УСТРОЙСТВО АКТИВНОГО ГАШЕНИЯ ВИБРАЦИИ Российский патент 2016 года по МПК G10K11/178 

Изобретение относится к области борьбы с вибрацией и шумом и может быть использовано для компенсации (гашения) вибраций фундаментных конструкций, возбуждаемых роторными машинами и механизмами.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные опорный приемник колебаний, нерекурсивный цифровой фильтр, компенсирующий излучатель, установленный на конструкции, последовательно соединенный контрольный приемник, устройство управления на базе нерекурсивного цифрового фильтра (Авторское свидетельство СССР №1494031, класс G10K 11/00, 30.01.1987 г.).

Недостатком известного устройства является невозможность гашения вибраций, возбуждаемых роторными машинами и механизмами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) к предлагаемому является устройство для активного гашения вибрации, содержащее датчики периода вращения валов механизмов, равное число компенсирующих источников и контрольных приемников, установленных на фундаментной конструкции, электронный тракт системы гашения, состоящий из анализатора, дискретного интегратора, синтезатора, формирователя экспоненциальных функций, измерителя периода, причем выходы датчиков периода вращения валов механизмов соединены с входами формирователя экспоненциальных функций и входами измерителя периода, выходы контрольных приемников соединены с первыми входами анализатора, выход измерителя периода соединен со вторым входом анализатора, выход формирователя экспоненциальных функций соединен с третьим входом анализатора и первым входом синтезатора, выход анализатора соединен с входом дискретного интегратора, выход которого в свою очередь соединен со вторым входом синтезатора, выходы которого соединены со входами компенсирующих источников («Адаптивная компенсация дискретных компонент шума и вибрации», Г.С. Любашевский, А.И. Орлов, Б.Д. Тартаковский, «Акустический журнал», 1992 г., вып. 3, том 38).

Недостатком данного устройства является то, что в случае, когда число степеней свободы (мод) фундаментной конструкции меньше числа пар «компенсирующий источник - контрольный приемник», применение известного устройства становится невозможным из-за неустойчивости процесса компенсации (гашения).

Кроме того, данная система не может быть использована, когда необходимо снизить вибрации в большом числе точек установки контрольных приемников на фундаментной конструкции, при наименьшем (оптимальном) числе компенсирующих излучателей.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности активного гашения вибрации.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для снижения вибраций, содержащее датчики периода вращения валов механизмов, равное число компенсирующих источников и контрольных приемников, установленных на фундаментной конструкции, электронный тракт системы гашения, состоящий из анализатора, дискретного интегратора, синтезатора, формирователя экспоненциальных функций, измерителя периода, причем выходы датчиков периода вращения валов механизмов соединены с входами формирователя экспоненциальных функций и входами измерителя периода, выходы контрольных приемников соединены с первыми входами анализатора, выход измерителя периода соединен со вторым входом анализатора, выход формирователя экспоненциальных функций соединен с третьим входом анализатора и первым входом синтезатора, снабжено модальным синтезатором, при этом выход анализатора последовательно соединен с входом модального анализатора, дискретного интегратора, модального синтезатора и вторым входом синтезатора, выходы которого соединены с входами компенсирующих источников.

На рисунке приведена схема предложенного устройства.

Устройство содержит датчики периода вращения 1 валов механизмов 2, равное число компенсирующих источников 3 и контрольных приемников 4, установленных на фундаментной конструкции 5, электронный тракт системы гашения, состоящий из анализатора 6, дискретного интегратора 7, синтезатора 8, формирователя экспоненциальных функций 9, измерителя периода 10, модального анализатора 11, модального синтезатора 12, причем выходы датчиков периода вращения валов 1 механизмов 2 соединены с входами формирователя экспоненциальных функций 9 и входами измерителя периода 10, выходы контрольных приемников 4 соединены с первыми входами анализатора 6, выход измерителя периода 10 соединен со вторым входом анализатора 6, выход формирователя экспоненциальных функций 9 соединен с третьим входом анализатора 6 и первым входом синтезатора 7, при этом выход анализатора 6 последовательно соединен с входом модального анализатора 11, дискретного интегратора 7, модального синтезатора 12 и вторым входом синтезатора 8, выходы которого соединены с входами компенсирующих источников 3.

Устройство работает следующим образом. С датчиков 1, установленных на механизмах 2, возбуждающих вибрации механической конструкции 5, сигналы поступают на формирователь 9 и измеритель периода 10. Выходные сигналы формирователя 9 поступают на третий вход анализатора 6 и второй вход синтезатора 8. Одновременно сигналы контрольных приемников 4 поступают на первый вход анализатора 6, который производит нахождение коэффициентов ряда Фурье этих сигналов в экспоненциальном базисе, синтезируемом в формирователе 9, на временном интервале, вычисляемом в измерителе периода 10. Последовательности коэффициентов ряда Фурье с анализатора 6 поступают в модальный синтезатор 11 и затем поступают на вход интегратора 7, в котором производятся операция умножения на обратную матрицу объекта управления и операции накопления полученных результатов. На выходе интегратора 7 формируются амплитуды и фазы сигналов управления, которые поступают на вход модального анализатора 12, который производит преобразование базиса векторов коэффициентов с помощью матрицы, коэффициенты которой зависят от собственных колебаний конструкции 5. После чего сигналы поступают на третий вход синтезатора 8, где формируются сигналы управления компенсирующими источниками 3. В результате минимизируется вибрационное поле в точках установки контрольных приемников 4, что приводит к снижению вибрации механической конструкции 5.

Изобретение относится к демпфированию механических колебаний, в частности к средствам активного гашения вибраций. Устройство содержит датчики периода вращения валов механизмов, равное число компенсирующих источников и контрольных приемников, установленных на фундаментной конструкции, электронный тракт системы гашения, состоящий из анализатора, дискретного интегратора, синтезатора, формирователя экспоненциальных функций, измерителя периода. Выходы датчиков периода вращения валов механизмов соединены с входами формирователя экспоненциальных функций и входами измерителя периода. Выходы контрольных приемников соединены с первыми входами анализатора, а выход измерителя периода соединен со вторым входом анализатора. Выход формирователя экспоненциальных функций соединен с третьим входом анализатора и первым входом синтезатора. Устройство снабжено модальным синтезатором, при этом выход анализатора последовательно соединен с входом модального анализатора, дискретного интегратора, модального синтезатора и вторым входом синтезатора, выходы которого соединены с входами компенсирующих источников. Технический результат - повышение эффективности гашения вибраций. 1 ил.

Устройство для активного гашения вибрации, содержащее датчики периода вращения валов механизмов, равное число компенсирующих источников и контрольных приемников, установленных на фундаментной конструкции, электронный тракт системы гашения, состоящий из анализатора, дискретного интегратора, синтезатора, формирователя экспоненциальных функций, измерителя периода, причем выходы датчиков периода вращения валов механизмов соединены с входами формирователя экспоненциальных функций и входами измерителя периода, выходы контрольных приемников соединены с первыми входами анализатора, выход измерителя периода соединен со вторым входом анализатора, выход формирователя экспоненциальных функций соединен с третьим входом анализатора и первым входом синтезатора, отличающееся тем, что оно снабжено модальным анализатором и модальным синтезатором, при этом выход анализатора последовательно соединен с входом модального анализатора, дискретного интегратора, модального синтезатора и вторым входом синтезатора, выходы которого соединены с входами компенсирующих источников.