Устройство для управления виброиспытаниями Советский патент 1983 года по МПК G01M7/00 

EhQ

г -и8

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВИБРСМСПЫТАНИЯМИ, содержащее регулируемый источник гармонического сигнала, сумматор, последовательно соединенные усилитель мощности и возбудитель колебаний, цепь обратной связи, образованную вибродатчиком,- устанавливаемом на подвижной части возбудителя колебаний, измерительным усилителем, фильтром и ключом, отличающе- е с я тем, что,, с целью повышения точности виброиспытаннй, оно снабжено блоком памяти, причём регулируемый источник гармонического сигнала вьшол нен в виде последовательно соединенных генератора импульсов и преобразователя, а ключ вьшолнен двухканальным, каждый Ьанал которого состоит из последователь но соединенных формирователя импульсов, счетчика, дешифратора и коммутатора, входы формирователей импульсов первого и второгчз каналов подключены соответственно к выходам преобразователя и § измерительного уилителя, выходом подключенного к входу коммутатора второ(Л го канала, выходы которого подключены 2с входам блока памяти, соединенного с входами коммутатора первого канала, выход которого через фильтр подключён к входу сумматора, второй вход последнего подключен к выходу преобразо- вате ля, а выход генератора нмпульсЬб-i к счетным входам обоих счетчиков.

- А Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для использования в машиностроении. Известно устройство для управления объектами, содержащее последовательно соединеш1ые сумматор, объект j/правления с установле{шым на нем измеритель ным прбобразователем, усилитель обрат1ЮЙ связи, подключенный к измерительному преобразователю, ключ и блок управления, входы которого подключены к выходу усилителя обратной связи и входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу ключа М. В устройстве реализовано управление объек1Х)М с помощью нелинейной обратной связи, которая в определенные промежутки времени формирует -глубокую отр1ща тельную связь, расш1фяя тем самым область устойчивости замкнутой системы управления. Однако отрицательная обратная связь действует ограничеш1ое время, что приводит к искажению формы сигнала на выходе объекта управления. Кроме того, устройство не имеет средств для про воденш) виброиспытаний. Наиболее бли;зкйм к предлагае, мому по технической сущности является устройство для ущ1аш1енияовиброиспытаниями, содержащее регулируемый источник гармонического сигнала, сумматор, последовательно соединенные усилитель мощности и возбудитель колебаний, цепь обратной связи, образованную вибро датчиком, устанавливаемым на подвиясной частн позбудителя колебаний, измерительным усилителем, фильтром и ключом 2j Устройство обеспечивает проведение виброиспытаний на гармоническую вибрацию в рабочем диапазоне частот. Однако в процессе управления виброиспытаниями стобилнзируется только уровень вибраций. В указанном устройстве не реализовано поддержание формы возбуждаемого сигнала в условиях резонансных явлений и при наличии нелинейности в тракте: усилитель мощности, возбудитель коле баний, вибродатчик, что снижает точность виброиспытаниД. Цель изобреа-ения - повышение точности виброиспытаиий. Указа1шая цель достигается тем, что устройство для управления виброиспыта ниями, содержащее регулируемый источник гармонического сигнала, сумматор. последовательно соединенные усилитель мощности и во удитель колебаний, цепь обратной связи, образованную вибродатчиком, устанавливаемом на подвижной части возбудителя колебаний, измерительным усилителем, фильтром и ключом, снабжено блоком памяти, причем регулируемый источник гармонического сигнала выполнен в виде последовательно соединенных генератора ими ульсов и преобразователя, а ключ выполнен двухканаль- ным, каждый канал которого состоит из последовательно соедине1шых формирователя импульсов, счетчика, дешифратора и коммутатора, входь формирователей импульсов первого и второго каналов подключены соответственно к выходам преобразователя и измерительного усилителя, выходом подключенного к входу коммутатора второго канала, выходы которого подключены к входам блока памяти, соединенного с входами коммутатора первого канала, -выход которого через фильтр подключен к входу сумматора, второй вход последнего подключен к выходу преобразователя, а выход генератора импульсов - к счетным входам обоих счетчиков. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство для управления виброис- пьгганиями содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, преобразователь 2 последовательности импульсов в гармонический сигнал, сумматор 3, усилитель 4 мощности и всхз- будитель 5 колебаний, на подв}окной части которого установлен вибродатчик 6, измерительный усилитель 7, подключенный к выходу вибродатчика 6; блок 8 памяти, двухканальный ключ (не показан) каждый канал которого состоит из посл€;до- вателыю соединенных формирователя импульсов, счетчика управляющим входам которого подключен выход генератора 1 импульсов, дешифратора и коммутатора 12. Выход коммутатора 12 J первого канала подключен через фильтр 13 к второму входу сумматора 3, а входы - к выходам блока 8 памяти, входы которого подключены к выходам коммутатора 12 2 второго канала. Формирователи 9л. импульсов первого и второго каналов подключены соответ- cTBoifflo к Выходам преобразователя 2 и змерительного усилителя 7, соединенноо также с входом -коммутатора 12,2 торого канала. Устройства работает следующим образом. Последовательность импульсов генер тора 1 преобразуется в синусоидальный сигнал преобразователем 2. Частота синусоидального сигнала равна где if - частота следования импульсов генератора 1; N - число ячеек блока 8 памяти . Частота следования нмпульсов может изменяться блоком управления (не показан). До начала работы блок 8 памят обнуляется. В момент подачи первого импульса с выхода генератора 1 на вхо преобразователя 2 последний формирует сигнал возбуждения, который поступает через сумматор 3 и усилитель 4 мощности на вход возбудителя 5 колебаний. При изменении полярности выходного напряжения преобразователя 2 из отрицательной области в положительную срабатывает фсрмироватепь 9 импуль сов, на выходе которого появляется импульс, переводящий счетчик Ю в ноль. Импульсы генератора 1, поступающие на счетный вход, преобразуются счетчиком 10/1 в выходной код, управля ющий дещифратором 11 преобразукьщим коды импульсов в последовательность команд, по которым коммутатор 12(1 последовательно.в темпе поступления импульсов от генератора I, осуществляет подключение ячеек блока 8 памяти к входу фильтра 13. Счетные 1юмера импульсов генератора 1 и номера ячеек блока 8 памяти совпадают. Запись значений выходного напряжения измерительного усилителя 7 в блок 8 памяти осуществляется вторым каналом ключа аналогично описа шому. Отличие заключается в том, что команда на обнуление счетчика 10 от формирователя 9/2 импульсов поступает при переходе выходного напряжения измерительного усилителя 7 из положительной области в отрицательную. Подключая ячейки блока 8 памяти к выходу усилителя 7 в темпе поступления импульсов на счетчик lOg , коммутатор 12-2 тем самым обеспечивает запись значений, характеризующих выходной сигнал вибродатчика 6. Такое управление коммутацией в цепи обратной связи позволяет сформировать на выходе фильтра 13 сигнал, который находится в протнвофаэе сигналу, поступающему на вход сумматора.З от преобразователя 2. Причем прЪтивофазность сигналов обеспечнвается независимо как от частоты следования нмпульсов генератора 1, так и от фазовых искажений в тракте - усилитель 4 мощности, возбудитель 5 колебаний, вибродатчик 6, измерительный усилитель 7. Реализация отрицательной обратной связи во всем рабочем диалазсже частот повышает устойчивость замкнугой системы управления и повьвиает точность вяб- роиспытаний путем снижения искажения формы выходного сигнала вибродатчикэ.