Система для управления синосуидальной вибрацией Советский патент 1978 года по МПК G01M7/00 

донсгвие обработки АРУ системы на краях диапаэо 110) н три раза от оптимального значения. И цепи обратной связи системы на выходе де тектора имеется сигнал в виде вьшрямленной синусоиды. Этот сигнал содержит спектральные соста ляющие. Eg 0,64 Vm, E,Kt 056 Vm, 0-13 Vm. E 0,057 Vm, где EO - постоянная составляющая; Im 2m 7 амплитуды гармоник н выходе детектора; Vm - амшштуда сигнала на выходе детектора Данный сигнал, пройдя интегратор, изменяетс и на выходе интегратора дает постоянное напряжение величиной ЕО, на которое наложены пульсации гармоник. Пренебрегая второй и третьей гармониками, можно написать: JIJcHTT - амплитуда первой гармониUI UKTки на выходе интегратора; w 2 Tff - круговая частота входного сигнал Для оптимального интегрирования пульсации на выходе не должны превыйшть 10 от величины ЕО, что дает низкий коээфициент нелинейных искажений сигнала на выходе системы и достаточно высокое быстродействие АРУ. При зтом ..-3 C/im - .. о,ба-10 140 - 6,2at вьшолняется в известной системе на частоте 5 Гц, где постоямная времени т lO10 -310- 30 с. Однако на частоте f 15 Гц такая постоя иая времени слишком высокая и уменьшает во можное быстродействие АРУ, тогда как можно иметь: Целью изобретения является повышение стабильности частоты выходного сигнала, быстродей ствия регулировки усиления системы. Для этого в предлагаемую систему введень импульсный генератор , подключенный к нему реверсивный счетчик, ключи генератора и интегратора, выходы которых через комплексные сопротивл ния связаны с соответствующими входами синусоидального генератора и интегратора, цифровой ин дикатор, триггер, подключенные к реверсивному счетчику через его разные входы дза цифровых компаратора, первые входы одного из которых предназначены для ввода кода нижней рабочей частоты а другого - для ввода кода верхней рабочей частоты. реализуемой программы, а вторые входы имеют общую точку с соответствующими выходами реверсивного счетчика и соответствующими входами цифрового индикатора и ключей генератора и интегратора. На фиг. 1 показана блок-схема системы; на фиг. 2 - схема и сигналы интегратора. Система содержит импульсный генератор 1, реверсивный счетчик 2, цифровой индикатор 3, цифровые компараторы 4 и 5, триггер 6, ключи 7 к 8 (1-п - по каждому выходу реверсивного счетчика и 1-п - по каждому выходу цифрового компаратора) , комплексные сопротивления 9 и 10, синусоидальный генератор 11, блок АРУ 12, усилитель 13 мощности, виброизмерительный датчик 14, согласующий усилитель 15, детектор 16, интегратор 17. На фиг. 2 показана схема интегратора (задатчнк программы не показан), где комплексные сопротивления R и С образуют его постоянную времени. Устрюйство работает следующим образом. С импульсного герератора 1 подаются импульсы на вход реверсивного счетчика 2 и на его выходах появляется логический 1 сигнал, в котором закодировано число пришедших импульсов на данный момент времени. Так как число импульсов растет во времени, то растет и число, закодированное в сигнале на выходах реверсивного счетчика 2. Этот сигнал подается на управляющие входы ключей 7, которые по его. команде подключают в цепь положительной обратной связи синусоидального генератора 11 определенную комбинацию комплексных сопротивлений 9, которая определит частоту генерации синусоидального генератора 11. Таким образом, с ростом количества импульсов, пришедших с импульсного генератора 1, пропорционально меняется частота генератора 11, с дискретностью, равной значению младшего разряда. Аналогично происходит изменение постоянной времени интегрирования в интеграторе 17 с помощью ключей 8 и комплексных сопротивлений 10. Причем имеет место жесткая синхронизация генерируемой частоты и постоянной времени. На любой частоте обеспечивается оптимальное интегрирование, которое определит высокое быстродействие АРУ системы при минимальном коэффициенте нелинейных искажений выходного сигнала. Благодаря наличию в системе синусоидального генератора II, имеющего в цепи положительной обратной связи определенную комбинацию комплексных согротивлений 9, уход частоты системы определяется только стабильностью во времени комбинации зтих сопротивлений и составляет реально , что значительно ниже ухода частоты в районе 5 Гц у известного устройства. Цифровой индикатор 3 непосредствешю показывает на табло частоту сигнала на Каждый момент времени. Цифровые компараторы 4 и 5 осуществляют режим качания частоты вверх и вниз в установленных на их входах пределах. Если код на первых входах цифрового коМ паратора 4 меньше кода, установленного на его вторых входах, то на его выходе появляется логический сигнал, устанавливающий триггер 6 в состояние 1 При этом реверсивный счетчик 2 считает в прямом направлении, увеличивая со временем значение кода на своих выходах, а значит, и частоту выходного сигнала системы. При достижении значения кода на первых входах цифрового компаратора 5 значения кода, установле1шого на его вторых входах, он срабатывает, на его выходе образуется логичеосий сигнал, перебрасывающий триггер 6 в состояние 0. При этом реверсивный счетчик .пере-г ходит в режим обратного счета, уменьщая значение своего выходного кода, а значит, и частоту выходного сигнала системы, Затем опять срабатывает цифровой компаратор 4 и т.д.

Предлагаемая система обладает высокой стабильностью частоты на всех генерируемых частотах и высоким быстродействием АРУ. Четырнадцать комплексных сопротивлений 9,. закодированных в двоичном коде, дают возможность обеспечить диапазон изменения частоты, равный 16000 при дисперсности изменения 1/L600 от верхнего значения частоты.

Цифровые компараторы- 4 и 5 дают возможность с большой точностью устанавливать верхнюю и нижнюю границы качания частоты, причем ста. бильность границ равна стабильности частоты и равна 10-%.

Отсутствие механических узлов (электромото ра, осей, шестерен, механических контактов, воздуш ного конденсатора переменной емкости), замененных электронной цифровой системой, обеспечивает высокую надежность, меньшие габариты и вес.

Система легко сопрягается с ЭВМ, память которой может использоваться в ней в качестве задатчика программы.

Формула изобретения

Система дпя управления синусоидальной вибря дией, содержащая последовательно соединешше синусондальный генератор, блок АРУ и усилитель мощности, последовательно соединенные виброизмерительный датчик, согласующий усилитель, детектор и интегратор, выход которого подключен к второму входу блока АРУ, отличающаяся

тем, что, с целью повышешш стабильности частоты выходного сигнала и быстродействия регулировки усиления, в нее введены импульсный генератор, подключенный к нему реверсивный счетчик, ключи генератора и интегратора, выходы которых через

комплексные сопротивления связаны с cooтвeтcтвJfющими входами синусоидального генератора и интегратора, цифровой индикатор, триггер, подключенные к реверсивному счетчику через его разные входы два цифровых компаратора, первые входы

одного из которых предназначены для ввода кода нижней рабочей частоты, другого - для ввода кода верхней рабочей частоты реализуемой программы, а вторые входы имеют общую точку с соответствуюицими выходами реверсивного счетчика и

соответствующими входами цифрового индикатора и ключей генератора и интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l.Defriifott EEeciroMic& imHedl Vibratpf Civuaioit .TeEex 95III. Ibtjuer. Ma 1971.

2. Черепов В. Ф. Аппаратура автоматического управления электродинамическими вибрационными установками, ЛДНТП, Ленинград, 1972, с. 8.