Способ воспроизведения широкополосных случайных вибраций Советский патент 1991 года по МПК G01M7/00 

о со ел

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в комплексах для испытаний изделий на воздействие случайных

вибраций о

Цель изобретения - упрощение способа воспроизведения случайных вибраций и расширение области его применения за счет уменьшения числа парамеров регулирования.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 шума, фильтр 2 низких частот, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 3, полосовой фильтр 4, умножитель 5, вибростенд 6, генератор 7 функции дискрет тизации, подключенный к цифровому

входу ПАП 3, и генератор 8 комплексной экспоненты, подключенный выходом к умножителю 5„

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Воспроизводимый спектр вибраций разбивается на N узкополосных частотных диапазонов с полосой частот &f (f p - fHVN каждый, где fB, fH - верхняя и нижняя граничные частоты воспроизводимых вибраций. Широкополосный случайный сигнал с выхода генератора 1 шума поступает на вход Ьчльтра 2 нижних частот, полоса пропускания которого равна Лf/2. Отфильтрованный низкочастотный сигнал подвергается дискретизации. Для этого на аналоговый вход ЦАП 3 подается сигнал с фильтра 2 нижних частот, а на его цифровой вход-сигнал с генератора 7 функции дискретизации. Дискретизация осуществляется с помощью функции следующего вида:

NH М-1 г

Fq(t) 21 21 amO t - k ( оm-o L

Ј №)} . -где N - число узкополосных диапазонов;М - число импульсов, следующих

с одинаковой частотой;

Д - дельта функция;

,- максимальный период следования импульсов.

.

Коэффициенты а,,, определяют амплитуДн импульсов, следующих с IV- ьтт),

Т)лакс Л Т

го цп TMalcC

где S ,„ - воспроизводимый уровень

0

5

0

5

0

вибрации в m-м у коиолоснпм диапазоне

Параметры ДТ определяют приращения периода следования импульсов m-го уэкополосного сигнала U Тт

mifTMaicc /(mufTMcuc + 1).

В результате дискретизации низкочастотного случайного сигнала функцией указанного вида образуется сумма N узкополосных случайных сигналов с полосой частот At каждый, расположенных на частотах Ј/Тмдк с,

Mate

- АТ ...Л/Т кс-ДТи., , где

Е/Т

I 1,2,.. С, причем амплитуды спектров этих узкополосных сигнапов пропорциональны коэффициентам ас, а,,. . .,амч о

Для исключения СОСТТРЛЯЮЩИХ на частотах 1чГл,акс - АТт), где m 0,1..., N - 1, I 2,3,..., дис- кретизировапиый сигнал с выхода ЦАП 3 поступает на вход полосового фильтра 4 с полосой пропускания jt ( -&f/2; 1/(Тмакс- ЛТМ, ) +fcf/2.

Для получения широкополосного сигнала в полосе частот воспроизведения вибраций отфильтрованный сигнал умножается на комплексную экспоненту expЈ-j2/n (1/TMa|(c- fh)t. Для этого на один из входов умножителя 5 поступает сигнал с выхода полосового фильтра 4, на другой - с выхода генератора 8 комплексной экспоненты. На выходе умножителя присутствует сигнал, обладающий требуемым спектром воспроизводимых случайных вибраций„ Полученный сигнал затем воспроизводится вибростендом 6.

Формула изобретения

Способ воспроизведения широкополосных случайных вибраций, заключающийся в том, что формируют широкополосный сигнал как сумму узкополосных случайных сигналов, регулируют уровни узкополосных вибраций, воспроизводят сигнал с помощью вибростенда, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа воспроизведения и расширения области его применения, формирование суммы узкополосных случайных сигналов осуществляют путем дискретизации низкочастотного узкополосного случайного сигнала периодически повторяющейся с периодом функцией времени вида

15

N-I «- 5i 0.35

Fg(t) 2Г 21 - k(TMaKC- к -о

- nCrw)},

полосовой фильтрацией дискретизованного сигнала в полосе частот

D/ a c-Af/2. 1/(TWa|(C -AW +,+Af/2J

и умножением отфильтрованного сигнала на комплексную экспоненту

exp{-j2(1/TAAOKC- fH)t}, а регулирование уровней уэкополосных вибраций осуществляют выставкой коэффициентов а функции дискретизации, равных

ат 5т тмакс АТт),

где N - число узкополосных диапазонов;20

5

0

М а.ттГ

У(.)We

л

Af Јнs число импульсов, следующих с одинаковой частотой; коэффициент, определяющий амплитуду импульсов, следующих с периодом TwaKt- u TM ; дельта-функция; максимальный период следования импульсов ; приращение периода следования импульсов т-го узкопо- лесного диапазона; удвоенная полоса частот низкочастотного случайного сигнала; .

нижняя граничная частота воспроизводимых вибраций; воспроизводимый уровень вибраций в га-м узкополосном диапазоне.

Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является упрощение способа воспроизведения случайных вибраций и расширение области его применения за счет уменьшения числа параметров регулирования. Воспроизводимый спектр вибраций разбивается на N узкополостны частотных диапазонов с полосой частот Дп каждый. Широкополосный сигнал с генератора 1 шума поступает на фильтр 2 низких частот с полосой пропускания jlf/2. Отфильтрованный низкочастотный сигнал подвергается дискретизации с помощью функции, приведеннной в описании изобретения. В результате дискретизации низкочастотного уэкопо- лосного сигнала функцией указанного вида образуется широкополосюй сигнал в виде суммы N узкополосных случайных сигналов о Лля получения широкополосного случайного сигнала в требуемой полосе воспроизведения вибраций дискретизованный сигнал с выхода цифроаналогового преобразователя 3 поступает на вход полосового фильтра 4, а затем отфильтрованный сигнал умножается на комплексную экспоненту в умножителе 5. 1 ил. $ (Л с