Устройство для автоматического нагружения конструкций при испытаниях на прочность

1504562каналы нагружения, включающие регулятор 2, блок 3 адаптации, электрогидравлический преобразователь 4, гидравлический силовозбудитель 5, датчик 6 усилия, нормирующий усилитель 7, источник 18 стабилизированного напряжения, подключенный через управляемый ключ 19 к входу регулятора 3 параллельно эадатчику 1. Регулярно содер жит цепи формирования интегральной, дифференциальной и пропорциональной составляющих сигнала рассогласования на соответствующих входах сумматора 14 с помощью измерителя 8 рассогла сования, интегратора 12 и дифференциатора 13Изменение коэффициентов 6 этих составляющих производится посредством цифроуправляемых сопротивлений 9, 10, 11. По команде с блока 3 адап тации при заданных уровнях нагрузки формируют ступенчатый сигнал от источника 18 на входе регулятора 3. Спомощью вычислителя 17 и запоминающего устройства 16 записывают и обрабатывают переходный процесс и в соответствии с заданным алгоритмом и критериями оптимизации с помощью цифроуправляемых сопротивлений 9, 10, 11устанавливают оптимальные коэффициенты составляющих сигнала рассогласования. Процесс оптимизации проводятна различных уровнях нагрузок до начала испытаний и с различными интервалами во времени в процессе испытаний. В процессе нагружения блок 3адаптации автоматически устанавливаетоптимальные значения коэффициентовсоставляющих сигнала рассогласованияв зависимости от уровня нагрузки.1 ил.Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для нагружения при испытаниях на прочность различных конструкций, например летательных аппаратов.Цель изобретения - повышение точности воспроизведения нагрузок.На чертеже представлена блок-схема устройства для автоматического нагру жения конструкций при испытаниях на прочность.Устройство содержит задатчик 1 нагрузки и каналы нагружения (на чертеже показан один канал). Каждый 40 канал нагружения состоит из регулятора 2, блока 3 адаптации, последовательно соединенных электрогидравлического преобразователя 4, гидравлического силовоэбудитсля 5, датчика 6 45 усилия и нормирующего усилителя 7, Регулятор 2 состоит из измерителя 8 рассогласования, умножителей 9-11, выполненных в виде цифроуправляемых сопротивлений, интегратора 12, дифференциатора 13 и сумматора 14. Первый и второй входы измерителя 8 рассогласования подключены соответственно к выходам задатчика 1 нагрузки и нормирующего усилителя 7. Первые входы умножителей 9-11 подключены к выходу измерителя 8 рассогласования. Входы интегратора 12 и дифференциатора 13 подключены к выходам умножителей 9, 10 соответственно, а входы сумматора 14 подключены к выходам интегратора 12, дифференциатора 13 и умножителя 11.Блок 3 адаптации состоит иэ аналого-цифрового преобразователя 15, запоминающего устройства 16, вычислителя 17. Первый, второй и третий выходы вычислителя 17 подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам блока 3 адаптации, которые подключены к вторым входам соответствующих умножителей 9-11 регулятора 2. Сигнальный вход аналого-цифрового преобразователя 15 подключен к входу блока 3 адаптации, а вход управления - к управляющему выходу вычислителя 17, В каждом канале нагружения установлен источник 18 стабилизированного напряжения, который через управляемый ключ 19 подключен к третьему входу измерителя 8 рассогласования. Управляющий вход ключа 19 подключен к четвертому выходу блока 3 адаптации, который соединен с выходом командного сигнала вычислителя 17.Устройство для автоматического нагружения работает следующим образом.В эадатчике 1 нагрузки вырабатываются сигналы задаваемых нагрузок, которые отслеживаются каналами на5 15 гружения в различных местах испытуемой конструкции на своем четвертом выходе. При этом измеритель 8 рассогласования формирует сигнал рассогласования между задаваемой и фактической нагрузками, который через умножитель 11, сумматор 14, элетрогидравлический преобразователь 4 преобразуется в скорость изменения нагрузки на выходе гидравлического силовозбудителя. Процесс нагружения продолжается до тех пор, пока сигнал фактической нагрузки, иэмеренньп датчиком 6 усилия и нормирующим усилителем 7 не сравняется с сигналом заданной нагрузки. Введение в контур регулирования цепей, формирующих сигналы интегральной (посредством умно- жителя 9 и интегратора 12) и диффе" ренциальной (посредством умножителя 10 и дифференциатора 13) составляющих сигнала рассогласования, позволяет повысить точность воспроизведения нагрузок на конструкцию.Процесс настройки коэффициентов интегральной, дифференциальной и пропорциональной составляющих сигнала рассогласования в каждом канале нагружения осуществляется следующим образом. 04562 6лы, соответствующие оптимальным ко -эффициентам. Значения этих сигналовпри заданном уровне фактической нагрузки записываются в запоминающемустройстве 16 блока 3 адаптации и используются в дальнейшем в процессенагружения. Аналогично проводится оптимизация при других уровнях нагрузки. Процесс определения оптимальныхкоэффициентов составляющих сигналарассогласования может производитьсяс заданным интервалом во времениили при изменении параметров каналанагружения и испытуемой конструкциив процессе нагружения, что обеспечивает адаптацию этих коэффициентовк изменению условий испта.В процессе нагружения па вход блока 3 адаптации поступают сигналыфактической нагрузк, а с выхода блока адаптации и входы умпомдтелей непрерывно поступают сигналы, соответствующие оптимальным коэффициентамсоставляющих сигнала рассогласования.Выполнение умножителей в виде цифроуправляемых сопротивлений обеспечиваетповышенное быстродействие блока адаптации и регулятора, поскольку сигналы 30управления на входы сумматора с выхода измерителя рассогласования проходят по аналоговым цепям, а блок адаптации разгружается от операций пошагового интегрирования и дифференцирования. Тем саььм повышается точность 35 воспроизведения статических и динамических нагрузок на конструкцию. При заданных значениях нагрузки блок 3 адаптации на своем четвертом выходе формирует командный сигнал, благодаря которому от источника 18 стабилизированного напряжения на третий вход измерителя рассогласования поступает ступенчатый сигнал. Этот сигнал отрабатывается каналом нагружения в виде переходного процесса изменения фактической нагрузки во времени, который посредством аналогоцифрового преобразователя 15 записывается в запоминающем устройстве 16. С помощью вычислителя 17 и запоминающего устройства 16 обрабатывается математически в соответствии с заданным алгоритмом и выбранными критериями оптимизации и на вторые входы умножителей 9 - 11 с выходов блока 3 адаптации поступают кодовые сигналы, изменяоцие коэффициенты интегральной, дифференциальной и пропорциональной составляющих сигнала рассогласования в сторону приближения значений этих коэффициентов к оптимальным значениям. После нескольких итераций на вторых выходах умножтелей 9 - 11 будут установлены сигнаФормула изобретения 40 Устройство для автоматическогонагружения при испытаниях на прочность, содержащее задатчик нагрузки иканалы нагружения, каждый из которыхсодержит измеритель рассогласовапя, 45 подключенный первым входом к соответствующему выходу задатчика нагрузки,три умножителя, подключенные первымивходами к выходу измерителя рассогласования, интегратор и дифференциатор,входы которых подключены соответственно к выходам первого и второгоумножителей, сумматор, подключенныйвходами к выходам соответственно интегратора, дифференциатора и третьегоумножителя, блОк адаптации, три Выхода которого подключены к вторымвходам соответствующих умножителей,и последовательно соединенные электрогидравлический преобразователь,гид1504562 Составитель Б. ГуковТехред М.Моргентал Корректор М. Васильева Редактор М. Циткина Заказ 5245/44 Тираж 789 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул . Гагарина,101 равлический силовозбудитель, датчикусилия и нормирующий усилитель, выходкоторого подключен к входу блокаадаптации и второму входу измерителярассогласования, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения нагрузок, вкаждом канале нагружения оно снабжено источником стабилизированного напряжения, подключенным через управляемый ключ к третьему входу измерителя рассогласования, управляющийвход ключа соединен с четвертым выходом блока адаптации, а умножителивыполнены в виде цифроуправляемыхсопротивлений,