Способ определения динамических характеристик движения машинно-тракторного агрегата и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК G01M17/00 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к измерениям динамических характеристик движения машинно-тракторных агрегатов (МТА).

Известен способ для определения динамических характеристик движения МТА, включающий в себя движение на мерном гоне агрегата с размещенным на нем генератором СВЧ-диапазона, прием и обработку излученных сигналов с вычислением характеристик его движения.

Известно и устройство для определения динамических характеристик движения МТА, содержащее разностно-фазовый пеленгатор СВЧ-диапазона, соединенный с вычислителем, расположенные в кузове прицепа, генератор СВЧ-диапазона с блоком питания, установленные на движущемся машинно-тракторном агрегате.

Недостатком известного способа и устройства является сравнительно невысокая точность измерения линейных и угловых перемещений.

Цель изобретения - повышение точности измерения линейных и углов ых перемещений.

Для этого в способе определения динамических характеристик движения машинно-тракторного агрегата, включающем в себя движение на мерном гоне агрегата с размещенным-на нем генератором СВЧ-диапазона, прием и обработку излученных сигналов с вычислением характеристик его движения, машинно-тракторный агрегат оборудуют двумя и более источниками СВЧ- сигналов с закреплением их жесткой связью на рабочих звеньях агрегата, настроенные генераторы в рабочем диапазоне частот включают поочередно волной с частотой, превышающей максимальную в спектре вибраций рабочих звеньев агрегата при движении агрегата по мерному гону, а разностно-фазовым пеленгатором, работающим в импульсном режиме, измеряют раз- ности фаз сигналов, генерируемых излучателями с их регистрацией для вычисления корреляционной матрицы этих разностей, при этом динамические характеристики движения агрегата и его рабочих звеньев определяют по матрице, а в устройство, содержащее разностно-фазовый пеленгатор СВЧ-диапазона, соединенный с вычислителем, расположенные в кузове прицепа, генератор СВЧ-диапазона с блоком питания, установленные на движущемся машинно-тракторном агрегате, веде- ны дополнительные генераторы СВЧ-диапазона с блоками питания, расположенные на рабочих звеньях машиннотракторного агрегата, аналого-цифровой преобразователь и коммутатор, соединенный с генераторами СВЧ-диапазона для включения генераторов последовательно в

режиме бегущей волны, а разностно-фазовый пеленгатор соединен с вычислителем через аналого-цифровой преобразователь. На фиг,1 приведена структурная электрическая схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 и 3 - схематическое изображение принципа работы способа.

Предлагаемый способ основан на принципе радиопеленгации СВЧ-генераторов,

расположенных на рабочих звеньях МТА и работающих поочередно с частотой посылок, превышающий максимальную частоту в спектре вибраций рабочих элементов МТА. Сущность способа поясняется на фиг.2.

Размещают на МТА несколько генераторов СВЧ-диапазона. Разностно-фазовый пеленгатор с обрабатывающей аппаратурой располагают у кромки мерного гона. Включают генераторы СВЧ-диапазона и разностно-фазовый пеленгатор и начинают движение МТА.

Выходное напряжение разностно-фазо- вого пеленгатора пропорционально фазовому сдвигу СВЧ- колебаний, определяемому

выражением

Др К-ДН 2я/А-ДВ ,(1)

где К -j|-- - волновое число свободного

пространства;

А-длина волны СВЧ-колебаний;

АИ Ri-R2 - разность длин путей RI и Ra (см. фиг.2),

Перед началом движения МТА равно- сигнальное направление (РСН) разностнофазового пеленгатора должно совпадать с линией расположения генераторов СВЧ-диапазона на МТА. В этом случае для каждого генератора СВЧ-диапазона AR 0, так как RI R2, Ra - R4 и т.д., и, следовательно,

выходное напряжение разностно-фазового пеленгатора равно нулю (выражение 1).

При движении МТА под действием тяговых усилий и реакции поверхности поля рабочие звенья МТА получают линейные

поперечные (относительно РСН) и угловые перемещения. Из прямоугольных Д-овАСМ и ВСМ (фиг.2) с использованием разложения бинома Ньютона определяют

ДЯ АС-ВС

2 IX . R

где X - поперечное перемещение рабочих звеньев относительно РСН. тогда разность фаз определится выражением:

A ,n - v AD- 2.Л 2 I X

К Д К -т- -и- ,

Лг

2 I

где --h-- база разностно-фазового пеленгатора, измеренная в длинах волн, подбором которой можно достигать необходимой аппаратурной точности измерения величины X.

Таким образом, измеряя разностно-фа- зовым пеленгатором Дополучают данные о линейных перемещениях рабочих звеньев

МТА.

Включают на равные или неравные, но известные промежутки времени генераторы СВЧ-диапазона, начиная с условно мятого Первым, после работы последнего до включения снова первого .оставляют интервал времени, не равный рабочему промежуткувременигенераторовСВЧ-диапазона. Этот интервал является ключом для установления очередности и опознавания каждого из работающих в каждый момент времени генераторов СВЧ-диапазона.

Угловое перемещение рабочих звеньев относительно друг друга определяют из выражения

.

где Xi - Х2 - алгебраическая величина (с учетом знака отклонения Xi и Х2),

d - расстояние между генераторами СВЧ вдоль РСН (фиг.З).

Полученные данные о X и а в виде выходных напряжений разностно-фазового пеленгатора через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) подают на вычислитель, из которых составляется корреляционная матрица:

//Хп, Х21, Ян//.

По полученной матрице вычислителя определяют взаимнокорреляционные функции или взаимные спектры движения рабочих звеньев МТА.

Устройство для определения динамических характеристик движения МТА содержит разностно-фазовый пеленгатор СВЧ-диапазона 1, соединенный через аналого-цифровой преобразователь 2 с вычис- лителем 3, составляющих приемную систему/размещенную в отдельной кабине, располагающейся у кромки поля, генераторы СВЧ-диапазона 4,5,... с блоками питания 6,7,..., коммутатор 8, расположенные на МТА, и канал 9 связи.

Устройство работает следующим образом.

Коммутатор 8 обеспечивает поочередную работу генераторов СВЧ-диапазона 4,5,... на диодах Ганна, которые излучают

СВЧ-колебания через канал 9 связи в направлении разностно-фазового пеленгатора 1, При движении за счет линейных и угловых перемещений рабочих звеньев МТА

5 появляется разность путей распространения СВЧ-колебаний, приводящая к разности их фаз, пропорционально которой разностно-фазовый пеленгатор 1 вырабатывает напряжение. Выходное напряжение

10 разностно-фазового пеленгатора 1 через аналого-цифровой преобразователь 2 подают на вычислитель 3, который определяет статистические характеристики (среднее значение, дисперсия, распределение и т.д.),

5 по которым составляют взаимнокорреляционные связи угловых и линейных перемещений рабочих звеньев МТА;

Таким образом, предлагаемый способ и устройство повышает точность измерения 0 поперечных отклонений движения МТА и упрощает конструкцию в сравнении с прототипом.

Фор мул а и з о б р е т е н И я

5 1. Способ определения динамических характеристик движения машинно-трактор- ного агрегата, включающий в себя движение на мерном гоне агрегата с размещенным на нем генератором СВЧ-ди0 апазона, прием и обработку излученных сигналов с вычислением характеристик его движения, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения линейных и угловых перемещений, машинно5 тракторный агрегат оборудуют двумя и более источниками СВЧ-&игналов с закреплением их жесткой связью на рабочих звеньях агрегата, настроенные генераторы в рабочем диапазоне частот включают поо0 чередно волной с частотой, превышающей максимальную в спектре вибраций рабочих звеньев агрегата при движении агрегата по мерному гону, а разностно-фазовым пеленгатором, работающим в импульсном режи5 ме, измеряют разности фаз сигналов, генерируемых излучателями с их регистрацией дли вычисления корреляционной мат- рицы этих разностей, а динамические характеристики движения агрегата и его ра0 бочих звеньев определяют по матрице.

2. Устройство для определения динамических характеристик движения машинно- тракторного агрегата, содержащее

5 .разностно-фазовый пеленгатор СВЧ-диапазона, соединенный с вычислителем, расположенные в кузове прицепа, генератор СВЧ-диапазона с блоком питания, установленные на движущемся машинно-тракторном агрегате, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными генераторами СВЧ-диапазона с блоками питания, расположенными на рабочих звеньях машинно-тракторного агрегата, аналого-цифровым преобразователем и коммутатором; соединенным с генератором СВЧ-диапазо3L

оГ

на для включения генераторов последовательно в режиме бегущей волны, а разност- но-фазовый пеленгатор соединен с вычислителем через аналого-цифровой преобразователь.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к измере- ниям динамических характеристик движения машинно-тракторных агрегатов. Цель изобретения - повышение точности измерения линейных и угловых перемещений. Способ включает в себя размещение на машинно-тракторном агрегате несколько генераторов СВЧ-диапазона с блоками питания, закрепление их жесткой связью на рабочих звеньях агрегата, настройку генераторов в рабочем диапазоне частот и вклю- чение поочередно волной с частотой, превышающей максимальную в спектре вибраций рабочих звеньев агрегата, движение агрегата по известной траектории, измерение разности- фаз сигналов, генерируемых генераторами разностно-фа- зоеым пеленгатором, работающим в импульсном режиме, регистрацию их, вычисление корреляционной матрицы этих разностей и определение по матрице динамических характеристик движения агрегата и его рабочих звеньев. Устройство для осуществления способа содержит раэностно- фазовый пеленгатор 1 СВЧ-диапазона, соединенный через аналого-цифровой преобразователь 2 с вычислителем 3 и несколько генераторов 4,5,... СВЧ-диапазона с блоками питания 6,7,..., установленные на рабочих звеньях машинно-тракторного агрегата, коммутатор 8, соединенный с генераторами СВЧ-диапазона так, что включение генераторов происходит последовательно бегущей волной. 2 э.п. ф-лы, 3 ил. Ч| S3 00 DO 1Л

Фае, 2.