Устройство для вычисления параметров нелинейных колебательных систем Советский патент 1987 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания изделий на прочность под действием кратковременных ударных нагрузок, например для опре деления динамических параметров нелинейных колебательных систем.

Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей при эк- спериментальном исследовании нелинейных колебательных систем путем предоставления исследователю информации о механических характеристиках нелинейных систем по их свобод- Ным затухающим колебаниям.

На фиг,1 показана блок-схема устройства для вычисления параметров колебательных нелинейных систем; на фиг°, 2 - функциональная схема часто- томера| на фиг«3 - функциональная схема блока вычи сления декремента затухания; на фиг.4 - функциональная схема одного из сумматоров; на фиг,5 - фрагмент варианта выполнения одного из сумматоров; на фиг.6 функциональная схема блока памяти; на фиг,7 - график точности вычисления декремента затухания .предложенного устройства; на фиг.8 - фрагмент регистрации двухкоординатного регистратора f(A). f(T)| на фиг.9 фрагмент регистрации двухкоординатного регистратора f(A) f(F) и(А) f(); на фиг.10 - примерный гра- фик работы устройства при вычислении декремента затуханий S.

Устройство (фиг.1) содержит переключатель 1, инвертор 2, блок 3 вычисления декремента затуханияs ча- стотомер 4,, усилитель 5, полосовой фильтр 6, датчик 7 смещения колебаний, первый 8 и второй 9 сумматоры, блок 10 памяти, двухкоординатный регистратор 11 и индикатор 12,

Частотомер 4 (фиг,2) содержит цифроаналоговый преобразователь 13, однопороговый компаратор 14, генератор 15 импульсов, формирователь 16 короткого импульса, элемент 17 за- держки, логический элемент ИЛИ 18, делитель 19. частоты импульсов, детек томер 20 пересечения нулевого уровня, логический элемент И 21, счетчик 22 импульсов и цифровой элемент 23 сравнения.

Блок 3 (фиг,3) содержит первый 24 второй 25 и третий 26 счетчики импульсов, элемент 27 задержки, первый

5

-

5

0 S

0 5

28 и второй 29 селекторы, элемент 30 сравнения, логический элемент ИЛИ 31, логический элемент И 32, триггер 33 „

На фиг.4 и 5 обозначены элемент 34 суммированияJ регистр 35, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 36, реверсивный счетчик 37 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 38 и двоичгый умножитель 39.

Блок 10 памяти (фиг.6) содержит счетчик 40 адреса, первый 41, второй 42, третий 43 и четвертый 44 блоки оперативной памяти, логический элемент ИЛИ 45, первый 46 и второй 47 элементы задержки, первый 48 и второй 49 логические элементы И, триггер 50 и счетчик 51 данных.

Устройство для вычисления параметров нелинейных колебательных систем осуществляет регистрацию и вычисление следующих параметров затухающего колебательного -процесса в результате кратковременного -ударного воздействия.

Затухающее колебательное движение характеризуется четырьмя величинами: условным периодом Т или соответ-- ствующей условной угловой частотой| частотой F; логарифмическим декре- |ментом затухания & и амплитудой А.

Частота свободных колебаний нелинейной системы зависит от амплиту- ды колебаний. Эту зависимость отражает скелетная кривая: связь между первой гармоникой свободных колебаний нелинейной системы и амплитудой.

Устройство позволяет сразу получить оценку нелинейности системы по ее скелетной кривой, зарегистрированной на диаграмме двухкоординатного регистратора.

Устройство работает следующим образом.

Ударный механизм (не показан) коротким импульсом возбуждает свободные колебания в механической колебательной системе объекта, причем длительность удара намного меньше периода собственных колебаний системы.

Датчик 7 преобразует механические колебания в электрический сигнал, пропорциональный перемещению. Сигнал поступает на полосовой фильтр 6, с выхода которого проходит через усилитель 5, элементы и блоки устройства, где производится его преобразование и регистратдия.

На двухкоординатном регистраторе 11 регистрируется зависимость частоты сигнала и декремента колебаний S от мгновенной амплитуды (огибающей) сигнала А.

Так называемая скелетная кривая колебательной системы, выражающая связь между мгновенной частотой F и мгновенной амплитудой (огибающей) сигнала А при свободных колеб;1ниях. содержит информацию о собственных нелинейных упругих качествах системы.

Скелетная кривая в графической форме выражает связь собственной частоты первой гармоники свободных колебаний нелинейной системы с максимальной амплитудой колебаний (фиг.9а).

Для вычисления мгновенной амплитуды (огибающей) A(t) в устройстве осуществляется вычисление промежуточных значений амплитуды путем интерполяции двух крайних значений зафиксированной амплитуды сигнала.

Такая же интерполяция осуществляется с периодами сигналов и вычисленными в устройстве частотой и декрементом колебаний.

Устройство работает в пяти режимах. Из них один режим - начальный (положение 1 переключателя), во время которого производится ударное воздействие на объект - механическую систему.

После переключения переключателя 1 в положение 2 ударное воздействие снимается. Объект совершает собственные колебания, В этот момент и начинает работать устройство,

Б положении 1 (фиг.1) переключателя 1 все блоки устройства отклю- ченыо При переходе переключателя из положения 1 в положение 2 т.е. при переводе на первый режим, сбрасываются в нулевое состояние все блоки, так как в этот момент происходит отключение входа инвертора 2 от общего контакта питания устройства и на выходе инвертора 2 образуется низ кий потенциал, который осуществляет сброс всех блоков. Сигнал сброса проходит на первый вход частотомера 4 и далее (фиг,2) на второй вход логического элемента ИЛИ 18, с выхода которого поступает на первый вход запрета логического элемента И 21 и вход сброса счетчика 22 импульсов и

to

J5

20

25

30

35

40

45

50

55

одновременно на второй вход делите- - ля 19 частоты импульсов.

Делитель-19 и счетчик 22 устанавливаются в нулевое состояние. Далее сигнал сброса проходит на блок 10 памяти и сбрасывает на ноль (фиг.6) счетчик АО адреса по входу сброса} триггер 50 и счетчик 51 данных по цепи вход логического элемента ИЛИ 45 - элемент 46 задержки - вход счетчика 51 данных (прохождение сигнала сброса на другие блоки в первом режиме не рассматривается).

После ударного возбуждения объекта начинается фиксация максимгшьной амплитуды и периода исследуемого колебательного процесса.

В момент перехода входного (фиг.2) затухающего гармонического сигнала счерез нулевое значение детектор 20 пересечения нулевого уровня и формирователь 16 коротких импульсов с нулевым фазовым сдвигом вьщают импульс, который через четвертый выход частотомера 4 поступает на четвертый вход (фиг.6) блока 10 памяти и через третий вход логического элемента ИЛИ 45, элемент 46 задержки и логический элемент И 49 проходит на счетный вход счетчика 40 адреса. В последнем зафиксирована единица, т.е. последующий адрес поступает на адресные входы блоков 41-44 оперативкой памяти. Сигнал с выхода логиче- . CKOI ;: элемента ИЛИ 45 через третье направление переключателя передает команду записи в первый 41 и четвертый 44 блоки оперативной памяти на их вторые входы. В этих блоках фиксируются цифровые сигналы. В блоке 41 - значение амплитуды по входу блока памяти 40 и входу данных первого блока 41 оперативной памяти, а в блоке 44 оперативной памяти по входу данных от счетчика 51 данных - значение периода После этого происходит изменение адреса на счетчике 40 адреса и сброс счетчика 51 данных так как сигнал проходит через элемент 46 задержки. После этого счетчик 51 данных начинает заполняться импульсами с частотой следования f, Toe. частотой следования импульсов от генератора 15 импульсов частотомера 4 по входу блока 10 памяти через логический элемент 48 и его информационный вход на счетный вход счетчика 51.

Импульсы от генератора 15 импульсов проходят через второе направлен переключателя (на фиг.2 замыкающий контакт указан в этом положений) и через третий выход частотомера 4 поступают на третий вход блока 10 памяти.

Детектор 20 пересечения нулевого уровня своим первым входом соединен с вторым входом частотомера 4, а вторым - с нулевой шиной устройства поэтому на его выходе формируется скачок напряжения при совпадении синусоидального сигнала с нулем. Эти скачки напряжения поступают на вход формирователя 16 коротких импульсов

Одновременно с регистрацией импульсов в счетчике 51 (фиг.8) данных .блока 10 памяти в счетчике 22 импульсов частотомера 4 (фиг.2) также отсчитываются импульсы, при этом с вьпсода счетчика 22 импульсов цифровой .сигнал поступает на вход циф- роаналогового преобразователя 13 и с его выхода на первый вход однопор гового компаратора 14, на вторйй вход которого поступает сигнал колебательного процесса по второму входу. Когда сигналы первого и второго входов однопорогового компаратора 14 равны, с его выхода поступает си нал на второй запрещающий вход логического элемента И 21, которьш за крьшает прохождение импульсов от генератора 15 импульсов на счетный вход счетчика 22 импульсов. Последний отстанавливается и счет не восстанавливается, пока амплитуда сигнала на входе частотомера 4 ниже входного сигнала цифрйаналогового преобразователя 13.

Такие условия работы счетчика 22 импульсов, дифроаналогового преобразователя 13, однопорогового компаратора 14 и логического элемента И 21 вместе с генератором 15 частотомера 4 обеспечивают фиксацию в счетчике 22 максимального значения амплитуды сигнала второго входа частотомера 4 в цифровой форме.Этот цифровой сигнал, пропор циональный максимальной амплитуде А сигнала за данный период Т, фиксированный в счетчике 51 данных блока 10 памяти, к концу периода запоминается в блоке 10 памяти в первом блоке 41 оперативной памяти следующим образом.

Как только амплитуда входного сигнала на втором входе частотомера

fO

f5

20

25

4 после прохождения максимума снизится до нуля, детектор 20 пересечения нулевого уровня.выдает сигнал на формирователь 16 коротких импульсов. С последнего сигнал проходит через четвертый выход частотомера 4 на четвертый вход (фиг.6) блока 10 памяти и далее, через третий выход логического элемента ИЛИ 45 на четвертое направление переклнзчателя 1, на вход записи сигнала блоков 41 и 44 оперативной памяти, в блоке 41 Фиксируетря., максимальная амплитуда в цифровой форме, которая поступает с пятого выхода частотомера 4 на пятый вход бло- .ка 10 памяти и далее на вход данных пе рвого блока 41 оперативной памяти, одновременно фиксируется период этого сигнала, так как в счетчике 51 данных блока 10 памяти в течение всего полупериода колебания регистрируются импульсы от генератора 15 импульсов (фиг.2) частотомера 4 (фиг.1). Данные со счетчика 51 поступают на вход данных четвертого блока 44 оперативной памяти и фиксируются в этом блоке.

После осуществления фиксации амплитуды А и периода Т от формировате30 ля 16 коротких импульсов (фиг.2) сиг- нал проходит через элемент 17 задержки по первому входу логического элемента ИЛИ 18 на вход сброса счетчика 22 импульсов. Последний- сбрасыва35 ется на нуль. Одновременно этот сигнал кратковременно закрывает при помощи логического элемента И 21 счетный вход счетчика 22 импульсов. Последний готов к фиксации следующей максимальной амплитуды сигнала.

Кроме того, короткий импульс проходит через элемент 46 задержки блока 10 памяти (фиг.6). При этом осуществляется сброс на нуль счетчика

5 51 данных, причем во время сброса формируется запрет на прохождение импульсов через первый логический элемент И 48 по второму входу запрета. Через второй логический элемент

50 и 49 короткий импульс проходит на счетный вход счетчика 40 адреса и фиксирует следующий адрес в этом счетчике. Таким образом начинается отсчет импульсов для регистрации ам55 плитуды и периода второй полуволны

синусоиды исследуемого колебательного процес са.

После снижения амплитуды колебательного процесса до нуля в первом

40

блоке 41 оперативной памяти по каждому адресу фиксируется амплитуда А сигнала, а в четвертом блоке 44 оперативной памяти - период Т сигнала соответственно по тем же адре- сам.

Окончание процесса регистрации в памяти максимальных амплитуд А и периодов Т, которые были во время затухающего колебательного процесса,фик- скруется на индикаторе 12.

Сигнал на индикатор 12 поступает с четвертого выхода блока 10 памяти, где он формируется в триггере 50, который фиксирует окончание ра- боты счетчика 40 адресов по выходному сигналу, определяющему его единичное состояние (полное заполнение счетчика 40 адресов), Это состояние триггер 50 сохраняет до переключения переключателя 1 на второй режим работы устройства.

После переключения устройства ни. второй режим работы так же, как и HipH первом переключении,за счет со- ответствующей коммутации первого направления переключателя 1 осуществляется сброс всех счетчиков -устройства. Только в первом 41 и четвертом 44 блоках оперативной памяти остают- ся данные колебательного процесса А и Т. .

Во время второго режима работы устройства осуществляется регистрация на диаграмме двухкоординатного регистратора 11 результатов фиксации параметров первого режима А и Т, т.е. огибающей колебательного процесса (фиг.8). Одновременно производится вычисление частоты исле- дуемого процесса. Частота F при этом фиксируется в третьем блоке 43 оперативной памяти.

В процессе начального сброса (вхо 1) сбрасывается на нуль реверсивный счетчик 37 импульсов (фиг.4) в первом сумматоре 8. В начале первого счета адреса сигнал Конец суммирования с выхода второго сумматора 9 проходит через второй вход блока 10 памяти, логический элемент ИЛИ 45, через пятый выход блока 10 памяти, далее на входы текущего сброса первого 8 и второго 9 сумматоров и (фиг.4) на входы сброса двоичных ум- ножителей 39 в первом 8 и втором 9 сумматорах. Тот же сигнал, пройдя с седьмого выхода блока 10 памяти через третье направление переключа8

теля 1,. сбрасывает в нуль регистр 35 в первом сумматоре 8 по входу записи нуля, д во втором сумматоре 9 фиксируется значение параметра максимальной амплитуды по входу из блока памяти по сигналу с выхода на вход записи кода. Так как на его цифровом входе имеется цифровой сигнал от блока 10 памяти с его первого выхода, от выхода первого блока 41 оперативной памяти, этот цифровой сигнал соответствует первому адресу, который зафиксирован в счетчике 40 адресов.

Во втором режиме от генератора 15 импульсов через делитель 19 частоты (который сброшен на ноль по общему сигналу сброса по входу сброса от входа сброса частотомера 4) и вто- рой выход частотомера 4 импульсы проходят на единичные входы первого 8 и второго 9 сумматоров и поступают на счетный вход счетчика 37. Последний отсчитывает сериюг импульсов, которая соответствует его емкости, и- после полного заполнения его выдает импульс Конец счета через выход двоичного умножителя 39 на выход Конец суммирования только вторе- го сумматора 9.

Сигнал Конец суммирования является синхронизирующим сигналом в работе блока 10 памяти первого 8 и второго 9 сумматоров, а также задат- чиком времени деления при преобразовании интервала Т в частоту имульсов F.

Во втором положении переключателя 1 через его второе направление подключен через третий выход частотомера 4 к третьему входу блока Ю памяти выход цифрового элемента 23 сравнения. Несколько ранее при втором положении через четвертс5е направление переключателя 1 поступает сигнал считывания информации с четвертого блока 44 оперативной памяти и с его выхода цифровой сигнал соответствующего периода Т поступает на восьмой выход блока 10 памяти.

Одновременно с регистрацией параметров f(A; f(T) (фиг.8) осуществляется вычисление значения периода, т.е. происходит параллельная работа отдельных блоков устройства. Вычисление частоты осуществляется в частотомере 4 и фиксируется в блоке 10 памяти.

91302243

Цифровой сигнал, пропорциональный периоду исследуемого колебания, при определенном значении адреса в счетчике 40 адреса блока 10 памяти имеется на восьмом выходе блока 10 па- 5 мяти во время второго режима. Этот сигнал поступает на сумматоры 8 и 9, а акже на третий вход частотомера 4 и на первый вход цифрового элемента 23 сравнения. Здесь осуществляется сравнение этого цифрового сигнала с содержимым.счетчика 22, цифровые сигналы от которого поступают по второму входу элемента 23 сравнения. Им10

ду данных. После этого осуществляется сброс счетчика 51 данных на нуль через элемент 46 задержки, при этом поступает сигнал запрета на логический элемент И 48, и импульсы счета на счетчик 51 Данных не проходят. Сигнал окончания цикла регистрации также проходит через элемент 46 задержки на счетчик 40 адресов к устанавливает новый адрес в блоке 10 памяти. Начинается новый цикл реги- |Страции и вычисления частоты для сле дующего периода. Таким образом, процесс начинается сначала и производит

пульсы от генератора 15 импульсов .че- ся обработка следующего периода исрез логический элемент И 21 проходят на вход счетчика 22, который в первоначальный момент переключения пере клю ателя 1 сброшен на нуль. Как только в счетчике 22 цифра соответст вует цифре периода Т, с выхода элемента 23 сравнения проходит сигнал на третий вход логического элемента ИЛИ 18 и с его выхода кратковременно передает сигнал запрета на первый вход логического элемента И 21, счет в счетчике 22 останавливается и значение цифры в нем сбрасывается на нуль, после чего процесс начинается сначала и осуществляется следующий сброс и т.д.Одновременно сигнал сравнения с выхода элемента 23 сравнения проходит на ВЫХ.ОЦ и затем че- рез второе направление переключателя 1 на третий выход частотомера 4, на третий вход блока 10 памяти, логический элемент И 48 (фиг,6). на счетчик 51 данных, который в первоначальный момент сброшен на нуль общим сигналом сброса, логический элемент ИЛИ 45, элемент 46 задержки и вход сброса счетчика 51. Таким образом, в счетчике 51 данных фиксирует

ся количество импульсов, которое поступает от частотомера 4, Число этих импульсов равно отношению длительности цикла регистрахщи к одному периоду затухающего сигнала,

После окончания одного цикла регистрации сигнал Конец суммирования с выхода двоичного умножителя 39 (фиг.4) поступает на второй вход блока 10 памяти, проходит через второй вход логического элемента ИЛИ 45, третье направление переключателя 1 и фиксирует в третьем блоке 43 оперативной памяти по входу записи содержимое счетчика 51 данных по вхо3

10

ду данных. После этого осуществляется сброс счетчика 51 данных на нуль через элемент 46 задержки, при этом поступает сигнал запрета на логический элемент И 48, и импульсы счета на счетчик 51 Данных не проходят. Сигнал окончания цикла регистрации также проходит через элемент 46 задержки на счетчик 40 адресов к устанавливает новый адрес в блоке 10 памяти. Начинается новый цикл реги- |Страции и вычисления частоты для следующего периода. Таким образом, процесс начинается сначала и производит

ся обработка следующего периода ис

следуемого процесса. Число, зафиксированное в третьем блоке 43 оперативной памяти, соответствует и пропорционально частоте исследуемого процесса, так как период следования импульсов Конец суммирования с выхода двоичного умножителя 39 (фиг,5) от второго сумматора 9 всегда постоянный и зависит от частоты генерато- ра 15 импульсов, коэффициента деле- ния N делителя 19 частоты импульсов частотомера 4 и коэффициента деления триггеров двоичного умножителя 39. Этот период равен

Т. t

N D,

где Тд - общий период работы устройства;

- период между импульсами на выходе генератора 15 импульсов;

N - коэффициент деления делителя 19;

D - коэффициент деления двоичного умножителя 39. Период, который фиксируется в счетчике 22 частотомера, равен периоду Т исследуемого сигнала, так как число, зафиксированное в четвертом блоке 44 оперативной памяти, равно периоду Т исследуемого колебания с учетом коэффициента периода t частоты следования импульсов генератора импульсов

Т

-К,

где К число, зафиксированное в четвертом блоке 44 оперативной памяти.

Таких периодов может пройти на счетчик 51 данных соответственно частоте исследуемого сигнала, так как

n

-д.

гш

L-K

ND К

Так как величины N и D постоянные, а число К пропорционально периоду Т, частота исследуемого сигнала обратно пропорциональна периоду этого сигнала, пропорционального К:

F - -I- Т

если принять 7 ND 1.

Действительно, в счетчике 51 дан- ных во время второго режима фиксируется частота исследуемого процесса, (Которая вычисляется в частотомеру 4 и в виде числа импульсов поступает в третий блок 43 оперативной памяти ,блока 10 памяти.

После окончания регистрации огибающей в блоке 10 памяти зафиксировано значение частоты, соответствующее каждому периоду исследуемого процесса, в соответствующие адреса третьего блока 43 оперативной памяти,

В счетчике 22 остается какое-то число импульсов (если сигнал .Конец суммирования не совпал с сигналом Сброс от цифрового элемента 23 сравнения), которое учитывается при обработке следующего периода и вычислении частоты колебательного процесса на следующем этапе.

Учет остатка в счетчике 22 дает возможность более точно определить среднюю частоту колебательного затухающего процесса. Точность вычисления частоты зависит от величины отношения остатка в счетчике 22 к величине частоты (цифры) в счетчике 51 данных. При учете остатка погрешност эта снижается, так как недостаток одного импульса в счетчике данных на первом этапе счета дает лишний импульс в нем при втором этапе счета Средняя частота фиксируется без погрешностей.

Регистрация зависимости f(A) f(T) - огибающей исследуемого затухающего процесса (фиг.8) осуществляется следующям образом.

Во втором положении четвертого направления переключателя 1 сигнал считывания информации с четвертого блока 44 оперативной памяти поступает на воаьмой выход блока 10 памяти. Этот цифровой сигнал периода Т первого адреса поступает на цифроfO

-

1ь .

15

20

25

3)

вой вход первого сумматора 8, Одновременно цифровой сигнал, соответствующий максимальной амплитуде А при первом адресе в первом блоке 41 оперативной памяти, присутствует на цифровом входе второго сумматора 9, Сигнал считывания на первом блоке 41 оперативной памяти постоянно присутствует. Сигнал Запись кода поступает на одноименньш вход второго сумматора 9 и проходит на входы записи кода регистра 35 и реверсивного счетчика 37 импульсов,

В регистре 35 и реверсивном счетчике 37 импульсов фиксируется значение цифрового сигнала, поступающего на их информационные входы, причем в первом сумматоре 8 в этот момент фиксируется нулевое значение периода

Т, так как при первоначальном сигнале начального сброса по первому входу сброшен на нуль реверсивный счет- ,

.чик 37 импульсов, а регистр 35 сброшен на нуль сигналом Запись нуля, который поступает с седьмого выхода блока 10 памяти через третье направление переключателя 1, логический элемент ИЛИ 45, его второй вход,вто рой вход блока 10 памяти от команд л конца суммирования, поступившей .с второго выхода второго сумматора 9, Одновременно по этому же сигналу, который проходит через логический элемент ИЛИ 45, элемент 46 задержки и логический элемент И 49, счетчик 40 адреса фиксирует единицу и на его выходе появляется следующий адрес. Новый сигнал адреса поступает на адресные входы всех блоков оперативной

. памяти. На первом и восьмом выходах блока 10 памяти появляются новые значения амплитуды А и значение периода Т, которые также поступают на цифровые входы сумматоров 8 и 9, Эти цифровые сигналы поступают на вход регистра 35, на второй вход элемента

34суммирования и на информационный вход реверсивного счетчика 37 импульсов. Так как сигнал записи на входах записи кода сумматоров отсутствует, этот цифровой сигнал не проходит на регистр 35 и реверсивный счетчик 37, В элементе 34 суммирования происходит алгебраическое суммирование сигналов с выхода регистра

35и входов элемента 34 суммирования. Сигнал с регистра 35, соответствующий предьщущему значению пара30

35

40

45

50

55

метра А в инверсном коде, поступает по первому входу на вход элемента 34 суммирования: начиная с мпадшего разряда - на вход В1 элемента 34.1, а старший разряд - на вход В5 элемента 34.2. На другие цифровые входы А1-А6 поступает цифровой сигнал в прямом коде, соответствующий последующему значению параметра А.

В элементах 34.1 и 34.2 происходит суммирование этих двух цифровых сигналов, и на их первых выходах появляется цифровой код, равный разности этих двух сигналов. Если после суммирования сигналов на выходе S7 элемента 34.2 присутствует нулевой сигнал, то на цифровом выходе S1-S6 - цифровой сигнал в инверсном коде. При этом сигнал с выхода S7 34.2 проходит через логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ РШИ 36 и инвертируется, так как на другой вход этого элемента поступает единичный сигнал +.

Вход 2

Вход + Выход

Из таблицы состояний видно, что при прохождении сигналов кода от элемента 34 на логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 36 цифровой сигнал инвертируется в том случае, если на S7 выходе 34.2 имеется нулевой сигнал. Если на выходе S7 34.2 единица, которая поступает на Р -вход элемента 34.1 и дополняет входной сигнал, сигнал на выходе логическо30: гистрация огибающей исследуемого пр цесса, причем она имеет за счет интерполяции непрерывный характер,так как изменение сигнала на выходах ци роаналоговых преобразователей 38 в

35 обоих сумматорах происходит синхрон но они получают импульсы от одного Генератора импульсов. Поэтому двухкоординатным регистратором 11 фикси руется зависимость между максимальн

40 амгшитудой сигнала А и периодом Т, причем по известным двум крайним зн чениям этих параметров производится интерполяция их промежуточных значе

НИИ. На фиг.8 показан пример такой го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 36 будет 45 регистрации, по оси Y откладываются в прямом виде, так как на выходе умножителя.39 имеется ноль, и в этом случае не инвертируется цифровой код.

значения разности амплитуд А., - А AJ-AJ и т.д.5 а по оси X - суммарное значение периодов Т.

причем знаковый сигнал положительный.

С выхода двоичного умножителя 39 на реверсивный счетчик 37 импульсов поступает число импульсов, равное разности с выхода элемента 34, причем в реверсивном счетчике 37 эти импульсы суммируются или вычитаются в зависимости от знака (плюс или минус) с выхода S7 элемента 34.2 суммирования. После прохождения полно0

5

го цикла импульсов в реверсивном счетчике 37 должно просуммироваться число импульсов, равное тому числу, которое поступает с выхода блока памяти. При следующей команде записи кода это число подтверждается, что исключает возможные сбои и повьпна- ет надежность регистрации.

Медленное нарастание (спад) цифрового кода на вйходе реверсивного счетчика 37 импульсов поступает на вход + цифроаналогового преобразователя 38. С выхода последнего аналоговый сигнал поступает на второй вход двухкоординатного регистратора 11. Изменение амплитуды сигнала появляется на выходе второго сумматора 9 с учетом скорости регистра- 1ЩИ двухкоординатного регистратора 11. На выходе первого сумматора 8 после каждого изменения адреса в блоке 10 памяти фиксируется значение периода Т за данный период полуволны исследуемого сигнала. Эти периоды за весь период регистрации суммируются, т.е. получается регистрация текущего времени.

Таким образом, двухкоординатным .регистратором 11 осуществляется ре0: гистрация огибающей исследуемого процесса, причем она имеет за счет интерполяции непрерывный характер,так как изменение сигнала на выходах циф- роаналоговых преобразователей 38 в

5 обоих сумматорах происходит синхронно они получают импульсы от одного Генератора импульсов. Поэтому двухкоординатным регистратором 11 фиксируется зависимость между максимальной

0 амгшитудой сигнала А и периодом Т, причем по известным двум крайним значениям этих параметров производится интерполяция их промежуточных значе0

5

НИИ. На фиг.8 показан пример такой регистрации, по оси Y откладываются

значения разности амплитуд А., - А , AJ-AJ и т.д.5 а по оси X - суммарное значение периодов Т.

По огибающей можно судить о пара- 50 метрах механической колебательной системы.

Колебание механической системы с демпфированием очень легко оценить при помощи предложенного устройства 55 после регистрации второго режима. Например, при регистрации во время второго режима .по виду огибающей (фиг. 8 и 9) можно судить, что система с вязким трением (нелинейна оги151j

бающая f(A) f(T) фиг.86, линейная зависимость f(A) f(6) фиг.9а), В процессе колебания системы с сухим трением амплитуда колебаний изменяется линейно (фиг„8а), а зависимость f(A) f(S) нелинейна (фиг.96).

Окончание второго режима определяется по снижению до нуля амплитуды, регистрируемой в двухкоординатном регистраторе 11, Процесс регистрации останавливается автоматически, когда счетчик 40 адресов полностью заполнен. При этом срабатывает триггер 50, и на индакаторе 12 имеется индикация об окончании второго режима работы устройства,

В третьем режиме работы устройства производится регистрация скелетной кривой. По ее форме определяется характер восстанавливающей силы (жесткая,мягкая или линейная, фиг.Эа) Одновременно с этой регистрацией производится вычисление декремента затуханий исследуемого процесса

д

5 In

n.i

Регистрация скелетной кривой происходит следующим образом.При переключении переключателя. 1 Иа третье положение происходит сброс Ьсех счетчиков устройства. Во время перехода переключателя 1 из второго положения на третье с его первого направления формируется короткий импульс, который поступает на инвертор 2, с его выхода проходит сигнал на первый вход блока 10 памяти, на входы

сброс счетчика 40 адреса и триггера

50. На первом и восьмом выходах блока 10 памяти имеются цифровые сигналы, пропорциональные частоте F и максимальной амплитуде А сигнала, которые поступают на цифровые входы первого 8 и второго 9 сумматоров. Начальное значение параметров А и F фиксируется в регистрах 35 и реверсивных счетчиках 37 сумматоров 8 и 9 по сигналу Запись кода, после че го происходит переход счетчика 40 адреса на следующий адрес. При этом на входах сумматоров 8 и 9 появляются новые цифровые значения А и F. В элементе 34 производится вычисле

ние разности А, - А и F, - F по тем же йринципам, что и во втором режиме. Величина этих разностей поступает на входы двоичных умножите

0 5

0

5

0

,

лей 39,. а .признак знака - на вход реверсивного счетчика 37, где фиксируется число импульсов, поступающих с двоичного умножителя 39 с соответствующим знаком. На двухкоординатном регистраторе 11 на новой диаграмме фиксируются конечные и промежуточные точки исследуемого процесса f(A) f(F). Графики на фиг.8 поясняют процесс регистрации промежуточных значений, который аналогичен регистрации значений f(A) f(Т).

Процесс регистрации производится по этапам, причем после каждого участка происходит увеличение адреса на единицу и фиксация конечного значения в реверсивном счетчике 37 импульсов и регистре 35. Различные возможные сбои (непрохождение импульсов) ск концу регистрации этапа контролируются и исправляются, так как после каждого окончания этапа осуществляется фиксация конечного состояния в реверсивном счетчике 37 импульсов по команде Запись кода.

Процесс регистрации зависимости f(A) f(F) скелетной кривой заканчивается при полном заполнении счетчика 40 адреса. При этом срабатывает триггер 50 и процесс регистрации прекращается, о чем производится индикация на индикаторе 12.

Во время выполнения третьего режима регистрации отдельных участков f(A f(F) происходит вычисление

с т п

о - in -- - на этом же участке и

Ы-v

фиксация значения В в блоке 10 памяти во втором блоке 42 оперативной памяти. Это вычисление производится в блоке 3 вычисления декремента затухания. В этих вычислениях используются генератор 15 импульсов, частотомер 4 и блок 10 памяти и пер- вьш 8 и второй 9 сумматоры. Вычисления основаны на приближенном вычислении значения

1п In А - 1пА n+i

Известно, что 1пх может быть вычислен через определенный интеграл

.X 1пх

г dx

1 Т

1

Соответственно натуральный логарифм отношения максимальных амплитуд

17

In

r

( А„

r dx v 1 j x

-hti

где X. принимает значения от A

до Ар, так как

П .

Извейтнв формула суммы гармониче- .ского ряда

Н.

Inn + с + у

где

4 1--Г -Г

с - Эйлеровая постоянная;

у - некоторая бесконечно малая величина.

Формула показывает, что при возрастании п сумма Н гармонического ряда растет, как Inn. Сумма гармонического ряда связана с натуральным логарифмом через постоянную Эйлера, т.е.

Inn Н - с - «1 .1

уравнения

,. -I- -f

+ ... +

п

Inn + 1п2 определить

Inn

S - 1п2.

Так как необходимо определить нa- cooтвeтАтуральный логарифм от

W-7

ственно

S « In f-P- InA, - InA,,;

причем A АПЧ-1 принять, что А„ а, а - Ь, то при вычислениях суммы этих; максимальных значений амплитуд получают:

1пА S - 1п2; 1пА и их разность

..,

J8

S - 1п2 - S + 1п2

1 + -|- + ™ +,..+ --г + 2 3 а - Ь .

1.+ + 1

а - b + I/ а - 1

+ -1- - 1 а

11 1

2з

fO

. „ . 1

а - b + 1 а - 1 а

Таким образом

15

п

-I- .

- п

0

5

0

5

0

5

0

5

Ь+1

Вычисление этой суммы производит- ся в блоке 3 вычисления декремента ; затухания. Точность вычисления зависит от количества разрядов цифроана- логового преобраз5)вателя 13 и счет-

,чика 22 импульсов. Приведенное приближение дает большие погрешности при малых значениях знаменателя, т.е. в начале вычисления ряда. Для повьшхе- ния точности вычислений начальные значения исключаются.

Блок вычисления декремента затуханий работает следующим образом.

На входы блока 3 поступают счетные импульсы от генератора 15 импульсов на первый вход и далее на третий вход логического элемента И 32j цифровой код, пропорциональный максимальной амплитуде колебаний А, от блока 10 памяти на второй вход и далее на информационный вход третьего счетчика 26 импульсов и второй вход второго селектора 29 и импульсы с второго выхода блока 10 памяти, на третий вход,

: Этот сигнал проходит от первого и второго входов блока 10 памяти,че рез логический элемент ИЛИ 45, третье направление переключателя 1 и его третье положение и формируется в конце каждого этапа регистрации. После этого сигнала на четвертьй вход бло- ка 3 проходит сигнал с небольшой задержкой от элемента 46 задержки на триггер 30, который включает его, и осуществляется вычисление декремента затуханий.

После прохождения сигнала на четвертый вход блока 3 вычисления декре- мента затухавши производит запись Ъ третий счетчик 26 импульсов (вычи с13

тающий) предыдущего значения макси- |мальной амплитуды сигнала А из блока 10 памяти, первого блока 41 оперативной памяти. Одновременно осуществляется сброс на нуль первого 24 и второго 25 счетчиков импульсов. Первый счетчик 24 сбрасывается через логический элемент ИЛИ 31, одновременно выключается триггер 30 по входу выключения. В таком положении блок 3 остается до прихода импульсов счета адреса из блока 10 памяти.Этот импульс вводит единицу в счетчик 40 импульсов и выводит на выход первого блока 41 оперативной памяти следую-

щее значение амплитуды А

htl

Этот

цифровой сигнал поступает на вход второго селектора 29 и вход третьего счетчика 26 импульсов, но не воспринимается этими узлами, так как импульс Запись по третьему входу блока 3 уже прошел, а импульс селекции отсутствует. Одновременно сигнал счета адресов по четвертому входу блока открывает триггер 33, снимается сигнал первого запрета с логического элемента И 32 (вход 2). Это дает возможность проходить счетным импульсам от генератора 15 импульсов на вход логического элемента И 32 от частотомера 4, с выхода на вход. Одновременно начинают считать первый 24 и второй 25 счетчики. Первый счетчик 24 считает до величины, задаваемой тем кодом, который записан в третьем счетчике 26. I

Как только произойдет совпадение

кодов (выход кода с третьего счетчика поступает на первый вход элемента 30 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал от первого счетчика 24 через второй релек- тор 29) первого 24 и третьего 26 счетчиков на выходе элемента 30 сравнения появляется сигнал, который поступает на вход первого селектора 28 и проходит на его второй выход {сигнал селекции отсутствует). Этот сигнал проходит на выход блока 3 вычисления декремента затухания и поступает в блок 10 памяти через логический элемент И 48 на счетный вхо счетчика 51 данных, где и фиксируется единица.

Одновременно сигнал с выхода первого селектора 28 проходит на элемент ИЛИ 31 и с его вьпсода -поступает на вход запрета логического элемента

3022.

5fO- 5

д

20

25

30

35

40

45

50

55

320

И 32,счетные импульсы кратковременно перестают поступать на входы первого 24 и второго 25 счетчиков импульсов. Первый счетчик 24 сбрасывается в нуль, счет в нем начинается сначала. Второй счетчик 25 начинает считать импульсы до полного заполнения, а затем сбрасьшается на нуль и rtpo- должает считать снова. После каждого сброса на нуль второго счетчика 25 с его выхода проходит импульс на элемент 27 задержки, с первого выхода которого импульс закрывает триггер 33, с второго выхода проходит импульс счета на вход третьего счетчика 26 импульсов и вычитает из его предыдущего значения единицу, а с третьего выхода сигнал селекции поступает на входы селекции и переключает первый 28 и второй 29 селекторы. Во втором селекторе 29 второй цифровой вход сигнала от первого блока 41 оперативной памяти блока 10 памяти подключается к выходу второго селектора 29. Этот сигнал поступает на вход элемента 30 сравнения и сравнивается с цифровым выходом третьего счетчика 26 импульсов. Если эти коды совпадают, то на выходе элемента 30 сравнения появляется сигнал, который проходит через первый селектор 28 и появляется на его выходе, так как присутствует сигнал селекции. Этот сигнал закрывает триггер 33, выход которого поступает на вход запрета логического элемента И 32, и от генератора 15 импульсов импульсы перестают поступать на входы первого 24 и второго 25 счетчиков. На этом этапе счет прекращается. В счетчике 51 данных блока 10 памяти фиксируется число импульсов, которое пропорционально

In|---N, m-t

где N - коэффициент деления второ2.

го счетчика 25.

Если коды А и код на выходе третьего счетчика 2б не совпадают, то счет продолжается, так как с четвертого выхода элемента 17 задержки проходит сигнал, который открывает триггер.33. Этот процесс продолжается до тех пор, пока такое совпадение не произойдет.

За одно полное заполнение второго счетчика 25 (что .соответствует про21

хождению Nj импульсов через него первый счетчик 24 выдает серию импульсов - целое число импульсов на счетчик 51 данных (фиг.4). В момент заполнения второго счетчика 25 в пер- вом счетчике 24 наиболее вероятно фиксируется какое-либо число, которое меньше заданного в третьем счетчике 26, Это число не сбрасывается, а остается до следующего вычисления на tC данном этапе. Учет этих остаточных величин в счетчике 24 повьшает точность вычисления декремента затухания.

После остановки процесса вычислений блок 3 вычисления декремента затуханий находится в этом состоянии, пока не будет закончен процесс реги- cтpaп и данного этапа. После оконча1302

15

Рассмотрим прохождение импульсов в первом, втором и третьем счетчиках 24-26 импульсов и в счетчике 51 данных. На диаграмме (фиг.10) обоНИН этапа регистрации от второго сумматора 9 проходит импульс Конец сум-20 значено их заполнение в виде прямых мирования, который через логический отрезков для первого 24 и второго 25 элемент ИЛИ 45 поступ ает на вход бло- счетчиков импульсов -диаграммы Д-84 ка 10 памйти и далее через логиче- и Д-87, Для третьего счетчика 26 и ский элемент ИЛИ 45 и третье направле- счетчика 51 данньк диаграммы соот- ние переключателя 1 и зафиксирует дан-25 ветственно Д-90 и Д-129 имеют ступен- ные счетчика 51 данных во втором блоке 42 оперативной памяти по входу данных. Затем этот сигнал через элемент 17 задержки сбра.сывает счетчик 51 данных на нуль и проходит на блок 3 вычисления декремента затухания, сбрасывает первый 24 и второй 25 счетчики на нуль и зафиксирует в третьем счетчике 26 последнее значение

35

30

чатый характер,

К концу вычислений декремента затуханий в третьем счетчике 26 имеется значение амплитуды А (100), а

с выхода кода первого блока 41 оперативной памяти. Повторная фиксация исключает возможные сбои в устройстве, повышает его точность и надежность.

Затем импульс записи проходит через элемент 46 задержки и заносит в счетчйк 40 адреса следующую единицу и включает триггер 33 по четвертому входу.

Начинается регистрация следующего этапа и следующее вычисление декремента затухания.

Рассмотрим работу блока 3 вычисления декремента затухания на диаграмме по фиг.10. Например, в блоке 10 памяти в первом блоке 41 оперативной памяти в двух соседних адресах

в счетчике 51 зафиксировано число S-N.

По окончании третьего режима поступает индикация на индикатор 12 по команде от триггера 50 блока 10 па- мяти. После окончания режима во втором блоке 42 оперативной памяти зафиксировано значение 8 декремента затухания соответственно адресам и .максимальным амплитудам А.

40 Переход на четвертый режим.рабо- . ты устройства осуществляется также при помощи переключателя. Все данные для его выполнения - регистрации зависимости fCA) f(В) (фиг.96,в) под45 готовлены для этого режима.

Четвертый режим работы обеспечивает регистрацию зависимости f(A) f(S). В этом режиме при переключении переключателя 1 происходит сброс

50 на нуль всех счетчиков в блоке 10 памяти, сумматорах 8 и 9 и в частотомере 4. Блок 3 вычисления декремента затухания в этом режиме не используется. В четвертом положении пере-г две микросхемы, что составляет коэф- 55 ключателя 1 по четвертому направлению считывается информация из второго блока 42 оперативной памяти. Этот цифровой код поступает на выход блока 42 оперативной памяти и далее на восьзафиксированы аплитуды А и А Во втором счетчике 25 использованы

фициент деления 256. В начале вычисления в третий счетчик 26 запи- ., сывается число 272 на диаграмме Д-90. Затем из этого числа вычитаются едиtC.

0224322

ницы после цолного заполнения второго счетчика 25, т.е. за каждые 256 импульсов от генератора 15 импульсов (диаграмма Д-87). Таким образом, за весь процесс вычисления в нем число уменьшается с 272 до 100, т.е. поступает от второго счетчика 172 импульса. Всего проходит от генератор. 15 импульсов 44032 импульса, т.е. при частоте импульсов генератора 62100 кГц это составит время 0,44 с. За это время процесс регистрации на данном этапе еще не законен, так как быстродействие регистратора намного ниже.

Рассмотрим прохождение импульсов в первом, втором и третьем счетчиках 24-26 импульсов и в счетчике 51 данных. На диаграмме (фиг.10) обо15

20 значено их заполнение в виде прямых отрезков для первого 24 и второго 25 счетчиков импульсов -диаграммы Д-84 и Д-87, Для третьего счетчика 26 и счетчика 51 данньк диаграммы соот- 25 ветственно Д-90 и Д-129 имеют ступен- 20 значено их заполнение в виде прямых отрезков для первого 24 и второго 25 счетчиков импульсов -диаграммы Д-84 и Д-87, Для третьего счетчика 26 и - счетчика 51 данньк диаграммы соот- 25 ветственно Д-90 и Д-129 имеют ступен

35

30

чатый характер,

К концу вычислений декремента затуханий в третьем счетчике 26 имеется значение амплитуды А (100), а

в счетчике 51 зафиксировано число S-N.

По окончании третьего режима постпает индикация на индикатор 12 по команде от триггера 50 блока 10 па- мяти. После окончания режима во втором блоке 42 оперативной памяти зафиксировано значение 8 декремента затухания соответственно адресам и .максимальным амплитудам А.

40 Переход на четвертый режим.рабо- ты устройства осуществляется также при помощи переключателя. Все данные для его выполнения - регистрации зависимости fCA) f(В) (фиг.96,в) под45 готовлены для этого режима.

Четвертый режим работы обеспечивает регистрацию зависимости f(A) f(S). В этом режиме при переключении переключателя 1 происходит сбро

50 на нуль всех счетчиков в блоке 10 памяти, сумматорах 8 и 9 и в частомой выход блока 10 памяти и на вход первого сумматора 8. На вход второго сумматора 9 поступает код от первого блока 41 оперативной памяти. Регистрация и интерполяция зависимости f(A) f(&) производится так же, как и в третьем режиме работы устройства Окончание индицируется так же, как и в предыдущих режимах.

После окончания этого режима при необходимости можно повторить любой режим в любой последовательности, так как все необходимые данные регистрации (амплитуда А, частота F, период Т и декремент затухания S ) за фиксированы в блоке 10 памяти.

За базовый образец принят агрегатный комплекс средств из ерения вибрации, в котором обработка сигнала осуществляется только в части ана лиза спектра и определения корреляционных функций. Это не дает возможности осуществить оценку нелинейности конструкции и ее характеристик по жесткости и демпфированию.

В используемых методах свободные колебания изучаются с помощью спектрального анализа,что намного сложнее предложенного устройства. Предложенные методы регистрации дают большой объем информации конструктор для улучшения качества; механических блоков системы.

Предложенное устройство по сравнению с базовым образцом дает воз- можность определить степень нелинейности конструкции. Это облегчает и уточняет расчет колебательной системы с учетом ее нелинейных свойств (в реальной конструкции практически всегда действуют нелинейные упругие силы и нелинейные силы трения).

Величина нелинейности дается в количественной оценке как для нелинейного демпфирования (например,кон- струкционное демпфирование, сухое трение), так и для нелинейной упругости - контактная жесткость.Устройство также уменьшает время проведения испытаний объекта и обеспечи- вает исследование процесса свободных колебаний нелинейной механической системы за существенно более короткое время, определяемое лишь временем затухания колебаний. В уст- ройстве анализируются свободные за- т.ухающие колебания системы после окончания ударного (импульсного) воздействия, что снижает затраты больших мощнортей для проведения непрерывных вибраций,Использование двухко ординатного регистратора обеспечивает в наиболее наглядной форме представлен оператору информации об исследуемом объекте в виде скелетной кривой и зависимости декремента колебаний от амплитуды и частоты, дающих оценку- испытуемой системы. В базовом образце для получения такой оценки необходимо проводить длительную камеральную обработку после проведения испытаний .

Формула изобретения

1. Устройство для вычисления параметров нелинейных колебательных систем, содержащее переключатель,блок ;Вычисления декремента затухания, частотомер, полосовой фильтр,датчик смещения колебаний, первый и второй сумматоры, индикатор, инвертор,вход которого соединен с выходом первого направления переключателя, о т л иг чающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей,введены блок памяти, усилитель и двух- координатный регистратор, выход инвертора соединен с первыми входами первого сумматора, блок памяти и частотомер, второй вход которого через последовательно соединенные полосовой фильтр и усилитель соединен с выходом датчика смещения колебаний, третий вход частотомера - с первым выходом блока вычисления декремента затуханий, первый вход которого соединен с первым выходом частотомера, второй выход которого соединен с вторым входом первого сумматора и входом второго сумматора, аналоговые выходы которьгх соединены соответственно с первым и вторым входами двухкоординатного регистратора, второй вход блока памяти соединен с входом записи кода и выходом Конец суммирования второго сумматора, третий, четвертый и пятый входы блока памяти соединены с одноименными выходами частотомера, первый выход блока соединен с цифровым входом пторого сумматора и вторым входом блока вычисления декремента затухания, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока памяти, четвертый выход

которого соединен с входом индикатора, пятый выход - с входами текущего сброса первого и второго сумматора, шестой и седьмой выходы - соответственно с входами записи кода и записи нуля первого сумматора, восьмой выход - с цифровым входом первого .сумматора и четвертым входом частотомера.

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что частотомер содержит цифроаналоговый преобразователь, однопороговый компаратор, енератор импульсов, формирователь короткого импульса, элемент задержки,делитель частоты импульсов, детектор пересечения нулевого уровня, элемент И, счетчик импульсов, цифровой элемент сравнения, элемент ИЛИ, первый вход которого соединен

с выходом элемента задержки, второй вход - с первым входом частотомера, а третий вход - с третьим положением второго направления переключателя и выходом цифрового элемента сравнения, первый вход которого соединен с четвертым входом частотомера, а второй - с пятым выходом частотомера выходом счетчика импульсов и входом цифроаналогового преобразователя,выход которого соединен с входом одно- порогового компаратора, второй вход которого соединен с вторым входом частотомера и с входом детектора пересечения нулевого уровня, выход которого соединен через формирователь короткого импульса с входом элемента задержки и четвертым выходом частотомера, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом запрета элемента И и входоду сброса счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом элемента И, второй вход запрет которого соединен с выходом однопо- рогового компаратора, а информационный вход - с выходом генератора импульсов, счетным входом делителя частоты импульсов, первым выходом частотомера и вторым положением второго направления переключателя, четвертое положение которого соединено с третьим входом частотомера, второй выход которого соединен с выходом делителя частоты импульсов, вход сброса- которого соединен с первым входом частотомера.

3.Устройство по П.1, о т л и - чающееся тем, что блок вычисления декремента затухания содержит первый и второй селекторы, первый, второй и третий счетчики импульсов, элемент И, элемент ИЛИ, элемент сравнения, элемент задержки и триггер, первый и второй входы включения которого соединены соответственно с четвертым выходом элемента задержки и четвертым входом блока вы0 числения декремента затухания, а первый и второй входы выключения - соответственно с вторым выходом пер- ; вого селектора и первым выходом эле- |мента задержки, третий вход выклю5 чения триггера соединен с входом сброса второго счетчика импульсов, входом записи третьего счетчика импульсов, первым входом элемента ИЛИ .и третьим входом блока вычисления декремента затухания, первый выход которого соединен с первым выходом первого селектора и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса первого счетчика импульсов и первым входом запрета элемента И, второй вход запрета которого соединен с выходом триггера, информационный вход - с первым входом блока вычисления декремента

0 затухания, а выход - со счетными

входами первого и второго счетчиков .импульсов/выход первого счетчика им- пульсов соединен с первым входом второго селектора, второй вход кото5 рого соединен с информационным входЪм третьего счетчика импульсов и вторым входом блока .вычисления декремента затухания, вход селекции - с входом селекции первого селектора и третьим

0 выходом элемента задержки,вход которого соединен с выходом второго счетчика импульсов, а второй выход - со счетным входом третьего счетчика импульсов, выход которого соединен с

5 входом элемента сравнения, второй

вход которого соединен с выходом второго селектора, а выход - с информационным входом первого селектора.

0

5

4. Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок памяти содержит счетчик адреса, счетчик данных, первый, второй, третий и четвертьш блоки оперативной памяти, элемент ИЛИ, триггер, первьш и второй элементы задержки, первый и второй элементы И, информационный вход первого элемента И -соединен с третьим входом блока памяти, первый за27

прещающий вход - с выходом элемента ИЛИ, входом первог о элемента задерж- ки, пятым выходом блока памяти и вхо дом третьего направления переключателя, а выход - со счетным входом счетчика данных, вход сброса которого соединен с выходом первого элемента задержки, вторым запрещающим входом первого элемента И, информационным входом второго элемента И и третьим выходом блока памяти, первый вход элемента ИЛИ соединен с первым входом блока памяти и входами сброса триггера и счетчика адреса, счетньш вход которого соединен с выходом второго элемента И, запрещающий вход которого соединен с четвертым выходо блока памяти и выходом триггера,счетный вход которого соединен с выходом полного заполнения счетчика адреса, ;цифровой выход КОТОРОГО соединен с адресными входами блоков оперативной памяти, информационный вход первого блока оперативной памяти соединен с пятым входом блока памяти, ин- формационный выход первого блока оперативной памяти - с первым выходом блока памяти, а вход записи - с входом записи четвертого блока оперативной памяти и вторым -положением третьего направления переключателя, третье положение которого соединено с входом записи третьего блока оперативной памяти и седьмым выходом блока памяти, вход записи второго блока оперативной памяти соединен с четвертым положением третьего направления переключателя, вторым выходом блока памяти, анодом диода, катод которого подключен к пятому положени третьего направления переключателя и входу второго элемента задержки, выход которого соединен с шестым выходом блока памяти, выход счетчика данных соединен с информационными вхо- дами второго, третьего и четвертого блоков оперативной памяти, информационные выходы которых соединены с .восьмым выходом блока памяти, входы

-J28 считывания, соединены соответственно с пятым, четвертым, третьим положениями четвертого направления переключателя, вход которого соединен с плюсом источника питания, с которым соединен вход считывания первого блока оперативной памяти, второй и чет- .вертый входы блока памяти соединены с вторым и третьим входами элемента ИЛИ, первое положение четвертого направления переключателя соединено с выходом блока памяти на ударный возбудитель объекта.

5. Устройство по П.1, отличающееся тем, что сумматор содержит элемент суммирования, регистр, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, реверсивный счетчик импульсов, цифро- аналоговый преобразователь, двоичный умножитель, первый выход которого соединен с выходом конца суммирования сумматора, второй выход - со счетным входом рев.ерсивного счетчика импульсов, счетный вход - с единичным входом сумматора, вход сброса - с входом текущего сброса сумматора, информационный вход - с выходом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого соединен с первым входом элемента суммирования, а второй вход - с. вторьтм входом элемента суммирования и с входом знака реяерсивно о счетчика импульсов,первый ьход элемента сумг афования соединен с инверсным выходом регистра, второй вход - с информационными входами реверсивного счетчика импульсов и регистра и с цифровым входом сумматора, вход записи кода сумматора соединен с входами записи регистра и реверсивного счетчика, вход сброса которого соединен с входом начального сброса сумматора, а выход - с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с аналоговым выходом сумматора, а вход Сброс регистра соединен с входом записи нуля сумматора.

(рцгЛ

.6

9

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для испытаний изделий на, прочность под действием кратковременных ударных нагрузок, например для определения механических параметров нелинейных колебательных си- . стем. Цель изобретения - повышение ёыстродействия и расширение функциональных возможностей устройства. Устройство для вычисления параметров нелинейных колебательных систем содержит переключатель 1, инвертор 2, блок 3 вычисления декремента затухания, частотомер 4, усилитель 5, полосовой фильтр 6, датчик 7 смеп1ения колебаний, первый 8 и второй 9 сумматоры, блок 10 памяти, двухкоорди- натный регистратор 11, индикатор 12. Цель изобретения достигается за счет введения блока 10 памяти. 4 з.п, ф-лы, 10 ил. S 00 о to o 4 СО

0,20 0,W 0,60 0,80

CPUZ.J

Ш

rf Т2 73 74- 75 Т б f аfM2.5

5 Ь

S-87 / /

/Г//1 Ж

,

е

Фиг. 18

Составитель В.Башкиров Редактор И.Николайчук Техред Л.Сердюкова Корректор М.Самборская

Закаэ 1215/46Тираж 864Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4