Система для автоматического управления широкополосной вибрацией

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ф (р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИЙ(71) Челябинский политехнический институт им,Ленинского комсомола 72) А.А.Кощеев, В.А.Чернышев и А.И.Глушков(56) Гетманов А.Т. и др. Автомати" ческое управление вибрационными испытаниями. М.: Энергия, 1978, с.14-32.Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара. Книга 2. М, Машиностроение, 1978, с.173.(54) СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ШИРОКОПОЛОСНОЙ ВИБРАЦИЕЙ (57) Изобретение относится к области вибрационных испытаний изделий на прочность. Система позволяет повысить эффективность вибрационных испытаний путем увеличения точности формирования спектра случайных виб.раций в области низких частот. Для этого в систему вводится дополнител ный контур управления по мгновенным д(191 (1 И (594 С 05 В 13/00 перемещениям испытуемого изделия,.три переключателя и блок памяти.Дополнительный контур управлениявключает в себя блок двойного интегрирования, виброизмеритель перемещения изделия, сумматор, соединяющийвыходы блока двойного интегрирования и виброизмерителя перемещений,а также первый корректирующий блок,вход которого соединен с выходомсумматора. В прямой цепи система содержит генератор белого шума, формирующий фильтр параллельного действия, в каждом: канале которого установлен усилитель с регулируемымкоэффициентом усиления, сумматорвыходных сигналов каналов формирующего фильтра, усилитель мощности ивибрационный стенд с установленнымна нем изделием. В цепи обратнойсвязи система содержит виброизмери"тельный преобразователь и анализирующий фильтр, выходы которого соединены с управляющими входами усилителей с регулируемыми коэффициента-ми усиления. 1 ил.Изобретение относится к областивибрационных испытаний изделий напрочность и может найти применениев различных отраслях машиностроения,Цель изобретения - повьппениеэффективности вибрационных испытанийпутем увеличения точности формирования спектра случайных вибраций вобласти низких частот.На чертеже изображена блок-схемасистемы автоматического управления,Система содержит генератор 1 белого шума, Формирующий фильтр 2 па. раллельного действия с усилителями3 с регулируемым коэффициентом усиления в каждом канале, сумматор 4выходных сигналов каналов формирующего фильтра, усилитель мощности 5и вибростенд 6 с, установленными нанем испытуемым изделием и виброизмерительным преобразователем 7, анали-зирующий фильтр 8 параллельногодействия с блоками сравнения 9 вкаждом канале, блок 10 заданияспектральной плотности, первый ивторой блоки 1 и 2 коррекции,первый и второй сумматоры 13 и 14,блок 15 двойного интегрирования,блок 1 б усиления, виброизмеритель17 перемещения установленный навибростенде, блок 18 памяти и первый - третий переключатели.19-21,Блоки 11 и 12 коррекции представляют собой активные КС-фильтры.Система работает следующимобразом.Перед началом испытаний проводится настройка системы: переключатель19 соединяет анализирующий фильтр 8с блоком 16 усиления, переключатель20 - блок памяти 18 с низкочастот, ными блоками сравнения 9, а переклю -чатель 21 - вторые входы низкочастотных усилителей 3 формирующегофильтра с низкочастотными блоками,сравнения 9,В этом режиме проводится настройка системы на заданный спектр виброускорений, определяемый блоком задания 10, т.е. происходит выставкакоэффициентов усилителей 3 Формирующего фильтра для случая идеальногообъекта, не вносящего искажения взаданный спектр вибраций, а блокомпамяти 18 запоминаются установочныесигналы низкочастотных блоков сравнения .9 анализирующего фильтра. 5 О 5 20 25 ЗО 35 Для проведения испытаний вход анализирующего фильтра 8 соединяется переключателем 19 с виброизмерительным преобразователем 7, переключатель 2 соединяет вторые входы низкочастотных усилителей 3 формирующего фильтра с выходом блока памяти 18 вместо низкочастотных блоков сравнения 9 анализирующего фильтра, а переключатель 20 отключает входы блока памяти 18 от низкочастотных блоков сравнения 9 анализирующего фильтра. В этом режиме внушний контур управления, формирующий спектр случайного процесса, является разомкнутым в области низких частот, Управление в этом диапазоне частот осуществляется внутренним контуром управления по мгновенным значениям перемещения, которое вычисляется блоком двойного интегрирования 15. В области высоких частот внутренний контур управления можно считать разомкнутым, так как перемещения изделия сравнимы с помехами и зонами нечувствительности реальных элементов, что определяет раздельность управления спектром в области высоких и низких частот.Размер области низких частот определяется размерностью блока 18 и назначается испытателем, исходя из амплитудно-частотной характерисг тики тракта: усилитель мощности 5 вибростенд - изделие б. Дополнительный конпур управления работает по мгновенным значениям перемещения изделия, поэтому его реализация возможна средствами аналоговой техники, например на базе операционных усилителей К 40 УД 8 А, Блок памяти в простейшем случае можно реализовать с помощью ряда делителей напряжения, установочные напряжения для которых определяются вольтметрами, подключенными к выходам соответствующей части блоков сравнения анализирующего фильтра.Наличие внутреннего контура управления по мгновенным значениям номинального уровня перемещения изделия значительно повьппает точность, а также уменьшает время формирования спектра случайного процесса в области низких частот, которые определяются точностью и быстродействием отработки входного сигнала трактом: усилитель мощнос,для вибростендов различных марокэти величины составляют 0,5 - 23и 0,2 - 0,57.Структура объекта управления с дополнительным контуром управления по мгновенным значениям перемещения изделия представляет собой в общем случае структуру с комбинированным управлением, что, не влияя на устойчивость системы в целом, также повышает точность отработки мгновенного значения перемещения изделия.Формула изобретенияОистема для автоматического управления широкополосной вибрацией, содержащая последовательно соединенные , генератор белого шума и формирующий фильтр параллельного действия, на выходе каждого канала которого подключен усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, выходы усилителей подключены к соответствующим входам сумматора выходных сигналов каналов формирующего фильтра, последовательно соединенные усилитель мощности и вибростенд, виброизмерительный преобразователь, установленный на вибростенде, анализирующий фильтр параллельного действия, на выходе каждого канала которого подключен блок сравнения, вторые входы блоков сравнения соединены с соответствующими выходами блока задания спектральной плотности, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения эффективности вибрационных испытаний путем увеличения точности формирования спектра случайных вибраций в области низких частот, введены два блока коррекции, два сумматора, блок двойного ин.".е 1215 ОЯЗ 4грирования, блок усиления, виброиэмерптель перемещения, установленныйна вибростенде, блок памяти и трипереключателя, причем выход сумматора выходных сигналов каналов формирующего фильтра соединен с входамипервого блока коррекции, блока двойного интегрирования и блока усиления,выход которого подключен к первому 1 О входу первого переключателя, второйвход которого соединен с выходомвиброизмерительного преобразователяа выход первого переключателя соединен с входом анализирующего филь тра параллельного "действия, выходблока двойного интегрирования подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом виброизмерительного 20 преобразователя, а выход через второй блок коррекции - с первым входомвторого сумматора, подключенноговторым входом к выходу первого блокакоррекции, выход второго сумматора 25 соединен с входом усилителя мощностивыходы блоков сравнения низкочастотных каналов анализирующего фильтраподключены к входам второго переклю"чателя и первым входам третьего пе- ЗО реключателя, вторые входы которогосоединены с соответствующими выходами блока памяти, соединенноговходами с соответствующими выходамивторого переключателя, вторые взводы 35усилителей с регулируемым коэффициентом усиления низкочастотных каналов формирующего фильтра параллельного действия соединены с соответствующими выходами третьего переключателя, а выходы блоков сравнениявысокочастотных каналов анализирующего фильтра соединены с вторымивходами усилителей с регулируемымкоэффициентом усиления высокочастотиых каналов формирующего фильтрапараллельного действия.1215083 СоставитеЛь П.Кудрявцевдактор О.Колесникова Техред А.Бабинец Корректор Е.Снрохма о к й и с Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,каз 905/55 ВНИИПИ и 113035, Тираж 83 УГосударственноделам изобретеносква, Ж, Ра Подписноемитета СССРоткрытийя наб., д.4/