Устройство для автоматического нагружения конструкций при испытаниях на прочность Советский патент 1989 года по МПК G01N3/32 

сл

:д :л

9д

31504562

каналы нагружения, включаю1цис регулятор 2, блок 3 адаптации, электрогид- равлическин преобразователь 4, гидравлический силовозбудитель 5, датчик 6 г усилия, нормирующий усилитель 7, источник 18 стабилизированного напряжения, подключенный через управляемый ключ 19 к входу регулятора 3 параллельно задатчику 1. Регулярно содер- to жит цепи формирования интегральной, дифференциальной и пропорциональной составляющих сигнала рассогласования на соответствующих входах сумматора 14 с помощью измерителя 8 рассогла- 15 сования, интегратора 12 и дифференциатора 13. Изменение коэффициентов 6 этих составляющих производится посредством цифроуправляемых сопротивлений 9, 10, 11. По команде с блока 3 адап-20 тации при заданных уровнях нагрузки

формируют ступенчатьй сигнал от источника 18 на входе регулятора 3. С помощью вычислителя 17 и запоминающего устройства 16 записьшают и обрабатывают переходный процесс и в соответствии с заданным алгоритмом и критериями оптимизации с помощью цифроуправляемых сопротивлений 9, 10, 11 устанавливают оптимальные коэффициенты составляющих сигнала рассогласования. Процесс оптимизации проводят на различных уровнях нагрузок до начала испытаний и с различными интервалами во времени в процессе испытаний. В процессе нагружения блок 3 адаптации автоматически устанавливает оптимальные значения коэффициентов составляющих сигнала рассогласования в зависимости от уровня нагрузки. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для нагружения при испытаниях на прочность. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения нагрузок. Устройство для автоматического нагружения при испытаниях на прочность содержит задатчик 1 нагрузки и каналы нагружения, включающие регулятор 2, блок 3 адаптации, электрогидравлический преобразователь 4, гидравлический силовозбудитель 5, датчик 6 усилия, нормирующий усилитель 7, источник 18 стабилизированного напряжения, подключенный через управляемый ключ 19 к входу регулятора 3 параллельно задатчику 1. Регулятор содержит цепи формирования интегральной, дифференциальной и пропорциональной составляющих сигнала рассогласования на соответствующих входах сумматора 14 с помощью измерителя 8 рассогласования, интегратора 12 и дифференциатора 13. Изменение коэффициентов 6 этих составляющих производится посредством цифроуправляемых сопротивлений 9, 10, 11. По команде с блока 3 адаптации при заданных уровнях нагрузки формируют ступенчатый сигнал от источника 18 на входе регулятора 3. С помощью вычислителя 17 и запоминающего устройства 16 записывают и обрабатывают переходный процесс, и в соответствии с заданным алгоритмом и критериями оптимизации с помощью цифроуправляемых сопротивлений 9, 10, 11 устанавливают оптимальные коэффициенты составляющих сигнала рассогласования. Процесс оптимизации проводят на различных уровнях нагрузок до начала испытаний и с различными интервалами во времени в процессе испытаний. В процессе нагружения блок 3 адаптации автоматически устанавливает оптимальные значения коэффициентов составляющих сигнала рассогласования в зависимости от уровня нагрузки. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для нагружения при испытаниях на прочность различных конструкций, например летательных аппаратов.

Цель изобретения - повьшение точности воспроизведения нагрузок.

На чертеже представлена блок-схема устройства для автоматического нагружения конструкций при испытаниях на прочность.

Устройство содержит задатчик 1 нагрузки и каналы нагружения (на чертеже показан один канал). Каждый канал нагружения состоит из регулятора 2, блока 3 адаптации, последовательно соединенных электрогидравлического преобразователя 4, гидравлического силовозбудителя 5, датчика 6 усилия и нормирующего усилителя 7, Регулятор 2 состоит из измерителя 8 рассогласования, умножителей 9-11, выполненных в виде цифроуправляемых сопротивлений, интегратора 12, диф- ференциатора 13 и сумматора 14. Первый и второй входы измерителя 8 ра с- согласования подключены соответственно к выходам задатчика 1 нагрузки и нормирующего усилителя 7. Первые входы умножителей 9-11 подключены к выходу измерителя 8 рассогласования. Входы интегратора 12 и дифференциатора 13 подключены к выходам умножи0

5

0 5 д

телей 9, 10 соответственно, а входы сумматора 14 подключены к выходам интегратора 12, дифференциатора 13 и умножителя 11.

Блок 3 адаптации состоит из ана- дого-цифрового преобразователя 15, запоминающего устройства 16, вычислителя 17. Первьп, второй и третий выходы вычислителя 17 подключены соответственно к первому, втopo fy и третьему выходам блока 3 адаптации, которые подключены к вторым входам соответствующих умножителей 9-11 регулятора 2. Сигнальный вход аналого-цифрового преобразователя 15 подключен к входу блока 3 адаптации, а вход управления - к управляющему выходу вычислителя 17. В каждом канале нагружения установлен источник 18 стабилизированного напряжения, который через управляемый ключ 19 подключен к третьему входу измерителя 8 рассогласования. Управляющий вход ключа 19 подключен к четвертому выходу блока 3 адаптации, который соединен с выходом командного сигнала вычислителя 17.

Устройство для автоматического нагружения работает следующим образом.

В задатчике 1 нагрузки вырабатываются сигналы задаваемых нагрузок, которые отслеживаются каналами нагружепня в различных местах испытуемой конструкции на своем четвертом выходе. При этом измеритель 8 рассогласования формирует сигнал рассогласования между задаваемой и фактической нагрузками, который через умножитель 11, сумматор 14, элект- рогидравлический преобразователь 4 преобразуется в скорость изменения нагрузки на выходе гидравлического силовозбудителя. Процесс нагружения продолжается до тех пор, пока сигна фактической нагрузки, измеренньп датчиком 6 усилия и нормирующим усилителем 7 не сравняется с сигнало м заданной нагрузки. Введение в контур регулирования цепей, формирующих синалы интегральной (посредством умножителя 9 и интегратора 12) и дифференциальной (посредством умножителя 10 и дифференциатора 13) составляю- 1ЦИХ сигнала рассогласования, позволяет повысить точность воспроизведения нагрузок на конструкцию.

Процесс настройки коэффициентов интегральной, дифференциальной и пропорциональной составляющих сигнала рассогласования в каждом канале нагружения осуществляется следующим образом.

При заданных значениях нагрузки блок 3 адаптации на своем четвертом выходе формирует командный сигнал, благодаря которому от источника 18 стабилизированного напряжения на третий вход измерителя рассогласования п-оступает ступенчатый сигнал. Этот сигнал отрабатывается каналом нагружения в виде переходного процесса изменения фактической нагрузки во времени, который посредством аналого цифрового преобразователя 15 записывается в запоминающем устройстве 16. С помощью вычислителя 17 и запоминающего устройства 16 обрабатывается математически в соответствии с заданным алгоритмом и выбранными критериями оптимизации и на вторые входы умножителей 9 - 11 с выходов блока 3 адаптации поступают кодовые сигналы, изменяющие коэффициенты интегральной, дифференциальной и пропорциональной составляющих сигнала рассогласования в сторону приближения значений этих коэффициентов к оптимальным значениям. После нескольких итераций на вторых выходах умножителей 9-11 будут установлены сигна0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

лы, соответствующие оптимальным коэффициентам. Значения этих сигналов при заданном уровне фактической нагрузки записываются в запоминающем устройстве 16 блока 3 адаптации и используются в дальнейшем в процессе нагрьужения. Аналогично проводится оптимизация при других уровнях нагрузки. Процесс определения оптимальных коэффициентов составляюищх сигнала рассогласования может производиться с заданным интервалом во времени или при изменении параметров канала нагружеиня и испытуемой конструкции в пррцессе нагружения, что обеспечивает адаптацию этих коэффициентов к изменению условий испытаний.

В процессе нагружения на вход блока 3 адаптации поступают сигналы фактической нагрузки, а с выхода блока адаптации па входь. умножителей непрерывно поступают сигналы, соответствующие оптимальным коэ(1х|)ициентам составляющих сигнала рассогласования. Выполнение умножителей в виде цифроуп- равляемых сопротивлений обеспечивает повышенное быстродействие блока адаптации и регулятора, поскольку сигналы управления на входы сумматора с выхода измерителя рассогласования проходят по аналоговым цепям, а блок адаптации разгружается от операций пошагового интегрирования и диф4)еренциро- вания. Тем повышается точность воспроизведения статических и динамических нагрузок на конструкцию.

Формула изобретения

Устройство для автоматического нагружения при испытаниях на прочность, содержащее задатчик нагрузки и каналы нагружения, каждьп1 из которых содержит измеритель рассогласования, подключенный первым входом к соответ- cтвyющe ry выходу задатчика нагрузки, три умножителя, подключенные первыми входами к выходу измерителя рассогласования, интегратор и дифференциатор, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго умножителей, сумматор, подключенный входами к выходам соответственно интегратора, дифференциатора и третьего умножителя, блок адаптации, три выхода которого подключены к вторым входам соответствующих умножителей, и последовательно соединенные злект- рогидравлический преобразователь,гид715045628

равлический силовозбудитель, датчикно источником стабилизированного наусилия и нормирующий усилитель, выходпряжения, подключенным череэ управлякоторого подключен к входу блокаемый ключ к третьему входу измериадаптации и второму входу измерителя ,теля рассогласования, управляю1ций

рассогласования, отличающее-вход ключа соединен с четвертым выс я тем, что, с целью повышения точ-ходом блока адаптации, а умножители

ности воспроизведения нагрузок, ввыполнены в виде цифроуправляемых

каждом канале нагружения оно снабже-сопротивлений.