Система управления вибростендом

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН В) С 05 В 19 02 С 05 П 9 00 НИЕ ИЗОБРЕ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Н АВТОРСИО ч то, с целью повышения точности и упрощения системы, в нее введены второй предварительный усилитель и второй блок управления усилением, подключенный выходом к управляющему входу первого усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, вход которого связан с выходом алгебраического сумматора, а выход - с входом усилителя мощности, задающий вход второго блока управления усилением подключен к источнику регулируемого опорного напряжения, тактовый вход - к выходу генератора импульсов, а вход фактического значения сигнала - к выходу первого предварительного усилителя, вход фактического значения сигнала первого блока управления усилением подключен к выходу усилителя обратной связи и к инвертирующему входу алгебраического сумматора, прямой вход которого соединен с выходом второго предварительного усилителя, подключенного входом к выходу задатчика вибраций, а выход первого блока управления усилением связан с управляющим входом усилителя обратной связи. о СС руемымчик взадаюния у ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРИ 491932, кл. С 05 В 19/02,С 05 Э 19/00, 1974.2. Авторское свидетельств СРВ 941933, кл. С 05 В 19/02,С 05 Э 19/00, 1980 (прототип).(54)(57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВИБРОСТЕНДОМ, содержащая датчик вибраций,соединенный через первый предварительный усилитель с входом усилителяобратной связи, усилитель мощности,соединенный выходом с входом возбуждения вибростенда, алгебраическийсумматор, первый усилитель с регуликоэффициентом передачи, задатибраций, выходом соединенный сщим входом первого блока управлесилением, и генератор импульсов,соединенный выходом с его тактовымвходом, о т л и ч а ю щ а я с я тем.80111758Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть применено для точного воспроизведения вибраций, задаваемых генераторомна вибростенде.5Известна система управления вибростендом, содержащая датчик вибраций, соединенный через усилитель с входом усилителя обратной связи, и последователЬно соединенные задающее1 О 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,15 вход другого - к выходу усилителя, а выходы обоих формирователей подключены к соответствующим входам фазового ключа, выход которого через фильтр связан с одним из входов фазо 20 сдвигающего блока, с другим входом которого соединен выход усилителя об"ратной связи, а выход - с другим вхо"дом элемента сравнения 1 1. 25 Однако устройство воспроизводит вибрацию с некоторой заранее обусловленной амплитудной ошибкой о.Известна также система управления вибростендом; содержащая датчик вибраций, соединенный через усилитель с входом усилителя обратной связи, и последовательно соединенные задающее устройство, усилитель с регулируемымкоэффициентом усиления, элемент сравнения и управляющее устройство, соединенное с вибростендом, фазовый ключ, фильтр, первый фазосдвигающий блок и два формирователя,.вход одного из которых подключен к выходу задающего устройства, вход другого - к выходу усилителя, и выходы обоих формирователей подключены к соответствующим входам фазового ключа, выход которого через фильтр связан с одним из входов первого фазосдвигающего блока, с другим входом которого соединен выход усилителя обратной связи, а выход - с другим входом элемента сравнения, генератор импульсов50и последовательно соединенные второйфазосдвигающий блок, формировательимпульсов, группу элементов И, реверсивный счетчик, ключ, выход которого подключен к входу управления усилителя с регулируемым коэффициентом уси ленин, вторые входы элементов И группы соединены с выходом генератора импульсов, а управляющий вход ключа -с вторым выходом формирователя импульсов, второй вход которого подключен к выходу задающего устройства,выход первого фазосдвигающего блокасоединен с входом второго фазосдвигающего блока. Система управленияобеспечивает автоматическое поддержание равенства амплитуд задающегоустройства и вибростола 2 3.Однако в известной системе отсутствует стабилизация амплитуды задающего устройства, которая может меняться с частотой, что ухудшает точность виброиспытаний. Кроме того,система достаточно сложна,Цель изобретения - повышение точности и упрощение системы.Поставленная цель достигаетсятем, что в систему управления вибростендом, содержащую датчик вибраций,соединенный через первый предварительный усилитель с входом усилителяобратной связи, усилитель мощности,соединенный выходом с входом возбуждения вибростенда, алгебраическийсумматор, первый усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, задатчик вибраций, выходом соединенный сзадающим входом первого блока управления усилением, и генератор импульсов, соединенный выходом с его тактовым входом, введены второй предварительный усилитель и второй блок управления усилением, подключенный выходом -к управляющему входу первого усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, вход которого связан с выходомалгебраического сумматора, а выход -с входом усилителя мощности, задающийвход второго блока управления усилением подключен к источнику регулируемого опорного напряжения, тактовыйвход - к выходу генератора импульсов,а вход фактического значения сигна-ла - к выходу первого предварительного усилителя, вход фактического значения сигнала первого блока управления усилением подключен к выходу усилителя обратной связи и к инвертирующему входу алгебраического сумматора,прямой вход которого соединен с выходом второго предварительного усилителя, подключенного входом к выходу задатчика вибраций, а выход первогоблока управления усилением связан суправляющим входом усилителя обратнойсвязи.На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемой системы; на3 1117 фиг.2 - структура блока управления усилением.Система управления вибростендом содержит датчик 1 вибраций, первый предварительный усилитель 2,усилитель3 обратной связи, усилитель 4 мощности, вибростенд 5, алгебраический сумматор 6, первый усилитель 7 с регулируемым коэффициентом передачи, задатчик 8 вибраций, первый блок 9 1 О управления усилением, генератор 10 импульсов, второй предварительный 1усилитель 11, второй блок 12 управления усилением, источник 13 регулируемого опорного напряжения. Каждый 1 Б блок 9 и 12 управления усилением имеет тактовый вход 14, вход 15 . фактического значения сигнала, вход 16 зада ного значения сигнала, выход 17, выходной транзистор 18, накопи тельный конденсатор 19, резисторы 20, запоминающие элементы 21 и 22, элементы 23 и 24 сравнения, элементы НЕ 25 и 26, элементы И 2 и 28, нако" питель 29 управляющего напряжения, 25 а также ключи 30 и 31.Устройство работает следующим образом.Задатчик 8 вибраций вырабатывает гармонический сигнал определенной ЗО амплитуды А и подает егона вход предварительного усилителя 11, который увеличивает амплитуду до значения 2 А, Усиленный сигнал подводится к прямому входу алгебраического сумма" З тора б. На инверсный вход алгебраического сумматора 6 от датчика 1 через предварительный усилитель 2 и регулируемый усилитель 3 обратной связи поступает сигнал, равный по 4 О амплитуде сигналу задатчика 8. Это равенство поддерживается первым блоком 9 управления усилением, который сравнивает подводимые к нему сигналы задатчика 8 и усилителя 3, приводя 4 амплитуду последнего к величине А. Для обеспечения астатического регулирования амплитуды сигнала на выходе усилителя 3 блок 9 управления усилением получает тактовые сигналы от генератора 10 пилообразных импульсов.Аналогичным образом второй блок 12 управления усилением, сравнивая сигналы предварительного усилителя 2 и источника 13 опорного напряжения, подцерживает уровень возбуждения вибростенда 5 (через усилитель 4 мощнос 588ти)таки, чтобы амплитуда вибраций, измеряемая датчиком 1, равнялась заданнои с помощью источника 13,Для правильной работы блоков 9 и12 управления усилением необходимо,чтобы пилообразное напряжение от генератора 10, периодически нарастающеот нуля до максимума с быстрым возвратом к нулю, превосходило по амплитуде наибольшие значения напряженийна входах 15 и 16 (фиг.2), Запоминающие элементы 21 и 22 представляютсобой пиковые детекторы с запоминающими конденсаторами, на которых выделяются амплитуды поцводимых сигналов.Эти амплитудные значения сравниваютсязатем элементами 23 и 24 сравнения стекущим значением напряжения от генератора 10. В результате сравнения на выходе элементов 23 и 24 сравнения 1 формируется сигнал логической единицы после того, как напряжение генератора 10 превысит напряжение от элемента 21 или 22. Логические элементы25 - 28 преобразуют разность напряжений на входах 15 и 16 в длительностьзамыкания ключей 30 и 31. Ключ 30 замыкается, если О О , а ключ 31если О 1 . Накопитель 29 управляющего напряжения построен на основе конденсатора 19, заряжаемого от источника Е при замыкании ключа 31(через резистор 20). Разряд осуществ ляется через ключ 30 и связанный с ним другой резистор 20. Выходной транзистор 18 (полевой) с большим входным сопротивлением со стороны конденсатора 19 повторяет накапливаемое напряжение и осуществляет управление усилителем 3 или 7, причем чемвыше напряжение на выходе 17, тем выше коэффициент передачи усилителя 3 или 7. Напряжение на выходе 17 прекращает изменяться, когда напряжение на входах 15 и 16 сравнивается. Таким образом, блоки 9 и 12 управления усилением обеспечивают астатическое (интегральное) регулирование выходных напряжений усилителей 3 и 7. Регулированием усилителя 7 поддерживается заданная амплитуда вибраций вибростола, Отличительной особенностью предложенной системы является то, что при изменении уровня возбуждения стенда сигнал на инверсном входе сумматора б остается равным по амплитуде сигна- лу, формируемому задатчиком 8, так117588. каз 7218/3дписное ВНИИ ПИТираж 841 что на выходе сумматора амплитудатакже всегда равна А. Обратная связькорректирует искажения формы и уменьшает сдвиг фазы колебаний вибростолаотносительно задаваемых задатчиком8, а элементы регулирования усиления бнеим еннос т ь амплитуобеспечиваютды.Таким образом, достаточно простымисредствами обеспечивается высокая точ ность воспроизведения колебаний вибростола во всем рабочем диапазоне частот. Филиал ППП "Патент", Ужгород, ул. Проектная