Система для управления синосуидальной вибрацией

(22) Заявлено 22,0 5 (21) 2137476(25-28 Ка01 М 7 с присоединением заявки осудорстеенный коии 1 еСовета Министров СССРпа делам нзеоретеннйи открытий 23) Приоритет Опубликовано Дата опубли(71) Заявнтел МА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИНУСОИДАЛЬНОЙ ВИБ 54) оте Изобретение опюсится к области вибрационной техники и предназначено для систем управления и контроля установками синусоиднльной вибрации.Известна система, основанная на использовании генератора, управляемого напряжением, в которой синусоищльный сигнал формируется из треуголь. ного сигнала той же частоты 111. Недостатком системы является болыдая величина коэффициента нелинейных, искажений выходного сигнала,:обуслов. ленная присутствием неидеального формирователя 1 О ; треугольного напряжения в синусонднльное.Наиболее близкой к изобретению является система для управления вибрационными установка ми, содержащая последовательно соединенннте си. нусоидальный генератор, блок АРУ и усилитель 15 мощности, последовательно соединенные виброизмерительный датчик, согласующий усилитель, детектор и интегратор, выход которого подключен к второму входу блока АРУ 2.Так как работа системы аанована на выделе- оО нии биений частот генераторов фиксированной и пе. ременной частот и последутощей фильтрации нижЪних частот, она имеет больптой уход частоты в ниа ней точке диапазона. Это обусловлено наличием ухода частоты кварцевого генератора и особенно гене- об ратора переменной частоты. Генератор переменной частоты представляет собой 1.С генератор, в котором конденсатор С является воздушным, а индуктивность 1. намотана на керамике, Изменение температуры среды и старение материалов создают уход величин во времени, а значит, и уход частоты генератора В таких генераторах стабильность составляет 10 %, что при частоте Зф 10 Гц дает уход аутизм = 0,3 тц, После преобразования частот сигнал на частоте 5 Гц имеет относительный уход час тоты 6%.Реальный уход частоты составляет 1 Гц на част 5 Гц или эразм - 20%Недостатком этой системы является также грубая регулировка постоянной времени интегриро. вания в цепи обратной связи.Регулировка достигается замыканием щеточных контактов, расположенных на оси электромотора и подключающих к интегрирующей цепи добавочные сопротивления. На весь диапазон частот от 5 Гц до 5 кГц имеет место всего пять подключений, из которых каждое меняет постоянную времени в сред нем в три раза, а вместе в 100 раз. Такие резкие перепады постоянной интегрирования при подклю. чении очередного сопротивления уменьшают быстродействие обработки АРУ системы на краях диапазонов в три раза от оптимального значения.В цепи обратной связи системы на выходе детектора имеется сигнал в виде выпрямленной синусоиды. Этот сигнал содержит спектральные состав;5ляющие,о Ог 64 ЧгигЕ =056 ЧЕ, = 013 Ч.Ез, -- 0,057 Чщ,где Ео - постоянная составляющая;Е 1 гн г ЕщЕ 5 пт - амплитуды гармоник нявыходе детектора;Чги - амплитуда сигнала на выходе детектора,Данный сигнал, пройдя интегратор, изменяется 5и на выходе интегратора дает постоянное напряжение величиной Ео, на которое наложены. пульсациигармоник. Пренебрегая второй и третьей гармониками, можно написать:11 ПУ инт, -ВСЯггг )Яггггг+ гггде О и н г - амплитуда первой гармою 1 мки на выходе интегратора;со= 2 гг - круговая частота входного сигнала.Дпя оптимального интегрирования пульсации на выходе не должны превышать 10 . от величины Ео, что дает низкий коээфициент нелинейных искажений сигнала на выходе системы и достаточно высокое быстродействие АРУ. При этом,2 Ывыполняется в известной системе на частоте 5 Гц,где постоянная временит = 1010 310 = 30 с,б -6 45Однако на частоте Ф = 15 Гц такая постоянная времени слишком высокая и уменьшает воэ.можное быстродействие АРУ, тогда как можно140 509 -, 10 с15Целью изобретения является повышейие стабильности частоты выходного сигнала, быстродействия регулировки усиления системы.Дпя этого в предлагаемую систему введены Иимпульсный генератор, подключенный к нему ре.версивный счетчик, ключи генератора и интегратора, выходы которых через комплексные сопротивления связаны с соответствующими входами синусо.идального генератора и интегратора, цифровой ин. 60 дикатор, триггер, подключенные к реверсивномусчетчику через его разные входы дза цифровых ком.паратора, первые входы одного из которых предназначены дпя ввода кода нижней рабочей частотыа другого - для ввода кода верхней рабочей частогьг.реализуемой программы, а вторые входы имеютобщую точку с соответствующими выходами ревер.сивного счетчика и соответствующими входамицифрового индикатора и ключей генератора и интегратора,На фиг, 1 показана блок-схема системы; нафиг. 2 - схема и сигналы интегратора.Система содержит импульсный генератор 1,реверсивный счетчик 2, цифровой индикатор 3,цифровые компараторы 4 и 5, триггер 6, ключи 7и 8 (1 - и - по каждому выходу реверсивного счет.чика и 1 - и - по каждому выходу цифрового компаратора), комплексные сопротивления 9 и 10,синусоидальный генератор 11, блок АРУ 12, усилитель 13 мощности, виброизмерительный датчик 14,согласующий усилитель 15, детектор 16, интегратор 17. На фиг. 2 показана схема интегратора (за.датчик программы не показан), где комплексныесопротивления В и С образуют его постояннуювремени,Устройство работает следующим образом.С импульсного генератора 1 подаются импуль.сы на вход реверсивного счетчика 2 и на его выходах появляется логический 1 сигнал, в котором закодировано число пришедших импульсов на данныймомент времени. Так как число импульсов растетво времени, то растет и число, закодированное всигнале на выходах реверсивного счетчика 2, Этотсигнал подается на управляющие входы ключей 7,которые по его команде подключают в цепь поло.жительной обратной связи синусоидального генератора 11 определенную комбинацию комплексныхсопротивлений 9, которая определит частоту генерации синусоидального генератора 11, Таким образом,с ростом количества импульсов, пришедших с им.пульсного генератора 1, пропорционально меняетсячастота генератора 11, с дискретностью, равнойзначению младшего разряда. Аналогично происходит изменение постоянной времени интегрированияв интеграторе 17 с помощью ключей 8 и комплексных сопротивлений 10, Причем имеет место жесткаясинхронизация генерируемой частоты и постояннойвремени, На любой частоте обеспечивается оптимальное интегрирование, которое определит высокоебыстродействие АРУ системы при минимальномкоэффициенте нелинейных искажений выходногосигнала. Благодаря наличию в системе синусоидаль.ного генератора 11, имеющего в цепи положительнойобратной связи определенную комбинацию комплекс.ных сопротивлений 9, уход частоты системы определяется только стабильностью во времени коМбинации этих сопротивлений и составляет реально 10 %,что значительно ниже ухода частоты в районе 5 Гц602807Система легко сопрягается с ЭВМ, память которой может использоваться в ней в качестве задатчика программыФормула изобретенияСистема для управления синусоидальной вибрацией, содержащая последовательно соединенные си.нусоидальный генератор, блок АРУ и усилитель мощности, последовательно соединенные виброизме.рительный датчик, согласующий усилитель, детектор и интегратор, выход которого подключен к второ- мувходублокаАРУ, отличающаяся тем, что, с целью повышенная стабильности частоты выходного сигнала и быстродействия регулировки усиления, в нее введены импульсный генератор, подключенный к нему реверсивный счетчик, ключи генератора и интегратора, выходы которых через комплексные сопротивления связаны с соответствую.шими входамисинусондального генератора и интегратора, цифровой индикатор, триггер, подключенные к реверсивному счетчику через его разные входы два цифровых компаратора, первые входы одного из которых предназначены для ввода кода нижней рабочей частоты, другого - для ввода кода верхней рабочей частоты реализуемой программы, а вторые входы имеют общую точку с соответствующими выходами реверсивного счетчика и соответствующими входами цифрового индикатопа и ключей генератора и интегратора.Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе:1,ПЕГГЙГОИ БЗЕС 1 ГО 11 Са 1 Е 1 Ес 1ЧЬгаЫг Рчца 1 он,Терех 95 Ш.1 ьъце; Мау 1971.2, Черепов В. Ф. Аппаратура автоматическогоуправления электродинамнческими вибрапнонными установками, ЛДНТП, Ленинград, 1972. с. 8,602807 аж 11 ПИ Го стве иного делам нюб 11303 осква, ЖРедактор В. КозлоЗаказ 1837/37 Цахдат.иф Составизедь В Самвелов ехред З.Фанта Корректор А. Кравченко Подписноеомитета Совета Министров СССРетений н открытий