Электродинамический вибратор

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 110779 (21) 2795872/18-10с присоединением заявки йо.В О 6 В 1/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(73) Заявит титут проблем машиностроен Н Укра(54) ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР Изобретение относится к,вибрационной технике, а именно к электродинамическим возбудителям колебаний, .и может найти применение в качествеисточника механических колебаний встендах для виброиспытаний и модели- . рования.Известны электродинамические .виб- .раторы с обмотками подмагничиванияи подвижной цилиндрической катушкой(13. Однако они имеют собственныерезонансы в рабочем диапазоне частот,что ограничивает их возможности.Известно устройство, содержащее дополнительно введенные корректирую щие цепи в обратной связи, что позволяет получить приближенно постоян.-.ную частотную характеристику в некотором частотном диапазоне и лишь для гармонических колебаний Г 2, фНаиболее близким по своей технической сущности является злектродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с обмоткой подмагничивания,подвижную катушку с обмоткой возбуж"дения, задающий генератор, два блока дифференцирования, содержащие после-. довательно.соединенные сумматор, уси-. литель мощности, виброизмерительный преобразователь перемещения катушки и блок обратной связи, вход которого подключен к выходу ниброизмерительного преобразователя перемещения подвижной катушки, а выход - к суммато" ру З.Недостатком этого устройства. является недостаточная точность отработки вибратором задающего воздействия, обусловленная непостоянством его динамических характеристик.Целью изобретения является повышение точности отработки задающего воздействия., Поставленная цель достигается тем, что электродинамический вибратор снабжен тремя блоками сравнения, тремя функциональными преобразователями, тремя блоками формирования коэффициентов суммирования с регулируемыми коэффициентами передачи, тремя выпрямителями, тремя сглаживающими фильтрами, тремя усилителями с регулируемым коэффициентом передачи, двумя дополнительными блоками дифференцирования, а также тремя каналами обратной связи по перемещению, скорости и ускорению соответственно, выходы каждого из которых подключены к одному входу соответствующих блоков сравнения, к другим входам которых поддовательно соединенные блоки дифференцирования 5, 6 и блок 37 Формирования коэффициента суммирования.Выход сумматора 10 подключен через усилитель 3 мощности к обмотке подвижной катушки возбуждения вибратора 1.Выход виброизмерительного преобразователя перемещения 2 подключен 60 65 ключены через последовательно соеди- .ненные усилитель с регулируемым коэфФициентом передачи, выпрямитель исглаживающий фильтр соответственновыходы задающего генератора, первогои второго блоков дифференцирования,при этом выход каждого из блоковсравнения подключен через соответствующие Функциональные преобразователик первым входам блоков формированиякоэффициента суммирования, вторыевходы которых соединены соответственно с выходом задающего генератора,первого и второго блоков дифференци- ,Р рования, а выходы блоков формирования коэффициента суммирования - спервым, вторым и третьим входами сумматора, причем вход канала обратной связи по ускорению подключен к выходу виброизмерительного преобразователя перемещения через два дополнительных последовательно соединенных 20 блока дифференцирования, выход первого из которых подключен ко входу канала обратной связи по скорости, а его вход - ко входу канала обратной связи по перемещению.Кроме того, каждый из каналов обратной связи состоит из последовательно соединенных согласующего,усилителя, выпрямителя, сглаживающего фильтра.На чертеже представлена структурная схема вибратора.Электродинамический вибратор состоит из подвижной катушки и обмотки 1 возбуждения, виброизмерительиого преобразователя 2 перемещения подвижной катушки, усилителя 3 мощности, задающего генератора 4, блоков дифференцирования 5 - 8, блока обратной связи 9 для коррекции нулевого положения подвижной системы вибратора, 40 сумматора 10, согласующих усилителей 11 " 13, выпрямителей 14 - 19, сглаживающих фильтров 20 - 25, усилителей 26 - 28 со стабильными и регулируемыми коэффициентами передачи, бло ков 29 - 31 сравнения, функциональных преобразователей 32 - 34, блоков 35 - 37 формирования коэффициентов суммирования.Выход задающего генератора 4 подключен к третьему входу сумматора 10 через блок 35 Формирования коэффициента суммирования, ко второму входу- через последовательно соединенные блок дифференцирования 5 и блок 36 формирования коэффициента суммирования, а к первому входу - через послечерез блок обратной связи 9 к четвертому входу сумматора 10, а к первому входу блока сравнения 29 - черезпоследовательно соединенные согласующие усилитель 11, выпрямитель 14,сглаживающий фильтр 20, образующимканал обратной связи по перемещению,к первому входу блока сравнения 30через последовательно соединенныеблок дифференцирования 7, согласующий усилитель 12, выпрямитель 15,сглаживающий фильтр 21, последниетри блока образуют канал обратнойсвязи по скорости; к первому входублока сравнения 31 - через последовательно соединенные блоки дифференцирования 7,6,8, согласующий усилитель 13, выпрямитель 16, сглаживающий фильтр 22, последние три блокатакже образуют канал обратной связипо ускорению. Выход задающего генератора 4 подключен ко второму входу блока сравнения 29 через последовательно соединенные усилитель 26 со стабильным и регулируемым коэффициентом передачи, выпрямитель 17, сглаживающий фильтр 23, ко второму входу блока сравнения 30 - через последовательно соединенные блок дифференцирования 5, усилитель 27 со стабильным и регулируемым коэффициентом передачи, выпрямитель 18, сглаживающий фильтр 24; ко второму входу блока сравнения 31 - через последовательно соединенные два блока дифференцирования 5 и б, усилитель 28 со стабильными регулируемыми коэффициентом передачи, выпрямитель 19, сглаживающий фильтр 25.Выходы блоков 29, 30 и 31 сравнения подключены соответственно через фУнкциональные преобразователи 32, 33 и 34 к управляющим входам блоков 35, 36 и 37 формирования коэффициентов суммирования.Питание подвижной катушки 1 вибратора осуществляется от усилителя 3 мощности. Перемещение подвижной катушки определяется взаимодействием магнитного .поля тока, протекающего через ее обмотку, и магнитного поля катушки подмагничивания и описывается уравнениемщр-х+Ьрх+сх=Г, (1) где др - символ дифференцирования;д 1в - масса подвижной системы;х - положение подвижной системы;с - жесткость подвески подвижной системы;Ь - коэффициент демпфирования;Г - электромагнитная сила, действующая на подвижную систему вибратора.Сигнал с выхода задающего генератора 4 после формирования с помощью блоков 5, 6, 35, 36, 37 и 10 равен0 й=(гг РК 1 г Р+Крг) "г (2) где Кр-, Кг, Кг - коэффициенты суммирования, формируемые соответст-, венно блоками 35, 36 и 37.О - сигнал управления.При условии равенства коэффициентов при одинаковых степенях Р в выражениях (1) и (2) должно быть обеспечено соответствие моментного положения подвижной системы вибратора 1 моментному значению сигнала управления(3)Электродинамический вибратор работает следующим образом.Сигнал управления поступает с выхода сумматора 10 через усилитель мощности на вибратор.Сигнал с выхода задающего генератора 4 после прохождения через усилитель 26 со стабильным и регулируе мым коэффициентом передачи, выпрямления и Фильтрации блоками 17 и 23 сравнивается в блоке 29 с сигналом, поступающим с выхода виброизмерительного преобразователя 2 через согла сующий усилитель 11, выпрямитель 14 и сглаживающий фильтр 20. При наличии сигнала на выходе блока 29 сравнения (при неравенстве сигналов, поступающих на его входы) блок 32 изменяет коэффициент передачи блока 35 в направлении уменьшения сигнала рассогласования на выходе блока 29.Таким же образом функционируют блоки 33 и 34 при наличии сигналов рассогласования на выходах блоков сравнения 30 и 31.Установка начальных значений коэффициентов суммирования, задаваемых блоками 35, 36 и 37, производится изменением коэффициентов передачи 4 О усилителей 26, 27 и 28 со стабильными регулируемыми коэффициентами усиления.Подстройка коэффициентов передачи блоков 35, 36 и 37 производится при 45 изменении параметров в, и, с объекта управления (вибратора), входящих в уравнение (1).Устройство повышает точность отработки задающего воздействия путем 5 О коррекции коэффициентов передачи блоков Формирования коэффициентов суммирования. Формула изобретения 1, Электродинамический вибратор,содержащий магнитопровод с.обмоткойподмагничивания, подвижную катушку собмоткой возбуждения, задающий гене- бОратор, два блока дифференцирования,соединенные последовательно, сумматор, усилитель мощности, виброизмерительный преобразователь перемещенияподвижной катушки и блок обратнойсвязи, вход которого подключен к выходу виброизмерительного преобразователя перемещения подвижной катушки,а выход - к сумматору, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности отработки задающего воздействия, он снабжен тремя блокамисравнения, тремя функциональными преобразователями, тремя блокайи формирования коэффициентов суммированияс регулируемыми коэффициентами передачи, тремя выпрямителями, тремя сглаживающими фильтрами, тремя усилителями с регулируемым коэффициентом передачи, двумя дополнительными блокамидифференцирования, а также тремя каналами обратной связи по перемещениюскорости и ускорению соответственно,выходы каждого из которых подключены к первому входу соответствующихблоков сравнения, ко вторым входамкоторых подключены через последовательно соединенные усилитель с регулируемым коэффициентом передачи,выпрямитель и сглаживающий фильтрсоответственно выходы задающего гене-.ратора, первого и второго блоковдифференцирования, при этом ьыход .каждого из блоков сравнения подключен через соответствующие функциональные преобразователи к первым входам блоков формирования коэффициента суммирования, вторые входы которых.соединены соответственно с выходами задающего генератора, первогои второго блоков дифференцирования,а выходы .блоков формирования коэффициентов суммирования - с первым, вто.рым и третьим входами сумматора,причем вход канала обратной связипо ускорению подключен к выходу виброизмерительного преобразователя перемещения через два дополнительныхпоследовательно соединейных блокадифференцирования, выход первого изкоторых подключен ко входу каналаобратной связи по скорости, а еговыход - ко входу канала обратной связи по перемещению.2. Электродинамический вибраторпо п. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что каждый из каналов обратнойсвязи состоит из последовательносоединенных согласующего усилителя,выпрямителя и сглаживающего фильтра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 403449, кл. В 06 В 1/04, 1971.2. Авторское свидетельство СССРР 380365, кл. В 06 В 1/04, 1971.3. Авторское свидетельство СССР9 546386, кл. В 06 В 1/04, 1975.Подписноеомитета СССРоткрытийсная наб д. 4/5 801/1 Тираж 527 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раую