Система управления вибростендом Советский патент 1981 года по МПК G05B19/02 

(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВИБРОСТЕНДОМ

1 , . Изобретение относится к aBToMaTiTческому регулированию, в частности. к системам управления эксперименталь ными установками,и предназначено для испытаний приборов и машин на электрод намическом вибрационном стенде. По основному авт.ей. №491932 известна система управления вибростендом, содержащая датчик вибраций, соединенный через первый усилитель со.входом усилителя обратной связи, и последовательно соединенные задающее устройство, элемент сравнения и управляющее устройство, соединенное с вибростендом, фазовый ключ, фильтр первый фазосдвигающий блок и два формирователя, вход одного из кото ядх подключен к выходу задакщего устройства, вход другого - к выходу усилителя, а выходы обоих формирователей подключены к соответствукяцим входам фазового ключа, выход которого, через фильтр связан с одним нэ входов фазосдвиганнцбго блока, с дру(гим входом которого соединен выход урилителя обратной связи, а выход с соответствующим входом элемента сравнения. . В известной для повышения точности воспроизведения вйбраций и улучшения условий устойчивости cHCTeNttJ, устранен сдвиг по фазе между сигналами, поступающими на элемент сравнения. Выходной сигигип элемента сравнения преобразуется управлякщим- устройстве в сигнал управления вибростендом 1 . . Однако наличие выходного сигнала элемента сравнения обуславливает отличие амплитуд сигналов задающего устройства и согласующего усилителя, так как амплитуда выходного сигнала устройства корректировки фазы равна амплитуде шлхсдного сигнала согласующего усилителя. Таким образом, в известной системе всегда имеет место зависящая от частоты виброиспытанкй ошибка по амплитуде меисду сигналами задсцощего устройства и согласующего усилителя, которая определяется выражением . . . , И ки«Й - , гдв АХ ам1щитуда сигнала эадакщег. го устройства; K(i«o)- общий коэффициент передачи управляющего устройства и вибростенда на частоте виброиспытаний со. Цель изобретения - повышение точности систег ы. Это достигается тем, что в системе управления вибростендом, установлены последовательно соединенные устройство,для управления коэффициентом передачи и второй усилитель, причем выход задающего устройства соединен с первым входом устройства для управления коэффициентом передач и через второй усилитель - с соответ ствующим входом элемента сравнения, выход устройства для корректировки фазы со.инен со вторым входом устройства для управления коэффициентом передачи. Устройство для управления коэффициентом передачи содержит источник опорного напряжения и последовательно соединенные второй фазосдвигающий блок, первый сумматор, фазовый де, тектор, второй сумматор и интегратор второй вход которого, соединен с первым выходом источника опорного напря жения, второй выход которого соедине со вторым входом второго сумматора, второй вход фазового детектора и второй вход первого сумматора соединены с первым входом устройства для управления коэффициентом передачи, второй вход которого соединен со вхо дом второго фазосдвигающего блока, а выход - с выходом интегратора. На чертеже приведена блок-схема системы. Система содержит задающее устрой ство 1, элемент 2. сравнения, управляющее устройство 3, вйбростенд 4, испытуемый объект 5, датчик 6 вибраций , первый усилитель 7, усилитель об1 атной связи, устройство 9 для кор ректировки, фазы, первый фазосдвигаю щий блок 10, два формирователя 11 и 12, фазовый ключ 13, фильтр 14, вто рой фазосдвиганвдий блок 15, первый и второй сумматоры 16 и 17, фазовый детектор 18, интегратор 19, источник 20 опорного напряжения, второй усилитель 21, устройство 22 для управления коэффициентом передачи. Система работает следующим образом.. Сигналыс задающего устройства 1 через второй усилитель 21 и элемент 2 сравнения поступают на управляющее устройство 3, воздействующее на вибростенд 4. Вследствие этого приводится в движение платформа вибростенда с закрепленным на ней испытуемым объектом. 5. Сигналы с датчика 6 вибраций уси ливаются первым усилителем 7, поступают на вход усилителя 8 обратной связи и черер формирователь 12 на один из входов фазового ключа 13, на другой вход фазового ключа через формирователь 11 поступает сигнал с выхода задающего устройства 1. выходной сигнал с фазового кл а 13 несет информацию-о сдвиге фаз ежду сигналом задающего устройства и сигналом датчика б. Фильтр 14 формирует напряжение, ропорциональное этому сдвигу фаз. ыходной сигнал фильтра поступает а фазосдвигающий блок 10, последоательно включенный, в цепь обратной вязи. Происходит корректировка фазы сигнала обратной связи, который поступает на элемент 2 сравнения. Сигнал рассогласования через управляющее устройство воздействует на подвижную часть вибростенда. Начальный коэффициент передачи второго усилителя 21 равен единице и устанавливается при отключенном от интегратора 19 втором сумматоре 17 с помощью опорного напряжения (, поступающего на вход задания начальных условий интегратору 19 от источника 20 опорного напряжения, в этом случае установившееся значение ошибки по амплитуде системьа управления вибростендом между сигналами Ц и U(амплитуды сигналов U и U равны) равно амплитуде сигнала Uj и определяется выражением (1). Ошибка эта зависит от частоты виброиспытаний и всегда отлична от нуля. Полное устранение ошибки по амплитуде между сигналами U и 1)9 возможно подключением на вход интегратора 19 второго сумматора 17 с инвертирующим входом. В этом случае коэффициент передачи усилителя 21 регулируется либо в сторону увеличения, либо в сторону уменьшения от значения единицы в зависимости от соотношения амплитуд сигналов U| и Ug. При А Ад коэффициент передачи увеличивается (сигнал уменьшается), при А «А уменьшается (сигнал U gувеличивается), а при А Ад регулирование коэффициента передачи прекращается. При.А Ад выходной сигнал второго сумматора 17, равен нулю. При }j( A jsincot для промежуточных сигналов системы управления справедЛИВЫ следующие соотношения U At) f sinojt; и,5 A,gSin(co t-90); A, UK+ U|5 A -s in cot + Aics i n ((O t-90) A,,-sin{wt-4); А(б лГАУ+А|7 arctg(A9/A) . При Л( A получим IV 45°, так как arctg (1) fS. Таким образом, о наличии погрешности между амплитудами А( и А можно судить по величине отклонения сдвига по фазе у между сигналами Uf и и, от значения 45.. Выходной сигнал и |g фазового детектора 18, характеризугаций собой текущий фазовый сдвиг между сигналами Uig и UY , поступает на второй сумматор 17. Одновременно на второй сумматор 17 поступает опорное напряжение uJjo. По ве.личине и знаку опорное напряжение Uj равно величине и знаку выходного