Устройство для формирования сигнала управления нагружением при ресурсных испытаниях конструкций Советский патент 1993 года по МПК G05B11/01 

t/j.

г--

Изобретение относится к экспериментальной технике для прочностных испытаний конструкций, их элементов и образцов материалов. Цель изобретения - повышение точности путем компенсации вь1- сокрчастотных возмущений в регулир тощем сигнале. Устройстоо для формирования сигнала на- груженип объекта испытаний 1 содержит программный задзтчйк 2, регулятор 3. электрогидрав- /имеский привод 4, датчик силы 5, первый дифференциатор 6, управляемый ограничтепь сигнала 7. интегратор 8, зтррой дифференциатор 9, экстрема- тор 10. Введение двух дифференциаторов, экс- трематора, интегратора и управляемого ограничи- .теля смгнзла позволяет повы сить помехозащищенность конту-ра регулирования и повысить точность воспроизведения заданных нагрузок при ресурсных испытани.ях конструки.ий. 1 ип.

Uu

..J.

У«

м

НпЛ

ы ч©

i jf Изобретение относится к эксперимен- талькой технике для прочностных испыта- иий конструкций, их элементо з м об)азцов материалов. .,,

Цель мзобретения - повышение точности путем компенсации высокочастотных возмущений в регулирующем сигнале.

1-1а чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для формирования сигнала управлен ля иагружением при ресурсном испытании объекта 1 содержит программный задатчик 2, .регулятор 3, электрогидравлический привод 4, датчик силы 5, первый дифг ференциатор б, управляемый ограничитель сигнала 7, интегратор О,, второй дифференциатор З.зкетр.ематор 10. . .. / .

Устройство работает следующим Образом., . .

Сигнал заданноймагрузки отпрограмм ного задатчйка 2 поступает на первый вход регулятора 3, сравнивается с выходным сигналом интегратора 8/пропорцибналь- ,ным фактическому значению нагрузки: на объекте. испытаний 1. Полученный сигнал.. рассогласования преобразуется в регулятор 3 по определенному, закону .регул.ирования (яапр.г- .мер, по ПИД-закону),, усилиоается м воздействует на злектроплдравлический привод. 4, выходной элемент которого (на пример, шток гидрсщилиндра) через датчик силы 5 нагружает объект испытаний 1 до сведения сигнала, рассогласования.к.нулю. Таким, образом, выходной электрический сигнал датчика силы 5., который следит за сигналом УЗ, с фазово.й задержкой AyJ И амплитудной ошибкой, обычно не превыша- юш,ей2-3%, в установившемряр.ежиме равный:.

+ и,.. . : . ,

где иф- сигнал, пропорциональный.фактическому значению нагрузки;,

Uf; - сигнал, обусловленный воздействием возмущения,, поступает на вход первого дифференциатора 6, при этом сигн,ал на выходе этого дифференциатора равен

,, dUA,...

Гд1

idUe dt

гдеТд - постоянная времени дифференцирования первого ди фференциатора 6.

Сигнал Од 1 поступ,ает на сйгИальный вход управляемого ограничителя 7. на управляющие входы которого от экстре- м атора 10 поданы сигналы ±Uy, соотв.етст- аующие максимальному Ноложительному и мин11ма,пьиому отрицательному значениям

выходного сигнала второго дифференциатора 9, который; равен

:; ид2 Тд2

где Тд2 - постряниая времени дифференци - ровёния второго дифференциатора.

Сигнал Ufli ограничивается при прохождении через управляемый ограничитель сигнала 7 дО;вепичины±Уу, в зависимости от знака сигнала.

При условии Тд Тд2 составляющая

д1 - сигнала UAI проходит черва управ

ляемый ограничитель сигнала 7 без Огранй- чения. При этом высокочастотная

: .. .- . - - ..dUe . . составляющая сигнала Тд1 -гг-, знак которой совпадает со знаком Тд1 -г, срезается, а вы окочастогная составляющая

: т- . : ;, .: : сигнала Тд1 --гг-, знак которой противопо - -./ . ложен Тдг ---j-f-, ограничивается до соответ. . ., ; . . . , , - ,- .. .-..ствующегр уровня (+Uy Или-Uy),:

Полученный на вы/одеуправля.емогоог- ранмчителя.Т сигнал интегрируется в интеграторе 8, при этом выходной сигнал интегратора ра.вен.

.

:НИЯ.

ос .гдеТи - постоянная времени интегрирова- d():

1д1---зл

40

к -

п- dDsv

( Д2 -jpjsKCTp,

/тd Уэх,

Тд2 --г-- )экртр - экстремальное значение

скорости.входного сигнала, т.е. +U4 или -tJg.

При Тд1 Тиии - Уф + -jT- , так как при

высокочастотной помехе К 1. то на выхо- де интегратора происходит прдавл ениепомехи в сигнале обратной связи, а следовательно, и в регулируйэщем сигнале Цр, который равен

Up - Уи). :.

где Ф - функция, отражающая закон регули

рования.,.

(56) Авторское свидетельство СССР N3,864052, кл. G 01 Ы З/Зб, 1979.

Литвак В.И. Автоматизация усталостных испытаний натурных конструкций, - М,: Машиностроение, 1972, с; 220. рис. 122. .

Форм у л а и 3 о б ре те ни я

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЖБНИЕМ ПРИ РЕСУРСНЬ1ХИ ;ПЫТАНИдХ КОНСТРУКЦИЙ, содержаще прогр-аммный: 3ajciai чик, выход KOTOporQ соединен с nepewM входом регулятора, подключенногр РМхо- дом к гю утедовательно соединенным эдек тропидравлическрму }ртщ датч|ику , которого является вы тройстр&ч отлинаюидееся тем, что, с целью повышения трчийстй «ityTSM компенсации высокочастотных воз1мущен1яй Brpefyinitfjyr кэщем сигнале, оно снабжено уйравля)0

5

мымограничителемсигнала,

интегратором, экртрематором и двумя дифференциаторами, вход первого из которых соединен с выходом датчика силы, выход - с сигнальным входом управляемого огра- ни« ителя сигнала, выход которого подключен к интеграто м. соединенного выходом с вторым входом регулятора, первый вход которого соединен с входом второго диффербнциатрра. последовательно со дйнениого с экстрематором, выходы ко- трррго подключены к сортветствующим уп- рав ремым входам управляемого ограни ИТбля.сигналэ. , . ,.