Устройство для полунатурного моделирования колебательных систем

3 92но введены второй электродинамический вибратор, второй сумматор, ин"теграторы, усилители и датчики силы, причем механический выход первого электродинамического вибратора через первый датчик силы соединен с неподвижныи основанием, выход первого датчика силы соединен спервым входом первого интегратора,выход которого соединен со своимвторым входои и через второй интегратор связанс входом первогоусилителя, выход которого соединенс третьим входом первого интеграто"ра и с входом блока усреднениясигнала перемещения, связанным спервымвходом второго сумматора, выход кЬторого соединен с четвертымвходом первого интегратора, и черезтретий интегратор подключен к входувторого усилителя, выход которогосоединен с пятым входои первогоинтегратора и с входом второго электродинамического вибратора, выходпервого интегратора соединен с вторым входом второго сумматора, третий вход которого подключен к выходу второго датчика силы, а выходвторого усилителя соединен с четвертым входом второго сумматора, прицем механический выход второгоэлектродинамического вибратора через второй датчик силы соединен с испытуемым объектом.На цертеже показано предлагаемое устройство.Устройство содержит задающий генератор 1, первый сумматор 2, первый электродинаиический вибратор 3, первый датчик 4 силы, первый и второй интеграторы 5 и 6, первый усилитель 7, блок 8 усреднения сигнала перемещения, второй электродинамический вибратор 9, второй датчик 10 силы, через который испытуемый объ" ект 11 прикреплен к столу вибратора 9, второй сумматор 12;, третий интегратор 13 и второй усилитель 14.Устройство работает следующим образом.При испытаниях объекта 11 он подвергается вибрационному воздействию, Источником колебаний является задающий генератор 1 колебаний,который на выходе выдает сигнал пропорциональный заданному закону колебаний. Сигнал с выхода генератора 1 через суииатор 2 поступает на вход электродинамического виб 28 ОО 4ратора 3, подвижная часть которогоприкреплена к неподвижной его части через датчик 4 силы. датчик 4силы выдает сигнал, при этомпропорциональный силе действующейна подвижную часть вибратора 3, вызываемую входным сигналом с выходасумматора 2. Если подвижная частьэлектродинамического вибратора1 О рассматривается как состоящая измассы щ, пружины с коэффициентомжесткости с и деипфера с коэффициентом демпфирования Ь, то его движение описывается дифференциальным 15 уравнением видащх" +сх+пх =Г, (1)где х , х , х - ускорение, скорость,1 1перемещение моделируемой подвижной час 20 ти вибратора соответственно;Г - сила, действующаяна подвижную часть.Решение уравнения (1) осуществляется с помощью последовательносоединенных интегратора 5, на входкоторого поступает через коэффициент сигнал пропорциональный сии)30ле Г с датчика 4, интегратора 6 иусилителя 7. На выходе интегратора 5образуется сигнал пропорциональныйскорости (-х), который также поступает на второй вход интегратора 5 35Ьчерез коэффициент , на выходе интегратора 6 - сигнал пропорциональный перемещению х, а на выходе усилителя 7 - сигнал порпорциональный(-х), который поступает на третийвход интерратора 5 через коэффицисент . Если связь между столом 45вибратора и объектом рассматривается как состоящая из жесткости скоэффициентом си демпфирования скоэффициентом Ь(б), то движениеобъекта определяется из дифференциального уравнения видас (х"х)+Ь(х"х)=Г, (2)где х, х - скорость и перемещениеобъекта;Г - реакция объекта или сила, возникающая междуобъектом и связью.Решение уравнения (2) осуществляется с помощью, последовательносоединенных сумматора 12, на входыот заданного нулевого положения мо" делируемой части вибратора.При моделировании более сложной системы динамической части вибратора и связи между вибратором и объек" том уравнения (1), (2) и (3) усложняются, но принцип работы устройства в целом не изменяется.Таким образом, выполнение предлагаемого устройства позволяет в начальной стадии испытаний подобрать параметры применяемых при дальнейших испытаниях данного класса объек" тов электродинамических вибраторов, оценить устойчивость системы и частотный диапазон, а также выбрать способы и средства крепления объекта к вибратору, При этом могут быть учтены и обеспечены требуемые параметры вибрационного воздействия, которые необходимо передавать объекту или создать,в некоторых точках объекта, Это сокращает подготовительные работы к испытаниям и улучшает качество испытаний, цто дает большой зкономический эффект. Формула изобретения Устройство для полунатурного моделирования колебательных систем,содержащее задающий генератор, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выяод которого соединен с входом первого электродинамического вибратора, и блокусреднения сигнала перемещения, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностейза счет обеспечения возможности моделирования параметров динамическоичасти вибратора, в него дополнительно введены второй электродинамический вибратор, второй сумматор, иньтеграторы, усилители и датчики силы, причем механический выход первого элентродинамического вибратора через первый датчик силы соединенс неподвижным основанием, выход первого датчика силы соединен с первымвходок первого интегратора, выходкоторого соединен со .своим вторымвходом и через второй интеграторсвязан с входом первого усилителя,выход которого соединен с третьимвходои первого интегратора и с вхо 5 922800которого подается через коэффициент1сигнал с выхода дачтика 10 си""ллы (-Г), с выхода интегратора 5пропорциональный (-х) через коэффициент 1, и с выхода сумматора 7 про"порциональный (-х) через коэффициент- интегратора 13 и усилителя 14.иНа выходе сумматора 12 формируется 10сигнал, пропорциональный х, на вы"ходе интегратора 13 (-х 1), а на выходе усилителя 14 сигнал порпорциональный х . Сигнал с выхода усилителя 14 поступает на выход вибра Зтора 9, работающего в режиме имитатора перемещения, который задает перемещение объекту 11 по знаку х.Так, как при моделировании дина"мической системы вибратора, а также связи вибратора с объектом всямоделируемая динамическая система(б ) описывается дифференциальнымуравнением вида .1 пхфсхфЬхФс 1(х х. )ФЬ 1(х х)=Гс (х -х)+Ь (х-х ) =Г.(3)Для обеспечения полного их реже"ния сигнал, пропорциональный хц,через коэффициент поступает на ЗОЬ 1четвертый вход интегратора 5, асигнал пропорциональный х с выходаусилителя 14 поступает на пятый входинтегратора 5. Таким образом,блоками 5, 6, 7, 8, 9, 12, 13 и 14устройство обеспечивает моделирование динамической части вибратора исвязи вибратора с объектом, остав"ляя реальными электромагнитную систему вибратора 3 и объект 11. Изме"нением коэффициентов на входах ин"тегратора 5 и сумматора 12 такимобразом изменяются параметры моделируемой динамической части вибратора и связи между столом вибратораи испытуемым объектом. В тех случаях, когда моделируется динамическая часть вибратора с больыой жесткостью для среднего положения подвижной части вибратора сигнал пропорциональный перемещению х моде"лируемой части вибратора поступаетчерез блок 8 усреднения на второйвход сумматора 2. Блок 8 усреднениявыполняется как усредняющий фильтрфи при большом коэффициенте усиле,ния обеспечивает большую жесткость,при отклонении среднего положениятор О,Била За Подписноео комитета СССРй и открытийшская наб., д. 11/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,9 дом блока усреднения сигнала перемещения, связанным с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с четвертым входом первого интегратора, и через третий интегратор подключен к входу второго усилителя, выход которого соединен с пятым входом первого интегратора и с входом второго электродинамического вибратора, выход первого интегратора соединен с вторым входом второго. сумматора, третий вход которого подключен к выходу второго датчика силы, а выход второго усилитеь 2585/67 Тираж 732 ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 113035, Москва, Ж, 22800 . 8ля соединен с четвертым входом второго сумматора, причем механический выход второго электродинамичес"кого вибратора через второй датчиксилы соединен с испытуемым обьек"том. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР1 О по .заявке М 2417735/18-21,кл. С 06 С 7/8, 1978.2. Авторское свидетельство СССРУ 532402, кл. В 06 В 1/ОЙ,1975 (прототип) .