Амортизатор с автоматическим управлением

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУпо делам иэооретений и открытий(7) Заявител ОРТИЗАТОР С АБТОМАТИЧЕСКИМ УПРАВ,)ЕНИЕМ 4) 2 стройствам дляк конструкции еским управлеИзобретение отно гашения колебаний, амортизаторов с ав нием. ится к имен оматиИзвестен амортизатор с автоматическим управлением, содержащий упругие элементы, закрепленные каждый одним концом к колеблющемуся объекту, а другим - через электромеханический динамометр к изолируемому объекту, усилитель, подключенный к выходу электромеханического динамометра, запитываемый усилителем мощности электромеханический вибратор, корпус, рабочий орган которого жестко закреплены к колеблющемуся и изолируемому объектам 11.Недостаток этого амортизатора заключается в том, что его эффективность в широкой полосе частот ограничена самовозбуждением электромеханической системы регулирования.По основному авт. св,589482 известен амортизатор с автоматическим управлением, содержащий электромеханические динамометры, упругие элементы, связываемые одним концом с колеблющимся объектом, а другим - через электромеханические динамометры с изолируемым объектом, предва рительные усилители, связанные с выходами динамометров, усилитель мощности, полосовые следяц;ие фильтры, аналоговые сумма торы, один из которьх соединяет выходы 5предварительных усилителей с входами полосовых фильтров, а другой - выходы полосовых фильтров с входом усилителя мощности, электромеханический запитываемый усилителем мощности вибратор, корпус и рабочий орган которого предназначены для 0 крепления к колеблюгцемуся и изолируемому объектам 2.По технической сугцности и достигаемому результату данный амортизатор наиболее близок к предлагаемому.Недостаток амортизатора заключается втом, что его эффективность, определяемая как отношение величины вибрации изолируемого объекта под амортизатором до и после включения цепи обратной связи электромеха - нической системы регулирования, супественно снижается при изменении коэффициентов передачи отдельных звеньев системы на частотах вибрационных составляющих, подлежащих гашению. Особенно существенными эти изменения оказываются при установке3виброактивных объектов на подвижных основаниях, например судах. Объясняется это тем, что при наклонах основания меняется взаимное расположение корпуса и рабочего 1 о Кроме того, он снабжен дополнительными предварительным усилителем 10 и электромеханическим динамометром 11, устанавливаемым между рабочим органом вибратора. 8 и изолируемым объектом 4 и подключенным к дополнительному усилителю 1 О, несколькими парами последовательно соединенных управляемых фазовых 12 и амплитудных 13 регуляторов, связанных каждый с соответствующим выходом полосового фильтра 5 и одним из входов аналогового сумматора 9, несколькими парами избирательных фазовых 14 и амплитудных 15 различителей, входы которых соединены с выходами предварительных усилителей 6 и 10, а выходы - с соответствующими управляе 45 50 55 органа вибратора (например, якоря относительно сердечника с катушкой для случаяприменения вибратора электромагнитного ти 5па), что сопровождается значительным изменением коэффициента передачи вибратора.Цель изобретения - повышение эффективности при гашении меняющихся по амплитуде и частоте вибрационных составляющих,Это достигается тем, что амортизаторпредлагаемой конструкции снабжен дополнительным электромеханическим динамометром, устанавливаемым между рабочим органом вибратора и изолируемым объектом,предварительным усилителем, электрическисвязанным с дополнительным динамометром,несколькими парами последовательно соединенных амплитудных и фазовых регуляторовгокаждая из которых связана с выходом соответствующего полосового фильтра и однимиз входов аналогового сумматора, несколькими парами амплитудных и фазовых различителей, входы которых с динены с выходами предварительных усилителей, а выходы - с соответствующими управляющимивходами фазовых и амплитудных регуляторов,На чертеже изображена функциональнаясхема предлагаемого амортизатора с автоматическим управлением.Амортизатор с автоматическим управлением содержит электромеханический динамометр 1, упругий элемент 2, сгязываемый одним концом с колеблющимся объектом 3, адругим - через электромеханический динамометр 1 с изолируемым объектом 4, полосовые фильтры 5, предварительный усилитель 6, запитываемый усилителем 7 мощности электромеханический вибратор 8, корпус которого предназначен для закрепленияк колеблющемуся объекту 3, аналоговый 4 осумматор 9, выход которого соединен с входом усилителя 7 мощности. 4мыми входами фазовых 2 и амплитудных 13 регуляторов.В качестве избирательного фазового различителя 14 может быть использован фазовый детектор 16, один из входов которого соединен с выходом предварительного усилителя 6, а второй - с выходом синхронного генератора 7, блоки 18 синхронизации которого подключены к выходу дополнительного предварительного усилителя 10, причем выходом фазового различителя является выход фильтра 19 нижних частот, вход которого подключен к выходу фазового детектора 16.В качестве избирательного амплитудного различителя 15 могут быть использованы два избирательных детектора 20 и 21, входы которых являются входами амплитудного различителя, а выходы подключены к входам аналогового сумматора 22, выход которого является выходом амплитудного различителя.Предлагаемый амортизатор работает следуюшим образом. Настройка каналов формирования компенсирующих сил заключается в том, что параметры полосовых фильтров 5, фазовых 12 и амплитудных 13 регуляторов подбирают так, что при некоторых (обычно средних) значениях частот вибрации составляющие усилич, развиваемого вибратором 8, равны по величине и противоположны по направлению соответствующим составляющим вибрационного усилия, которое действует на изолируемый обьект 4 со стороны упругого элемента 2. Гри этом все составляющие вибрационного усилия, на которые настраиваются каналы управления, полностью компенсируются усилиями со стороны вибратора 8, и возбуждения изолируемого объекта 4 на этих частотах не происходит. Фазовые 14 и амплитудные 15 различители при этом настраиваются так, что напряжения на их выходах равно нулю. Если из-за изменений частот вибрационных составляющих развиваемого вибратором 8 усилия отклоняются от требуемых для полной компенсации составляющих вибрации значений, то на выходах соответствующих фазовых 14 и амплитудных 15 различителей появляются напряжения, которые управляют соответствующими фазовыми 12 и амплитудными 13 регуляторами так, что режим полной компенсации вибрационных составляющих во всех каналах восстанавливается. Фазовые4 и амплитудные 15 различители предназначены для формирования напряжений, величина которых прямб пропорциональна разности фаз и амплитуд подаваемых на них сигналов, а знак напряжений определяется знаком разности фаз и амплитуд. В том случае, когда подаваемые на фазовые 14 и амплитудные 15 различители сигналы имеют в своем составе несколько составляющих различных частот, фазовые 14 и ампли 771381тудные 15 различители должны быть избирательными.Используемые в устройстве схемы фазового и амплитудного различителей работают следующим образом.На фазовый детектор 16 фазового различителя 14 подаются виорационный сигнал с выхода предварительного усилителя 6 и сигнал с синхронного генератора 17, блоки 18 синхронизации которого подключены к выходу дополнительного предварительного усилителя 1 О. В общем случае, когда гашению подлежат вибрационные составляющие нескольких частот, вибратор 8 одновременно воздействует на изолируемый объект 4 несколькими составляющими усилий, имеющими те же частоты, что и вибрационный сигнал. Выходной сигнал динамометра 11, пропорциональный этим составляющим, после усиления усилителем 10 подается на блоки 18 синхронизации синхронного генератора,17. В результате синхронизации генератора 17 соответствующей составляющей выходного 26 сигнала усилителя 10 его частота и фаза равны частоте и фазе этой составляющей. Фаза выходного напряжения синхронного генератора 17 сравнивается с фазой соответствующей составляющей сигнала, поступающегс на другой вход фазового детектора 16 с выхода предварительного усилителя 6. Величина выходного напряжения фазового различителя пропорциональна разно- ти фаз поданных на его входы напряжений, а знак определяется знаком этой разности, зо т.е. при смене знака разности фаз знак выходного напряжения фазового различителя меняется. Полярность напряжения на выходе фазового различителя 16 выбирается такой, чтобы будучи поданным на управляемый вход фазового регулятора 12 это напряжение изменяло бы фазу управляющего сигнала так, что фаза компенсирующего усилия со стороны вибратора 8 были бы всегда сдвинута на 180 по отношению к соответствующей составляющей вибрационной силы, 4 передаваемой на изолируемый объект 4 и упругим элементом 2. Избирательность фазового различителя определяется полосой пропускания фильтра 19 нижних частот. При медленных изменениях фазы управляющего сигнала полоса пропускания фильтра ниж них частот может быть узкой, а избирательность фазового различителя высокой.При гашении одночастотной вибрации выходной сигнал дополнительного динамометра 11 является одночастотным и синхронный генератор 17 с блоками 18 синхронизации в фазовом различителе могут отсутствовать. При этом напряжение с выхода дополнительного предварительного усилителя 10 может быть подано непосредственно на вход фазового детектора 16.Напряжения с выходов избирательных детекторов 20 и 21 суммируются в аналоговом сумматоре 22, выходное напряжение которого пропорционально разности амплитуд входных сигналов, а знак определяется знаком разности амплитуд.Благодаря тому, что амортизатор снабжен системой автоматической подстройки амплитуды и фазы составляющих компенсирующего усилия, эффективность амортизатора с автоматическим управлением при гашении одной или нескольких меняющихся по амплитуде и частоте вибрационных составляющих увеличивается.Формула изобретенияАмортизатор с автоматическим управлением по авт. св.589482, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности при гашении меняющихся по амплитуде и частоте вибрационных составляющих, он снабжен дополнительным электромеханическим динамометром, устанавливаемым между рабочим органом вибратора и изолируемым объектом, предварительным усилителем, электрически связанным с дополнительным динамометром, несколькими парами последовательно соединенных амплитудных и фазовых регуляторов, каждая из которых связана с выходом соответствующего полосового фильтра и одним из входов аналогового сумматора, несколькими парами амплитудных и фазовых различителей, входы которых соединены с выходами предварительных усилителей, а выходы - с соответствующими управляющими входами фазовых и амплитудных регуляторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР259568, кл. Г 16 Р 15/03, 1970.2. Авторское свидетельство СССР589482, кл. . 16 Р 15/03, 976 (прототип) .ьпевКорректор ВПодписноеета СССРрытий га дарственного комит изобретений и от Ж - 35, Раушская нт, г. Ужгород, у Редактор Г.11 ечаеваЗаказ 6662/47 ВНИИПИ Госпо делам113035, Москва илиал ППП Пат оставитель О.кред К. Шуфрираж 1095 б., д. 4/5 Проектная