Устройство для управления вибростендом Советский патент 1984 года по МПК G05D19/02 

11 Изобретение относится к устройствам управления электродинамическими вибростендами для проведения испытаний на гармоническую вибрацию, в час ности для проведения испытаний на сейсмостойкость. Известно устройство для управлени возбудителем механических колебаний, содержащее генераторы фиксированной и переменной частоты, модулятор, детектор, вибратор, генератор развертки, содержащий формирователь счетных импульсов, делитель частоты, эадатчик скорости развертки, схемы совпадений, ключ, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, ком параторы и задатчики нижнего и верхнего пределов разверток частоты С П. Недостатками данного устройства являются невозможность создания нестационарных вибраций для имитации сейсмических колебаний, а также значительный коэффициент гармоник. Наиболее близким к предлагаемому является устройство дпя управления возбудителем механических колебаний, содержащее генератор фиксированной и генератор переменной частоты, управляемый напряжением, смеситель (модулятор), фильтр низких частот (ФНЧ) и генератор развертки 23. Однако наличие неидеального ФНЧ приводит к прохождению на вход вибра ционной устанЬвки комбинационных частот, что ведет к увеличению коэффициента гармоник входного сигнала. Кроме того, известное устройство не может генерировать нестационарные сигналы, имитирукяцие сейсмические колебания типа биений, а также поддерживать заданную амплитуду коле баний вне зависимости от вида амплитудно-частотной характеристики виб рационной установки. Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения устройства путем обеспечения возможности воспроизведения сейсмических колебаний типа биений. Поставленная цель достигается тем что устройство, содержащее генераторы фиксированной и переменной частот выходами подключенные к соответствую щим входам смесителя, выход которого соединен с входом ФНЧ,-генератор раз вертки, счетчики, детектор, блок сравнения, первый элемент совпадения первый перемножающий цифроаналоговый преобразователь, последовательно 942. соединенные формирователь импульсов делитель частоты и последователь- ;о соединенные R5-триггер и второй элемент совпадения, содержит таймер, первый я второй блоки памяти, источник опорного напряжения и последовательно соединенные третий блок памяти, второй и третий перемножающие цифроаналоговые преобразователи, причем выход генератора развертки связан с входом генератора переменной частоты, выход ФНЧ подключен к входу формирователя импульсов, вход первого счетчика соединен с выходом формирователя импульсов, первый выход - с входом третьего блока памяти, а второй выход - с первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого подключен к первому вьжоду таймера, вход которого связан с первым выходом второго счетчика, а второй выход - с и-входом RS -триггера, выход делителя частоты соединен через второй вход второго элемента совпадения с входом второго счетчика, второй выход которого подключен к входам первого и второго блоков памяти, выход первого элемента совпадения соединен с S-входом R5-триггера, вход первого перемножающего цифроаналогового преобразователя свя-. зан с выходом второго блока памяти, а выход -с входом, детектора, подклюг чённого выходом к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход - с вторым входом второго перемножающего цифроаналогового преобразователя, а второй вход третьего перемножающего цифроаналогового преобразователя подключен к выходу первого блока памяти. Введение названных блоков и новая схема соединений позволили получить устройство, имитирующее сигнал, возникакиций при сейсмических колебаниях с повышенной точностью поддержания заданной амплитуды и со сниженным коэффициентом гармоник. На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 сигнал на выходе устройства при моделировании испытаний на .сейсмоустойчивость} на фиг. 3 - временные pftarраммы устройства. Устройство содержит генераторы фиксированной 1 и переменной 2 час- тоты, смеситель 3, ФНЧ 4, генератор 5 развертки, формировател1 6 3 импульсов, счетчики 7 и 8, третий блок 9 памяти Sinx, первый блок 10 памяти полусинуса, второй блок 11 памяти . Cosx , перемножанлцие цифроаналоговые преобразователи 12-14, RS -триггер 15, таймер 16, делитель частоты, элементы 18 и 19 совпадения детектор 20, блок 21 сравнения, источн,ик 22 опорного напряжения. Устройство для управления электродинамическим вибростендом работает спедугацим образом. Сигнал с генератора 1 фиксированной частоты смешивается в смесителе 3 с CHfналом генератора 2 перемен ной частоты, разностные частоты отфильтровываются ФНЧ 4 и поступают на формирователь 6 импульсов. Сигнал с формирователя 6 импульсов поступает на счетчик 7, кодовая последовательность с которого поступает на адресные входы блока 9. Значения синусов с блока .9 поступают на цифровой вход преобразователя 13. На выходе преобразователя 13 присутствует синусоидальный сигнал с частотой, определяемой частотой следования импульсов с формирователя 6, поделен ной на число адресов блока 9. Сигнал с преобразователя 13 поступает на аналоговый в:ход преобразователя 14, на цифровой вход которого подается код полусинуса с блока 10 памяти. Таким образом, на выходе устройства генерируется синусоидальный сигнал с огибающей, определяемой информацией, находящейся в блоке 10. Для генерирования последовательностей типа биений число периодов синусоиды в пачке определяется делителем 17 частоты, импульсы с которого через элемент 19 совпадения поступают на счетчик 8, кодовая последо вательность с которого поступает на адресные входы блока 10. Паузы между пачками синусоид образуются путем запуска таймера 16 сигналами переноса со счетчика 8. Синхронизация фазы основной частоты колебаний и огибающей осуществляется с помощью RS-триггера 15 и элемента 18 совпадения импульсом переноса со счетчика 7. После того, как счетчик 8 переберет все адреса блока 10, сигнал переноса запускает таймер 16. Сигнал с выхода таймера сбрасывает триг 944 гер 15 и сигнал с выхода триггера 15 запрещает через элемент 19 совпадения подачу счетных импульсов на счетчик 8. После того, как таймер 16 выдает заданную паузу, сигнал с его инвертированного выхода подает сигнал разрешения на-элемент 18 совпадения. При появлении сигнала переноса сО счетчика 7, что соответствует началу нового счета, RS -триггер устанавливается через элемент 18 совпадения в состояние 1 и разрещает прохождение счетных импульсов с делителя 17 через элемент 19 совпадения на вход счетчика 8. Для обеспечения поддержания заданной амплитуды колебаний на вибррстенде сигнал с датчика, установленного на вибростенде, поступает на аналоговый вход преобразователя 12, на цифровой вход которого подаются зна:чения величин обратных синусу (Cosx) с блока 11. Таким образом, в замкнутой системе всегда остается неизменным коэффициент передачи при изменении сигнала на входе преобразователя 1 4 . Сигнал обратной связи с выхода преобразователя 12 через детектор 20 поступает на один из входов блока 21 сравнения, а на другой вход подан сигнал с опорного источника. Сигнап ошибки поступает на аналоговый вход преобразователя 13, осуществляя, таким образом, автоматическое поддержание амплитуды колебаний при изменении амплитудно-частотной характеристики вибрационной установки. Так как сигнал с ФНЧ в устройстве используется для вьщеления разностной частоты биений генераторов фиксированной и переменной частоты и затем преобразуется в формирователе импульсов в прямоугольные счетные импульсы, то требования к ФНЧ в части его избирательности могут быть значительно снижены, а применение блока 9 памяти достаточной разрядности позволяет получить синусоидальный сигнал с наперед заданным коэффициентом гармоник. Кроме того, введение перечисленных элементов позволяет получить сигнал на вькОде устройства, имитирующий сигнал, возникакщий при сейсмических колебаниях с заданной длительностью паузы.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВИБРОСТЕНДОМ, содержащее генераторы фиксированной и переменной частоты, выходами подключенные к соответствующим входам смесителя, выход которого соединен с входом фильтра низких частот, генератор развертки, счетчики, детектор, блок сравнения, первый элемент совпадения, первый цифроаналоговьй преобразователь, последовательно соединенные формирователь импульсов и делитель частоты и последовательно соединённые R5-триггер и второй элемент совпадения, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности и расширения области применения устройства путем обеспечения возможности воспроизведения сейсмических колебаний типа биений, оно содержит таймер, первый и второй блоки памяти, источник опорного нап ряжения и последовательно соединенные третий блок памяти, второй и третий цифроаналоговые преобразователи, причем выход генератора развертки связан с входом генератора переменной частоты, выход фильтра низких частот подключен к входу формирователя импульсов, вход первого счетчика соединен с выходом формирователя импульсов, первый выход - с входом третьего блока памяти, а второй выход - с первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого подключен к первому выходу таймера, вход которого связан с первым выходом второго счетчика, а второй выход - с R-входом RS-триггера, выход делителя частоты соединен через второй вход второго элемента совпадения с входом второго счетчика, второй выход которого подключен к входам первого и второго блока памяти выход первого элемента совпадения сое динен с 5 -входом RS-триггера, вход первого цифроаналогового преобразователя связан с выходом второго блока памяти, а выход - с входом детектора, подключенного выходом к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с источ ч1 ником опорного напряжения, выход со с вторым входом второго цифроаналого4 вого преобразователя, а второй вход третьего цифроаналогового преобразователя подключен к выходу первого блока памяти.