Способ определения параметров линейной колебательной системы Советский патент 1991 года по МПК G01H13/00 G01M7/00 

Изобретение относится к испытательной технике и может найти применение, в частности, при исследованиях электрических контуров, электромеханических преобразователей (сейсмоприемников), при испытаниях механических и пневматических колебательных систем.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышения точности и помехоустойчивости, определения параметров линейной колебательной системы, а именно коэффициента/3 демпфирования и частоты (DO свободных колебаний.

На фиг.1 изображена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - временные диаграммы работы основных блоков устройства.

Устройство содержит систему 1, источник 2 импульсного возбуждения, масштабные преобразователи 3 и 4 с управляемыми коэффициентами передачи, интеграторы 5, 6 и 7, аналого-цифровую вычислительную машину 8 (АЦВМ), блок 9 управления.

Предлагаемый способ реализуют с помощью описанного устройства следующим образом.

На исследуемую линейную колебательную систему 1 через источник 2 возбуждения подается силовой прямоугольный импульс, который действует в течение времени т . Форма импульса возбуждения показана на поз.10 фиг 2. Длительность импульса возбуждения выбирается равной времени затухания переходного колебательного процесса, вызванного началом его действия. После прекращения действия импульса в системе возбуждаются свободные затухающие колебания. Причем изменение амплитуды виброскорости от времени будет описываться в этом случае следующим выражением:

U (t ) АО ехр 1 )0 t 1

sin (oh t )

где АО - начальная амплитуда. /3 - коэффициент демпфирования. частота собственных колебаний.

На поз.11 фиг.2 изображен вид сигнала U(t) в момент действия импульса возбуждения и после его окончания

сл

с

0 XJ СО 00 ON ON

Синхронно с окончанием действия импульсного возбуждения производится измерение сигнала виброскорости U(t). Одновременно с этим блок 9 управления формирует сигнал обнуления интегоаторов (поз. 17) и начинает вырабатывать сигнал разверстки, управляющий коэффициентами передачи масштабных преобразователей 3 и 4. При этом преобразователь 3 формирует сигнал V(t)(no3, 12) путем умножения сигнала виброскорости U(t) на линейно возрастающий масштабный коэффициент kit, a преобразователь р - сигнал W(t) (поз. 13) путем умножения сигнала V(t) на коэффициент kat.

Затем сигналы U(t), V(t) и W(t) поступают на входы соответствующих интеграторов 5, 6 и 7 и интегрируются в течение времени tu с постоянными временами интегрирования, равными соответственно т , Т2 и тз . Выходные сигналы интеграторов li(t), l2(t) и la(t) показаны на поз. 14,15 и 16соответственно.

По истечении времени интегрирования tu, которое выбирается равным времени полного затухания свободных колебаний исследуемой системы, производится измерение значений интегралов И, 2 и з, которые будут равны

и

l2

2 ApkifiVl -/32

T2

1з

2Aokik2(4/J2-1)/1-/32

0)

тз -ato

Затем расчетным путем на основании выражений (1) определяют значения коэффициента р демпфирования и частоты Шо собственных колебаний системы по соотношениям

(

М-2

ki TI тз -И

k2T2

J3 «2

)

-1/2

10

15

20

25

30

35

40

Эффективность предлагаемого способа заключается в возможности одновременного измерения параметров ол и / колебательной системы с высокой точностью и помехоустойчивостью.

Формула изобретения

Способ определения параметров линейной колебательной системы, по которому возбуждают исследуемую систему силовым прямоугольным импульсом длительности т и анализируют свободные затухающие колебания, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повышения точности и помехоустойчивости, длительность т действия импульса выбирают равной времени за- тухания переходного колебательного процесса, обусловленного началом его действия, синхронно с моментом окончания действия импульсного возбуждения производят измерение сигнала U(t), пропорционального виброскорости системы, одновременно формируют сигнал V(t) путем умножения сигнала U(t) на линейно возрастающий масштабный коэффициент Kit и сигнал W(t) путем умножения сигнала V(t) на коэффициент K2(t), затем вычисляют значения интегралов И, 12 и 1з путем интегрирования полученных сигналов U(t), V(t) и W(t) с постоянными временами интегрирования соответственно TI , Т2 и гз в течение времени tu, которое выбирают равным времени полного затухания свободных колебаний системы, а значения коэффициента ft демпфирования и частоты собственных колебаний системы определяют по соотношениям

(

4-2

ki n тз

-1/2

Изобретение относится к испытательной технике и может найти применение при исследованиях линейных колебательных систем. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышения точности и помехоустойчивости определения параметров линейной колебательной системы. Для этого значения коэффициента β демпфирования и частоты ω собственных колебаний системы определяют по соотношениям, указанным в описании. 2 ил.

ли - Г ( Т2 2

LUiri lj 2

1т)

-1/2

45

(;it)4

(-.

тз

Vkik2

- - 1 г И / J

-1/2

О А//УХ

uum

Фаг г

коне ц tsu/nticua - takui