Регулятор амплитуды вибрации Советский патент 1984 года по МПК G05D19/02 

41084 Изобретение оТ юсится к автоматике, может применяться в виброкалибровочных средствах и в технике испытаний на вибрацию в частности при измерении динамических характеристик машин. Известны устройства статического регулирования амплитуды вибрации, корректирующие уход контролируемого параметра от заданного уровня по строго определённой характеристикеfO Однако эти устройства не учитывают нелинейность механической системы, нагрузку вибростола и различие законов изменения интенсивности колебаний при

смене параметров и поэтому не могут быть использованы, если дестабилизирующие факторы влияют на работу системы, произвольным образом.

. В связи с этим наибольшее распространение получили астатические устг ройства, регулирующие амплитуду вибрации по сигналу рассогласования ее с заданным значением.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является регулятор амплитуды вибрации, содержапсий элемент сравнения, к первому и второму вхо.дам которого подключены соответственно выходы задатчика напряжения и объекта регулирования, усилитель, выход которого соединен с обмоткой управления двигателя, потенциометр, подвижный контакт которого подключен к входу объекта регулирования , и механически соединен с валом двигателя, источник питания, выход которого подключен к входу потенциомет- ра, дополнительный потенциометр, подвижный контакт которого подключен к входу усилителя и механически соединен с валом двигателя, а выход элемента сравнения подключен к входу дополнительного потенциометра, В данном устройстве напряжение, пропорциональное мгновенному значению амплитуды вибра ши, поступает на элемент сравнения с выхода объекта регулирования, в котором сравнивается с заданным.значением напряжения от задатчика,пропорционального амплитуде возбуждающей силы. Разность между фактическим и заданным значением напряжений поступает через дополнительный потенциометр на вход усилителя. Вал двигателя под действием разностного сигнала начинает врацаться и приводит в движение механически соединенные с ним подвижные. 5 10

Цель изобретения - повьш1ение быстродействия регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор, содержащий первый элемент сравнения,первый вход которого подключен к выходу объекта регулирования, источник питания, связанный выходом с nepBbJM входом регулирз емого усилителя, выход которого соединен с входом объекта регулирования, а также задатчик ак(плитуды,содержит последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, второй элемент сравнения, первый элемент И, переключатель и накопитель, а также два элемента НЕ и второй элемент И, первс вход которого подключен к выходу первого элемента сравнения и через первый элемент НЕ - к второму входу первого элемента И, второй вход - к выходу второго элемента НЕ, а выход - к второму входу переключателя, выход задатчика амплитуды соединен с вторым входом второго элемента сравнения, выход которого связан с входом второго злемента НЕ, выход генератора пилообразного напряжения подключен . к второму входу первого элемента

выход накопителя соедисравнения, а входом регулируемого

нен с вторьм усилителя.

На чертеже приведена блок-схема регулятора.

Схема управляет объектом 1 регулирования и содержит источник 2 питания, регулируемый ускшитель 3, задатчик 4 амплитуды, генератор 5 пилообразного напряжения, первый 6 и второй 7 элементы сравН1ения, первый 8 и второй 9 элементы И, первый 10 и второй 11, элементы НЕ, переключатель 12 и накопитель 13.

Устройство работает следующим образом. 63 контакты потенциомет()а и дополнительного потенциометра, регулйрующ го коэффициент усилел ия усилителя. Вращение вала двигателя и перёмещение подвижных контактов потенциометров происходит до тех пор, пока амплитуда вибрации не сравняется с заданным значением . Однако наличие механического регулятора в данной системе ограничивает ее быстродействие. Инсфционность двигателя не позволяет выполнить быстрое частотное сканирование сигнала, что увеличивает время и стоимость 15 операций виброкалибровки. Вибросигнал с выхода объекта 1, пропорциональный параметру, по кото рому производится регулирование, по дается на элемент 6 для сравнения с пилообразным напряжением генерато pa 5, которое одновременно сравнива ется с напряжением задатчика 4 на элементе 7. Пилообразное напряжение (периодически нарастает от нулевого значения до максимального, В момент когда оно превьппает фактический или заданный уровень, соответствующий элемент сравнения вьфабатывает сигнал Лог, 1. В противном случае вы рабатывается сигнал Лог. О. В ре зультате на одном из входов переклю чателя 12 формируется импульс, длительность которого пропорциональна разности указанных напряжений. При этом, если фактический уровень напряжения больше заданного, импульс формируется на первом входе переклю чателя и запускает цепь разряда на.копителя. Накопитель разряжается, уменьшая выходное напряжение. Если большее значение окажется у заданного уровня, то импульс появится на втором входе переключателя, замкнет цепь заряда, и напряжение на выходе накопителя увеличится. Изменения выходного напряжения накопителя приводит к соответствующим изменениям коэффициента передачи регулируемого усилителя 3. В результате сигнал возбуждения с выхода источника 2 передается на объект 1 с большим или меньшим ослаблением, и таким образом контролируемый параметр поддер живается на заданном уровне. Импульсное управление накопителя осуществляют формирующие логические цепочки, составленные из элементов 6-11. В .начале цикла развертки пилообразное напряжение равно нулю, вследствие чего равны нулю потенциалы на выходах элементов 6 и 7 сравнения и выходные сигналы элементов И 8 и 9. В случае ,7Uj (фактичеснапряжение U превышает заданнов Uj) сигнал Лог. 1 появляется на выходе элемента 7 сравнения раньше, чем на выходе элемента 6. Элемент И 8 пропустит сформированный элементом 7 сигнал на первый вход переключателя 12, замкнув цепь разряда накопителя 13. С появлением сигнала Лог. 1 на выходе элемента 6 и с последующим инвертированием ее элементом НЕ 10 подача единичного сигнала на первый вход переключателя 12 прекращается. На втором входе переключателя 12 сигнал управления не появляется вообще, так как элемент И 9 в это время заперт элементом НЕ 11, инвертирующим Лог. 1 с выхода элемента 7. В итоге накопитель 13 получает импульс разряда, длительностью пропорциональной разности иф-из. Аналогичным образом срабатывает . цепь заряда накопителя при соотношении Цф Uj . Вначале сигнал ЛИ. 1 появляется на выходе элемента 6. Поэтому в действие приходит цепь заряда накопителя 13 (по второму входу переключателя 12) и запирается элемент И 8, а сигнал Лог. 1, который появляется на выходе элемента 7 сравнения по окончании импульса заряда, задерживается. Импульс заряда накопителя окажется пропорциональным по длительности разности напряжений .. Накопитель 13 представляет собою блок, линейно отображающий .Накопитель 13 представляет собою блок, линейно отображающий разность общей продолжительности поступивших на второй (зарядный) и первый (разрядный) входы переключателя 12 регулирующих импульсов. Основным элементом его может быть, напримерj конденсатор, накапливающий переносимый импульсами заряд. Предложенное устройство, в котором преобразование, накопление сигнала и регулировку уровня возбуждения объекта осуществляют электронные схемы, обладает значительно более высоким быстродействием по срав нению с известньм регулятором, реапизукицин указанные- функции на мех., нических инерционных элементах.

РЕГУЛЯТОР АМПЛИТУДЫ ВИБРАЦИИ, содержащий первый элемент сравнения, первый вход которого подключен к выходу объекта регулирования, источник питания, связанный выходом . с первым входомрегулируемого усилителя, выход которого соединен с входом объекта регулирования, а также задатчик амплитуды, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия регулятора, он содержит последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, второй элемент сравнения, первый элемент И, переключатель и накопитель, а также два элемента НЕ и второй элемент И, первый вход которого подклю чен к выходу первого элемента сравнения и через первый элемент НЕ к второму входу первого элемента И второй вход - к выходу второго эле§ мента НЕ, а выход - к второму входу переключателя, выход задатчика -ам(Л плитуды соединен с вторым входом с второго элемента сравнения, выход которого связан с входом второго элемента НЕ, выход генератора пилообразного напряжения подключен к второму входу первого элемента сравнения, а выход накопителя соединен с вторым эо входом регулируемого усилителя. 4: САЭ