, второй и третий оперативные запоминающие блоки, входы которых 55 соединены с выходами второго коммутатора, блок вычитания, входы которого последовательности и аналого-цифрового преобразователя, введены третий и четвертый управляемые делители частоты, два двоичных счетчика, третий и четвертый постоянные запоминающие блоки, два цифроаналоговых множительных блока, третий и четвертый коммутаторы, причем вход третьего управляемого делителя частоты соединен с выходом тактового генератора, а его выход - с входом первого двоичного счетчика и через четвертый управляемый делитель частоты с входом второго двоичного счетчика, выходы первого и второго счетчиков соединены с адресными входами соответственно третьего ь четвертого постоянных запоминающих блоков, выходы которых соединены с цифровыми входами соответственно первого и второго цифроаналоговых множительных блоков, аналоговый вход первого цифроаналогового множительного блока соединен с выходом первого фильтра и с первым входом третьего коммутатора, выход первого цифроаналогового множительного блока соединен с вторым входом третьего коммутатора, выход третьего коммутатора соединен с вторым входом первого коммутатора и с входом исследуемогообъекта, аналоговый вход второго цифроаналогового множительного блока соединен с выходом первого коммутатора и с первым входом четвертого коммутатора, выход второго цифроаналогового множительного блока соединен с вторьм входом. четвертого коммутатора, выход четвертого коммутатора соединен с входом второго Фильтра.На Фиг, 1 представлена Функциональ ная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - графики, поясняющие его работу.Устройство содержит генератор 1 псевдослучайной двоичной последовательности, перестраиваемые Фильтры 2 и 3 нижних частот, коммутаторы 4-7, исследуемый объект 8, аналого-цифровой преобразователь 9, оперативные запоминающие блоки 10, 11 и 12, управляемые делители.13-16 частоты, тактовый генератор 17, блок 18 быстрого преобразования Фурье, постоянные запоминающие блоки 19-22, блок 23 вычитания, двоичные счетчики 24 и 25, а также цифроаналоговые множительные блоки 26 и 27.Устройство работает следующим образом.Импульсы псевдослучайной двоичной последовательности 1 ПДП 1, выраба. тываемые генератором 1, имеют АЧх, ;изображенную на Фиг. 2 а. Перестраиваемый фильтр 2 нижнихчастот настрайвается на частоту среза исследуемого объекта, Импульсы ПДП поступают через фильтр 2 и коммутатор 4 на исследуемый объект 8. Сигнал реакциина это возбуждение, спектр которого - изображен на фиг, 2 б. через коммутаторы 5 и 6 и перестраиваемый фильтр 3 нижних частот. поступает на аналогоцифровой преобразователь (ИШ) 9, АЦП за время измерения подает М от счетов (фиг. 2 б) в буферный оперативный запоминающий блок (ОЗУ) 10. Так как обычно Н = 2 , где р - целое число, а различное число значений ПДП в известных генераторах равно 2 - .1, 10Р то для синхронизации работы АЦП и генератора ПДП используются соответстР венно делители частоты на 2 - 1 и 2 Р (делители 13 и 14), Тактовая частота вырабатывается генератором 17.В блоке 18 быстрого преобразования фурье (БПФ) по входным отсчетам, хранящимся в ОЗУ 10, вычисляются оценки вещественн й и мнимой частотных характеристик сигнала реакции В (к)и С (к 11, По этим оценкам из постоянного запоминающего блока 19 (ПЗУ) считываются дискреты АЧХ исследуемой системыг+ сг 25к кн(")где А(к) = сопас - Ачх сигнала воэбуждейия, а иза из ПЗУ 20 - дискреты ФЧХ сигнала реакции 30 с, на анализ подается сигнал возбужденияобъекта х(С). Дискреты его ФЧХ - Ч(Япоступают через коммутатор 7 в делитель 14, В блоке 23 вычитания по фор муле Ч(к) = Ч, (к) - М(к)-вычисляется ФЧХ исследуемой системы.При необходимости повышения раэрешакщей способности в интересующейисследователя. области частот к систе- ме подключается блок модуляции. В качестве источника модулирующего сигнала используется ПЗУ 21, в котором записаны дискреты функции А яи цп 1.Синхронизация обращения к ПЗУ 21 осуЪществляется -посредством управляемого делителя 15 частоты, подающего импульсы на адресный счетчик 24, формирующий адрес для ПЗУ 21, Выбираются значения .сто и Ьмфиг. 2 б 1. Полоса пропускания фильтра 2 устанавливается равной Фо(фиг. 2 в 1, Спектр модулированного сигнала возбуждения . на выходе цифроаналогового множительного блока 26 изображен на фиг. 2 г. Этот сигнал через коммутатор 4 подается на объект 8, Спектр реакции объекта на модулированный сигнал изображен на фиг. 2 д. Реакцияумножается на сигнал вида А Бап( Ь)о - Лв ) поступающий с ПЗУ 22, При этом вы полняется условиегде к - целое число.Деление на число к производится управляеьым делителем 16 частоты, подающим иМпульсы на адресный счетчик 25, который формирует адреса для считывания иэ ПЗУ 22. Из ПЗУ 22 считываются дискреты гармонического сигнала с частотой, в к раз меньшей частоты гармонического сигнала, считываемого из ПЗУ 21.Спектр реакции объекта, умноженной на сигнал А ап (ш, - ц)с, представлен на фиг. 2 е. Частота среза перестраиваемого фильтра 3 устанавливается так, как показано на фиг. 2 ж. В результате спектр анализируемого сигнала имеет вид, представленный на фиг. 2 з. Посредством управляемого делителя 14 частоты понижается частота дискретизации ЛЦП 9, так, что М отсчетов по частоте попадают в диапазон П(фиг. 2 з 1.Использование предлагаемого устройства позволяет повысить разрешающую способность известной системы вибродиагностики посредством увеличения числа отсчетов гармонических составляющих анализируемого сигнала в интересующем исследователя диапазон не частот.11070490 фЮ 11 Подйяс л. Проектная,ВНИИПИ Закав 11675743 Тярааееевеавфв еееаеФилиал ППП "Патентф, г.Уагород