Устройство для формирования сигнала управления нагружением при ресурсных испытаниях конструкций Советский патент 1993 года по МПК G05B17/02 G05B11/01 

мэ

ч.

.1Г/3

|сз

Изобретение относится к экспериментальной технике и может использоваться для прочностных испытаний конструкций, например авиационных, и их элементов.

Цель изобретения - повышение точности устройства при воспроизведении заданных нагрузок путем повышения подавления высокочастотных возмущений в регулирующем сигнале.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг,2 - графики изменения сигналов при типовом входном воздействии, поясняющие работу устройства. .

Устройство содержит программный за- датчик 1, регулятор 2, привод 3, датчик силы 4, первый дифференциатор 5, управляемый ограничитель сигнала 6, интегратор 7, эталонную модель 8. второй дифференциатор 9, первый 10 и второй 11 сумматоры, источник опорного напряжения 12,

Устройство работает следующим образом.

Сигнал Ua, соответствующий заданной нагрузке, от программного задатчика 1 поступает на первый вход регулятора 2, где сравнивается с выходным сигналом Un интегратора 7, пропорциональным фактическому значению нагрузки на объекте испытаний (на структурной схеме не показан). Полученный сигнал рассогласования Уф усиливается в регуляторе 2 и воздействует на электрогидравлический привод 3. выходной элемент которого {например, шток гидроцилиндра) через датчик 4 нагружает испытываемую конструкцию. Электрический сигнал датчика 4 следит за сигналом Уз с некоторой фазовой задержкой амплитудной ошибкой Дай равен

иос°иф + ие

где Уф - сигнал, пропорциональный фактическому значению нагрузки;

Uer- сигнал, обусловленный воздействием возмущения, например действием импульсной помехи.

Этот сигнал поступает на первый дифференциатор 5, сигнал на выходе которого равен

,, т d Уф . т Ue

-jr + Tflidt dt где Тд1 - постоянная времени дифференцирования первого дифференциатора.

На вход эталонной модели 8 также поступает сигнал УЗ.

На входе эталонной модели 8, имитирующей работу контура управления нагруже- ния без действия помех, образуется сигнал, равный

Ум Уф + Уош,

где Uoiu сигнал ошибки, обусловленный неидентичностью эталонной модели и контура управления нагружением.

Выходной сигнал эталонной модели по- ступает на вход второго дифференциатора 9, сигнал на выходе которого равен

10

и „ - т j Цф AT,. С ирш ид2-Тд2 -af- -Тд2-5

где Тд2 - постоянная времени второго дифференциатора.

В сумматорах 10 и 11 этот сигнал суммируется с сигналами от источника опорно- 15 го напряжения 12 Ai и -Д2, при этом на управляющие входы управляемого ограничителя б поступают сигналы, равные

ия1

-Цд2

dU

ош

dt

11 « « т « t Цф J. т „ t ирш -д - -Тд2-д

-А2:

Значения сигналов А1И А2 выбираются так, чтобы AI, А2 Тд2 hi для

dt

всех режимов работы устройства, В управляемом ограничителе 6 сигнал Уд1 ограничивается сверху величиной, равной сигналу Uyi и снизу величиной равной сигналу Уу2. При условии Тд1 Тд2 Тд получаем

,. ,., т d Уф ,

и т d Уф ,

Таким образом, сигнал, равный скорости изменения фактического значения иа... d Уф грузки Тд-п , проходит через

управляемый ограничитель 6 без искажения, и добавка к сигналу, вызванная поме dye хой и равная , сверху ограничивается

до величины Тд -д- + А i , а снизу - до

величины Тд

dyr

dt

dt i-A2.

Полученный на выходе управляемого ог- раничителя 6 сигнал интегрируется в интеграторе 7, выходной сигнал которого равен

II 1 f-r /-d Уф , 1 dy . (- + -)Л,

где Ти - постоянная времени интегрирования,

гг

1.. Кп -d и Д + AI коэффициент давления помехи, dUe.

где (Тд --г-)экстр. - максимальное (положиdt

тельное или отрицательное) значение ско рости изменения помехи. При условии Тд Ти, сигнал на выходе интегратора равен

II J. - s

UH Уф + -Г7-.

1ЧП

Для высокочастотного возмущающего воз- /т dUe. dUA + Ai

действия (Тд )экстр . Тд j д .

т.е. Кп 1. поэтому происходит подавление помехи в сигнале обратной связи, и, следовательно, в регулирующем сигнале.

Следует отметить, что в устройстве- прототипе сигнал на выходе интегратора

/VUE

также равен Un - U + , но при этом

1ч.п

максимальный коэффициент подарленич помехи равен

(-)кс-гр.

TdTbT

l-Jf

.dU

ig где ( ... )зкстр. - максимальное (положнительное или отрицательное значение скорости задающего сигнала.

Учитывая, что для всех режимов работы устройства

I

I (-)зкстр. I I - t-Ajполучаем Кп Кп следовательно, данное устройство позволяет существенно повысить точность воспроизведения заданных

20 нагрузок путем более глубокого подавления высокочастотных возмущений в регулирующем сигнале.

(56) Разинцев В.И., Волков С.В. Самонастраивающийся ЭГСП дроссельного регули25 рования с эталонной моделью. Вестник машиностроения, Ne 10, 1983, с, 32-33.

Авторское свидетельство СССР N51378629, кл.С 05 В 11/01, 1986.

Изобретение относится к экспериментальной технике и может использоваться для прочностных испытаний конарукций, их элементов и образцов материалов. Цель изобретения - повышение точности устройства при воспроизведении заданных нагрузок. Устройство содержит программный за- датчик 1, регулятор 2, привод 3, датчик силы 4, дифференциатор 5, управляемый ограничитель сигнала 6, интегратор 7, эталонную модель 8, дифференциатор 9, сумматоры 10 и 11 В устройстве за счет использования эталонной модели основного . контура управления достигается подавление высокочастотных возмущений в регулирующем сигнале. 2 ил.

Формулаизобретеиия

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЖЕНИЕМ ПРИ РЕСУРСНЫХ ИСПЫТАНИЯХ КОНСТРУКЦИЙ, содержащее программный задат- чик, выход которого соединен с первым выходом регулятора, подключенного выходом ко входу привода, включающего датчик силы, выход которого подключен к выходу устройства и через первый дифференциатор к информационному входу управляемого ограничителя сигнала, подключенного выходом через интегратор к второму входу регулятора, а также второй дифференциатор, отличающееся тем.

30

35

что, с целью повышения точности устрой- ства путем подавления высокочастотных возмущений в регулирующем сигнале, оно снабжено эталонной моделью, первым и вторым сумматорами и источником опорного напряжения, причем вход эталонной модели соединен с выходом программного задатчика, а выход - с входом второго дифференциатора, выход которого подключен

Q к первым входам первого и второго сумматоров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами управляемого ограничителя сигнала, выходы источника опорного напря45; жения подключены к вторым входам i первого и второго сумматоров.

Редактор

Техред М.Моргентал

Заказ 3335

ТиражПодписное

НПО Поиск Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

-f.

ош

ф1/г2

Корректор М. Ткач