Автоматическая система управления жесткостью упругого элемента гасителя колебаний Советский патент 1984 года по МПК G05D19/00 F16F15/03 

Изобретение относится к технике борьбы с вибрацией механических конструкций и предназначено для гашения га1м«юнических колебаний, амйлитуды и частота которых изменяются по времени.

Известен динамический виброгаситель, имеющий управляемую частотную настройку. Он представляет собой колебательную систему с изменяющейся с помощью автоматической системы управления жесткостью упругого элемента и содержит датчик,усилитель мощности и электромагнитное исполнительное устройство, игракедее роль перестраиваемой жесткости СИ .

Недостатком этого устройства является низкое качество управления вследствие разомкнутости систеки управления.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является автоматичекая система управления жесткостью упругого элемента гасителя колебани содержащая два датчика вибраций, Первый из которых предназначен для установки на массе гасителя, а второй - на объекте защиты-, фазового детектора, вход которого через усилители связаны с выходами датчиков вибраций, а выход - через последова соединенные интегратор и усилитель постоянного тока - с управлящим входом перестраиваемого упругог элемеита, выполненного в виде электромагнита L : I.

Недостатком этого устройства является кизкое качество управления вследствие, малого быстродействия, «фйсущего замкМутым системам управления, и из-за нгшичня постоянной ошибки измерения фазы колебаний массы гасителя относительно колебаШЛ объекта зшсщты. В известном устройстве измеряется сдвиг фаз меяЁду колебаниями объекта защиты и. суммарными колебаниями объекта зааея-Ш н массы гасителя, что и привод к постоянной оижбке измерения, и следовательно, управления.

Целью изобретения является повыttteiffie качества управления.

Указанная цель достигается тем, что автс атическая система управления жесткостью упругого элемента гасителя колебаний, содержащая два датчика вибраций, первый из которых лредиазиачен для установки на массе гасителя, а второй -г на объекте згшдаты, усилители сигналов датчиков вкбрещий, фазовый детектор,, первый вход которого связан с выходом усилителя сигнала второго датчика виб)раф1й, интегратор, вход которого связан с выходом фазового детектора я усилитель постоянного Тока, выход которого связан с управляющим входом упругого элемента, снабжена первым сумматором, выход которого связан с вторым входом фазового детектора, неинвертирующи вход - с выходом усилителя сигнала первого датчика вибраций, а инвертирующий вход - с выходом усилителя сигнала второго датчика вибраций, час тотным детектором, вход которого соединен с выходом усилителя сигнала второго датчика вибраций, и вторым сумматором, выход которого соединен с входом усилителя постоянного тока, первый вход - с выходом интегратоjpa, а второй вход - с выходом частоного детектора.

На чертеже показана схема предлагаемой автоматической системы.

Автстатическая система управления жесткостью упругого элемента гасцтеля колебаний содержит подвижный 1 и неподвижный 2 электромагниты, установленные на объекте 3 защиты, датчики 4 и 5 вибраций, один (.4) из которых установлен на объекте 3 защиты, а другой (5 на подвижном электромагните 1, являющемся массой гасителя, усилители 6 и 7, с 1«4аторы 8 и 9, частотный 10 и фаздвый 11 детектор, интегратор 12 и усилители 13 постоянного тока.

Устройство работает следующим Образом :

Разс 4кнутый контур управления жесткостью упругого элемента гасителя, включающий последовательно соединенные датчики 4, 5 вибраций, усилитель 7, частотный детектор 10, сумматор 9 и усилитель 13 постоянного тока, питающий обмотки электромагнитов i и 2, осуществляет грубую но оыструю настройку парциальной частоты гасителя на частоту возбуждения.

Точная, но медленная настройка парциальной частоты гасителя на частоту возбуждения осуществляется с псяиощью замкнутого контура фазово автоподстройки частоты, представляющего собой последовательно соединенные фазовый детектор 11, входы которого через усилители 6 и 7 и сумматор 8 связаны с выходами датчиков 4 и 5 вибраций; интегратор 1Z,сумматор 9 и усилитель 13 постоянного тока, питающий обмотки электромагнитов 1 и 2. Шлходное напряжение интератора 12, а следовательно и пропорционёшьная этому напряжению жесткос упругого элемента, автоматически поддерживаются такими, чтобы разность фаз гацтонических колебаний на входе фазового детектора 11 соетавляла 90, Выполнение этого условия при наличии сумматора 8 обеспечивает точную настройку парциальной частоты гасителя на частоту возбуждения, в отличие от известного устройсава, где настройка осуществляется с постоянной ошибкой.

Предлагаемая система позволяет повысить качество управления за счет повыаения быстродействия, вследствие введения в известное устройство частотного детектора ftсумматора и ясключения постоянной ошибки измерения фаз вслелствие введения сумматору.

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЖЕСТКОСТЬЮ УПРУГОГО ЭЛЕМЕНТА ГАСИТЕЛЯ КОЛЕБАНИЙ, СОДержащая два датчика вибраций, первый из которых предназначен для установки на массе гасителя, а второй на объекте защиты, усилители сигналовдатчиков вибраций, фазовый детектор, первый вход которого связан ,с выходом усилителя сигнала второго датчика вибраций, интегратор, вход которого связан с выходом фазового детектора, и усилитель постоянного тока, выход которого связан с управлякяцим Bxo«cjli упругого элемента, отличающаяся тем, что, с целью повьвления качества управления, она снабжена первым сумматором, выход кбторого связан с вторым входом фазового детектора, неинвертирукнций вход - с выходом усилителя сигнала первого датчика вибраций, а инвертирующий вход - с выходом усилителя сигнала второго датчика вибраций, частотным детектором, вход которого соединен с выходом усилителя сигнала второго датчика вибраций, и вторым сумматором, выход кото рого соединен с входом усилителя постоянного тока, первый вход - с выходом интегратора, а второй вход с заходом частотного детектора.