Устройство контроля амплитудных и фазовых частотных характеристик механических систем

,И. Терехов ии У 2112058,опублик, 21.08.О .етельстэо СССР5 В 23/02, 1980. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ АМПЛИТУДИ 1 ХИ ФАЗОВЫХ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИКМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля амплитудных и фазовых характеристик механическихсистем при больших скоростях изменения частот возбуждения, Цель изобретения - повышение быстродействия идостоверности контроля, амплитуднойи фазовой характеристик механических систем. Устройство содержит последовательно соединенные первый блокумножения, первый интегратор, первый,квадратор, последовательно соединенные второй блок умножения, второйинтегратор и второй квадратор, сумматор, формирователь гармоническихсигналов, измеритель частоты, блок дифференцирования, блок двойного дцффереттциротзанцтт, третий блок умпоже -ния, первый, второй, третий блоки деления, блок вычисления арктапгенса,блок вьгттгт анця и блок извлеченияквадратного корня, выход которогоявляется первым тзыходом устроцства,Новизна заключается в там, чта выходсумматора соединен с первым входомтретьего блока умножения, второй входкоторого соединен с вторым входомтретьего блока деления и подключен квыходу первого блока деления, первый и второй входы которого соединенысоответственно с выхадапт блока дттЬферсттцировапия и двойного дцфференццрования, Выход третьего блока умножения подключен к входу блока вычисления квадратного корня, Первыевходы третьего блока деления ц блокавычитания соединены с входом блокадвойного диффереттттцротзатзия ц подключены к выходу блока вычисления арктангенса, Выход третьего блока деления соединен с вторым входом блокавычитания, выход которого являетсявторым выходом устройства, Это позволяет повысить быстродействие устройства и достоверность контроля амплитудной и фазовой характеристик меха,нических систем. 1 ил.Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и предназначено для контроля амплитудной ифазовой характеристик механическихсистем при высоких скоростях изменения частот возбуждения,Цель изобретения - повышение точности работы устройства при большихскоростях возбуждения механическихсистем,системы при медленном изменении частоты возбуждения системы;а- измеряемая синфаэнаясоставляющая выходного сигнала; а - измеряемая квадратурная составляющаявыходного сигнала; скорость изменениячастоты входного сигнала; скорость изменениячастоты выходногосигнала;частота соответствен 1, а 3,но входного и Выход -ного сигналов; 2: ас 1 -- фаэоВаЯ ХараКтЕрИС -тика выходного сигнала при медленномизменении частотывозбуждения контролируемой механическойсистемы;д р =-13 - разность скоростейизменения частот выходного и вхопногосигналов,Используемые выражения для амплитудной и фазовой характеристик конт ролируемой механи. еской системы тем Работа устройства основана на сле.дующих соотношениях,Выражения для амплитудной и фазовой характеристик системы имеют вид:ГаИ: (р,Ргде д: "О+ а 2 - амплитудная характе-,2ристика выходногосигнала., принимаемаяэа амплитудную характеристику контролируемой механической точнее, чем выше скорость изменениячастоть 1 /3, -входного сигнала, чтоспособоствует увеличению быстродействия контроля характеристик при сохрапении заданной точности, а с другой стороны повышает точность контроля характеристик в реальном масштабевремени.На чертеже представлена блок 10 схема устройства,устройство содержит последовательно соединенные второй блок 1 умножения, первый интегратор 2, первый,квадратор 3, последовательно соеди 15 ненные третий блок 4 умножения, второй интегратор 5, второй квадратор б,формирователь 7 гармонических сигна,лов, сумматор 8, первый блок 9 умножения, блок 10 извлечения квадратно 2 О го корня, измеритель 11 частоты,блок 12,цифференцирования, первыйблок 13,целения, второй Блок 14 деления, блок 15 вычисления арктангенса, блок 16 двойного дифференцирования, третий блок 17 деления, блок 18вьчитания,Первье входы третьего 4 и второго1 блоков умножения соединены с первым19 входом устройства, второй вход 20ЗО которого соединен с входом формирователя 7 гармонических сигналов, Выход блока 1 О вычисления квадратногокорня подключен к первому 21 Выходуустройства, второй выход 22 которогосоединен с выходом блока 18 вычитания,Устройство работает следующим образом,Возбуждающий систему сигнал поступает на вход 20 формирователя 7 гармонических сигналов для полученияна е 1 о выходе синусоидальньх и косинусоидальных функций с частотой возбуждающего сигнала,Сигнал с входа 19 контролируемойсистемы поступает одновременно на входы блоков 1 и 4 умножения, затем на интеграторы 2 и 5 соответственно для формирования на выходах этих интеграторов синфазной а и квадратурной а составляющих Выходногосигнала,, В соответстВии с выражениема 2ас 1 в ;- с помощью блока 14 деления и блока 15 вычисления арктангенса на выходе последнего образуется нескорректнрованная фазовая характеристика выходного сигнала, 1233109l кВ соответствии с выражением И =-Рс помощью квадраторов 3 и 6, сумматора 8, блока 9 умножения, блока 10извлечения корня на выходе последнего образуется амплитуднаяфхарактеристика О/контролируемой системы, которая корректируется с помощью блока 9умножения, на втором входе которогообразуется значение отттошения скоростей частот входного и выходного сигна."ав контролируемой механическойсисгемы,Коррекция фазовой характеристикив соответствии с выражением Р: Ч -.Рлосуществляется с помощью блока 17деления и блока 8 вычитания.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности быстродействия контроля характеристик механических систем прибольших скоростях изменения возбуждающей частоты,Формула изобретенияУстройство контроля амплитудных и фазовых частотных характеристик меха- нических систем, содержащее блок извлечения квадратного корня, блок вычитания, первый и второй блоки деления, первый блок умножения, последо.вательна соединенные второй блок умножения, первый интегратор, первый квадратор и сумматор, последовательно соединенные третий блок умножения,второй интегратор и второй квадратор,подключенный выходом к второму входусумматора, первые входы второго итретьего блоков умножения соединеныс первым входом устройства, последовательно соединенные формирователь,гармонических сигналов, соединенныйвходом с вторым входом устройства,измеритель частоты и блок дифферен цирования, последовательна соединенные третий блок деления, блок вычисления арктангенса и блок двойногодифференцироватттля, вторые входы второго й третьего блоков умножения 15 подключены соответственно к первомуи второму выходам формирователя гармонических сигналов, первый и второйвходы третьего блока деленця ттадключены к выходам соответстветттто первого 2 О и второго интеграторов, о т лч аю щ е е с я тем, чта, с цеттью повышения точности работы устройства прнбольших скоростях возбуждения механических систем, выход сумттатора че рез первый блок умножения соединен свходом блока извлечения квадратногокорня, выход блока вычисления арктангенса подключен к первому входу блокавычитапття и через . второй блок деления - к второму входу блока вычитания, выход первого блока;теленнтт сое"дцпен с вторыми входами ттертого блокаумножения и второго блок делення, апервый и второй входы - соответственно с выходами блока дифферештнрава - 35ния и блока двайцога дттфферсттттттранания,1233109 Составитель В, КузинТнхред П,Сердюкова КорректорТ.Колб Редактор Н, Бобков 3 аказ 2 б ПодписноеССР Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная ВНИИПИ Госуда по делам изо 113035, МосквТираж ственного ретений иЖ, Р комитета Соткрытийушская наб,