Устройство для управления синусоидальными вибрациями

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИК 19 02(50 брационные устройств1976, сьство СССР 19/ОЯ, 19 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 0 ПИСНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВ(56) Л.АЛузнецов. Вииспытания элементов и автоматики. М.: Энергия 87,Авторское свидетелВ 1051505, кл. С 05 П 8 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИНУСОИДАЛЬНЫМИ, ВИБРАЦИЯМИ(57) Изобретение относится к области вибрационной техники, в частности к устройствам управления электродинамическими.вибростендами при испытании на гармоническую вибрацию. Целью изобретения является упрощение устройства и повышение его экономической эффективности. Устройство со-. держит накапливающий суммато 1, постоянное запоминающее устройство синуса, цифроаналоговый преобразователь, усилитель с переменным коэффициентом усиления, два фильтра низких частот (ФНЧ), усилитель, детектор, интегратор, схему сравнения, генератор тактовых импульсов, делитель частоты, фазовый компаратор, программируемый делитель частоты, управляемыйгенератор, задатчик скорости развертки, реверсивный счетчик, триггер реверса, койпаратор, логарифматор и переключатель вида развертки. За счет исключения двух блоков памятй и упрощения ФНЧ на выходе усилителя с переменным коэффициентом усиления упрощается конструкция устройства и повышается его экономическая эффективность, кроме того, воэможность использования ПЗУ.синуса с меньшим быстродействием удешевляет устрой- Я ство. Я ил.Изобретение относится к вибрационной технике, в частности к устройствам управления электродинамическнмивибростендами при испытании на гармоническую вибрацию, и может быть5использовано как генератор переменной частоты с автоматической разверткой,Цель изобретения - упрощение уст 1 Оройства и повьшение экономическойэФФективности.На фиг, 1 показана структурнаясхема предлагаемого устройства; нафиг. 2 - функциональная схема лога 15рифматора,Устройство для управления синусоидальными вибрациями содержит накапливающий сумматор 1, состоящийиэ сумматора 2 и триггерного регистра 3, постоянное запоминающее устройство 4 синуса, цифроаналоговыйпреобразователь 5, усилитель, б с переменным коэффициентом усилении,фильтр 7 низких частот, усилитель 8,детектор 9, интегратор 10, схему 11сравнения, генератор 12 тактовых импульсов, делитель 13 частоты, Фазовый компаратор 14, программируемыйделитель 15 частоты, управпяемыйгенератор 16, фильтр 17 низких частот, эадатчик 18 скорости развертки,реверсивный счетчик 19, триггер 20реверса, компаратор 21, логарифматор 22 и переключатель 23 вида развертки, Выход Фильтра является выхо-,дом устройства на виброустановку.ГВыход виброустановки подключен к входу усилителя 8. Логарифматор 22 содержит элементы ИЛИ 24, инверторы 25,элементы И 26, многоразрядный дели 4 Отель 27 частоты, элементы И 28 иэлемент ИЛИ 29.Устройство работает следующим об разом.Перед пуском устройства в ревер-.45сивном счетчике 19 установлено двоичное число и, соответствующее значению нижней частоты синусоидальныхвибраций 1 я, Накапливающий сумматор 1 установлен в нулевое состояниепри включении питания.При поступлении тактовых имгульсов с выхода генератора 12 на входтриггерного регистра 3 накапливающего сумматора 1 на выходе регистра 3 55во времени й значение двоичногокода изменяется по законуи; :пх где Г - частота дискретизации, определяемая частотой повторе.ния импульсов генератора 12.Значение с выхода регистра 3 поступает на адресные шины постоянного запоминающего устройства 4, где задана таблица значений функции 81 ич;. Значение аргумента , соответствует адресу ячейки постоянного запоминающего устройства, при этом2% (а, + а)ЧФМгде а и а; - адрес нулевой и -ойячеек постоянного запоминающего устройства 4,И2 - число дискретных отсчетов Функции,При а " 0 а; = 2 И, а Е, при дискретном задании может быть эаписа но 2,113 .ьрД ьгде Т - период синусоидальных колебаний 1то подставляяв выражение для а, получаемТя й- Мили - " ИхГЗЪ с1где Т=, -- период дискретизации,Ч1Е щ - " ча тата синусоидальныхТколебаний.Генерируемая частота 2 определяла аа 1 ется как Е"-; - , но так как ". -Я ."- и и соответствует приращению адреса постоянного запоминающего устройОства 4, то Ег. в , т.е. генерируемая частота определяется частотой дискретизации и приращением адреса постоянного запоминающего устройс 7- ва 4, задаваемого реверсивным счетчиком 19 в накапливающем сумматоре 1.При изменении состояния реверсивного счетчика 19 во времени по линейному или логарифмическому закону выходная частота сигнала цифроаналогового преобразбвателя 5 изменяется по такому же закону. Цифровой сигнал с постоянного запоминающего устройства 4 преобразуется цифроаналоговым, преобразователем 5 в аналоговый сигнал, который через усилитель 6 поступает на фильтр 7 низких частот. Так как ч является неизменной, то1269112 3и частота среэа фильтра 7 низкихчастот устанавпивается неизменной.Сигнал с выхода фильтра 7 низкихчастот поступает на вибрационнуюустановку (не показана), с выходакоторой сигнал обратной связи, соответствующий уровню вибрации, поступает на усилитель 8, у которого коэффициент усиления изменяется в зависимости от задаваемого уровня вибрации. Сигнал с выхода усилителя 8через детектор 9 и интегратор 1 Опоступает на схему 11, где сравнивается сопорным сигналом и формируется сигнал ошибки, управляющий коэффициентом усиления усилителя б. Таким образом, стабилизуется уровеньвибрации на вибрационной установке,который уже не зависит от генериру. емой частоты.Сигнал с выхода генератора 12. через делитель 13 поступает в качестве опорной частоты Г, на один из входов фазового компаратора 14, на другой вход которого поступает черезпрограммируемый делитель 15 частотауправляемого генератора 16, деленная.в К раз. Сигнал ошибки с выхода компаратора 14 через фильтр .17 низкихчастот управляет частотой генератора 16, стабилизируя ее в соответствии с выражением 2, = Е, К,Задавая задатчиком 18 код навходе программируемого делителя 15,изменяют коэффициент деления К ичастоту генератора 16. Сигнал с генератора 16 с частотой, соответствующейзаданной скорости развертки, поступает или через логарифматор 22 илинепосредственно в зависимости от положения переключателя 23 на вход реверсивного счетчика 19. Этот счетчикпроизводит счет на сложение или вычитание в зависимости от состояниятриггера 20 реверса. Информация очастоте с выхода реверсивного счетчика 19 поступает также на вход компаратора 21 и на другой вход логарифматора 22. Если частота достигает зна"чений Е или Е (значение верхнейчастоты синусондального сигнала),та компаратар 21 формирует сигнал переключения триггера 20, который управляет работой реверсивного счетчика 19 на сложение или вычитание. Ла-гарифматор 22 определяет положениепервой единицы слева в двоичном коде счетчика 19 и в зависимости от того, в каком разряде слева находится первая единица, коммутирует соответствующий выход делителя 27. Такимобразом, чтобы при возрастании час 5 таты генератора частота счетных импульсов реверсивного счетчика 19 возрастала по показательному эакОну,обеспечивая логарифмическую шкалучастоты генератора,Выходная шина счетчика 19 в логарифматоре 22 подключена к входамэлементов ИЛИ 24 таким образом, чтостарший значащий разряд (СЗР) и млад"ший значащий разряд (МЗР) - к входамэлемента ИЛИ 24 с обозначением СЗРи МЗР соответственно. Число элементов ИЛИ 24, инверторов 25, элементовИ 26 и элементов ИЛИ 28 равно числуразрядов счетчика 19. Появление логической "1" слева в одном из разрядовсчетчика 19 приводит к появлению логической "1" на выходе элемента И 26этого разряда и всех разрядов в сторону МЗР и логического "О" на выходе25элемента И 26 всех разрядов в сторонуСЗР. Логические "1" на выходах элементов И 26 открывают соответствующиеэлементы И 28 и подключают выходыделителя 27 на соответствующие входыЗО элемента ИЛИ 29, с выхода которогосигнал поступает через переключатель 23на счетныйвход счетчика 9;Сигнал с ге нератора6 поступает на вход делителя27,выходной сигнал которого поступает35 на соотвествующие элементы И 28.Таким образом, эа счет исключениядвух блоков памяти и использованияфильтра низких частот с фиксированной, частотой среза вместо перестраиваемого4 О фильтра низких частот упрощается конструкция предлагаемого устройства,Кроме того, возможно использованиепостоянного запоминающего устройствас меньшим быстроденствием и, следова 45 тельна, более дешевого, Заданиескорости развертки осуществляется в соответствии с требованиями стандартовна испытания, а следовательно, нетребуется производить перерасчеты50 длительности развертки, зависящейкак от скорости развертки, так и отдиапазона изменения частоты от нккнего до верхнего ее значений. 55 Ф о р и у л а н э а б р е т е н и я Устройство для управления синусоидальными вибрациями, содержащее5 12 ,генератор тактовых импульсов, последовательно соединенные постоянное запоминающее устрОйство синуса, цифроаналоговый преобразователь и усилитель с переменным коэффициентом усиления, последовательно соединенные детектор и интегратор, а также . последовательно соединенные компаратор, первый вход которого предназначен для ввода кода верхней частоты синусоидальных вибраций, а второй вход - для ввода кода нижней частоты, триггер реверса и ререрсивный счетчик, о т л.и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью упрощения устройства и повышения экономической эффективности, в него введены накапливающий сумматор, состоящий иэ сумматора, соединенного с триггерньм регистром, а также схема сравнения, первый Фильтр низких частот, эадатчик скорости развертки, логарифматор и усилитель, а также введены последовательно соединенные делитель частоты, Фазовый компаратор, второй фильтр низких частот, управляемый генератор и программируемый делитель частоты, .выход которого соединен с вторым входом Фазового компаратора, второй вход программируемого делителя частоты соединен с выходом задатчика скорости развертки, вы 69112ход генератора тактовых импульсовсоединен с входом делителя частотыи с вторым входом триггерного регистра, первый выход котороГо соединенс первым входом сумматора, являющимся входом накапливающего сумматора,с вторым входом сумматора соединенвыход реверсивного счетчика, а такжетретий вход компаратора и первый 10 вход логарифматора, второй вход которого подключен к выходу управляемого генератора, а через переключатель позиции "Лин" - к входу ревер"сивного счетчика, который через пе реключатель позиции "Лог" соединенс выходом логарифматора, второйвыход триггерного регистра, которыйявляется выходом накапливающего сумматора, подключен к входу, постоянно го запоминающего устройства синуса,к первому входу схемы сравнения подключен источник опорного напряжения,к второму входу - интегратор, а квыходу схемы сравнения - второй вход 5 усилителя с переменным коэффициентомусиления, выход которого соединенс входом фильтра низких частоФ, выход которого является выходом устройства на виброустановку, а вход уст( ройства с виброустановки соединен сусилителем, выход которого соединенс входом детектора., Закаэ 6035/50 Тир ВНИИПИ Государств по делаи иэобре 113035, Иосква, Ж нного коиит ений и откр 35, Раушска Поа ССий