Способ формирования спектра случайных широкополосных вибраций Советский патент 1981 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам формирования спектра случайных широкополосных вибраций, и может Сыть использовано в машиностроении. Известен способ формирования спек ра случайных широкополосных вибраций по которсяиу последовательно формирую узкополосные случайные сигналы, регулируют уровень в каждой полисе, запоминают и воспроизводят на вибростенде 1 . Недостатком способа является то что при воспроизведении на вибростен подается только одна отрегулированная по дисперсии полоса частот, в то время как осташьн ле частотные полосы подаются неотрегулированными, Кроме того, осуществляя регулировку по требуемому уровню, не учитывают форму спектра,что существенно снижает точность формирования спектра Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ формирования спектра случайных широкополосных вибраций, заключаиощийся в том, что с помощью узкополосных фильтров последовательftQ формируют некоррелированные узкополосные случайные сигналы, из которых подают на .вибростенд, с помсяцью обратной связи регулируют уровень сигналов в соответствии с заданным значением дисперсии в .каждой узкой полосе, отрегулированные сигналы запоминают, суммируют и воспроизводят на вибростенде С2. Способ позволяет возбуящать вибрации по всем частотным отрегулированным полосам одновременно, однако при формировании спектра сложной формы регулирование только по дисперсии в каждой полосе существенно снижает точность формирования спектра, так Kajc не учитывается форма спектра. Целью изобретения является повышение точности формирования спектра случайных широкополосных вибраций. и.елъ достигается тем, что сначала регулируют по дисперсии уровень первой группы сигналов с неперекрывающимися полосами частот и до запоминания корректируют уровни отрегулированных по дисперсии сигналов в соответствий с соотношением c,,) Г - и. . , ц -riw« W-i(A) avu «J-t

где - средняя спектральная плот ность в i -и полосе частотуА - спектральная плотность

сигнала на входе фильтров; - коэффициент усиления i -го

формирующего канала; Jj(u;)- частотная характеристика л-го уэкополосного фильтра

{Л; - частотная характеристика вибростенда на средней частоте1-й полосы частот. Затем осуществляют такую же регулировку и коррекцию уровней второй группы сигналов с неперекрывающимися полосами частот.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит генератор 1 белого шума, перестраиваемый фильтр 2, формирующий последовательно частотные полосы, блок 3 регулировки уровкя, вибростенд 4, переключатель 5, блок 6 памяти.

Сущность способа заключается в следующем.

При последовательном фо{ «1ровании частотных полос требуемую спектральную плотность на входе вибростенда можно представить в виде

,(u;)Aec(.(iU)3 , (I) /

где А - спектральная плотность сигнала на входе фильтровС, - коэффициент усиления i -го

формирующего канала; NW, (UJ) - частотная характеристика 1 -f-o узкополосного фильтра

cfl-. - частотная характеристика вибростенда на средней частоте i -и полосы: частот .

Полагая функции, аппроксимирующие GT.(W) ортоно 1ированными, коэффициенты Ci можно определить из соотиошения

- 6irCV;AuJ)olu;

л Ш1

---) (1)

(,. .

А( f4wi(4)au)

|4-я...

lU

где Gi - средняя спектральная плот ность в 1 -и полосе частот,

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Первый этап заключается в том, что формируемые частотные полосы делят на две группы с неперекрывающимися частотами в каждой группе, Четные Hoviepa п.рисваивают. полосам одной группы, а нечетные - частотны полосам другой.

В каждой группе полос регулируют уровень сигнала в соответствии с требуемым значением дисперсии; так как частоты неперекрывающиеся, то тем саколм регулировка на этом этапе - удовлетворяет одно из условий орто -гональности формируемых сигналов.

Второй этап предусматривает корректировку коэффициента усиления отрегулированной полосы в соответствии с выражением 0

л. в ,-itl), C-i -

Ч - .

)(Л ,.

0}л

.где обЬзначения те же, что и выше. Для этого значение коэффициента усиления отрегулированной по дисперсии полосы умпожлют на значение С , полученное из соотношения (2), Откорректированный коэффициент усиления устанавливают в блоке 3 регулировки и вновь регулируют уровень сигнала в данной полосе. Тем самЕЛ 1 осуществляется выполнение условий ортогональности для формируемых сигналов, От- t корректированный сигнал подают в блок 6 памяти. После того, как аналогично сказанному отрегулируют все

0 частотные полосы, которые вьщёля1рт из сигнала генератора 1 белого шума с помощью перестраиваемого фильтра 2, одновременно считывают сигнгшы всех полос с блока 6 памяти и подают на

5 вибростенд 4 с псмощью переключателя 5. Изобретение повышает точность формирования спектра случайных широкополосных вибраций.

Формула изобретения Способ формирования спектра случайных широкополосных вибраций, заключанщийся в том, что с помощью узкополосных фильтров последовательно формируют некоррелированные узкополосные случайные сигналы, каждый из которых

5 подают на вибростенд, с помощьк обратной связи регулируют уровень сигналов в соответствии с заданным значением дисперсии в каждой узкой полосе, отрегулированные сигналы запоминают, суммируют и воспроизводят на .вибростенде, отличающийся тем, что, с целью повышения точности |воспроизведения спектра случайных вибраций, сначала регулируют по дис5 Персии уровень первой группы сигналов с неперекрывающимися полосами частот и до запс 1инания корректируют уровни отрегулированных по дисперсии сигналов в соответствии с соотношением

)

cf. uJi ,

uJ-1

де Ctf - средняя спектральная

плотность в ii -и полосе частот,

А спектральная плотность сигнала на входе фильтров

С,- - коэффициент усиления i-го формирующего канала

9(/(ш)- частотная характеристика 1 -го узкополосногб фильтра

(Л; - частотная характеристика вибростенда на средней частоте 4-и полосы частот;

затем осуществляют такую же регулировку и коррекцию уровней второй группы сигналов с неперекрывающимися полосами частот,

Источники информации, :принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР o 504957, кл. G 01.М 7/00, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2651800/28,

кл. G 01 М 7/00, 1978 (прототип),

7