Система управления вибростендом Советский патент 1982 года по МПК G05B19/02 G05D19/00 

(5) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВИБРОСТЕНДОМ

I . Изрбретение относится к области автоматического регулирования, в частности к системам управления экспериментальными установками, и предназначено для испытаний приборов и машин на электродинамическом вибрационном стенде. По основному авт.св. К 1 91932 известна система управления Еибростендом, содержащая датчик вибраций, сое диненный через усилитель со входом усилителя обратной связи, и последовательно соединенные задайЫее устройство, элемент сравнения и управляющее устройство, соединенное с виб ростендом, и фазовый ключ, фильтр, фазосдвигающий блок и два формирователя , вход одного из которых подключен к выходу задаюи его устройства, вход другого - к выходу усилителя, а выходы обоих формирователей по ключены к соответствующим входам фазового ключа, выход которого через фильтр связан с одним из входов фазосдвигащего блока, с другим входом которого соединен выход усилителя обратной связи, а выход - с соответствующим .входом элемента сравнения . Однако в известной системе для nor вышения точности воспроизведения вибраций и улучшения условий устойчивости системы устранен сдвиг по фазе между сигналами, поступающими на элемент сравнения. Выходной сигнал элемента сравнения преобразуется упг разляющим устройством в сигнал управления. Следовательно, для формирования сигнала управления вибростендом требуется наличие выходного сигнала элемента сравнения. Однако наличие выходного сигнала элемента сравнения обуславливает отличие амппитуд сигналов задащего устройства и усилителя, так как амплитуда выходного сигнала устройства корректировки фазы равна амплитуде выходного сигнала усилителя. Таким образом, в известкой системе всегда будет иметь

место зависящая от частоты виброиспытаний ошибка по амплитуде между сигналами задающего устройства, которая определится выражением

где А, - амплитуда сигнала задающего

устройства; ) - общий коэффициент передачи

управляющего устройства и

вибростенда на частоте

виброиспытаний.

, Цель изобретения - повышение точности системы.

Поставленная цель достигается тем что в систему введены генератор импульсов и последовательно соединен-; ные второй фазосдвигающий блок, формирователь импyльcoвj группа элементов И, реверсивный счетчик, ключ и усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, второй вход которого подключен к выходу задающего устройства, а зыход - ко второму входу элемента сравнения, вторые входы элементов И группы соединены с выходом енератора импульсов, а управляющий вход ключа - со вторым выходом формирователя импульсов, второй вход которого подключен к выходу задающего устройства, причем выход первого фазосдвигающего блока соединен со входом второго фа осдвигащего блока.

На фиг.1 показана блок-схема системы; на фиг.2 - диаграмма ее работы.

Система содержит з-эдающее устройство 1, усилитель 2 с регулируек м коэффициентом передачи, имеющий входы 3 и , элемент 5 сравнения, управляющее устройсч зо 6, Еибростенд 7 (совместно с регулируемым объектом), датчик8 вибраций, установленный на испытуемом объекте, усилитель 9, усилитепь 10 обратной связи, второй фазосдвигающий блок t1, форми рователь 12 импульсов, имеющий выходы 13, 1 и 15, генератор 16 импульсов, группу элементов И 17 и 18, реверсивный счетчик 19, имеющий суммирующий 20 и вычитающий 21 входы, ключ 22, первый фазосдвигающий блок 23, фильтр 2, формирователи 25 и 26, фазовый ключ 27 и устройство 28 дг.я корректировки фазы.

Система работает следующим обрас-ом.

5, Гармонический сигнал x(t) с устройства 1 через усилитель 2 поступает на элемент 5, где сравнивается с выходным сигналом z(t) устройства 28. Сигнал рассогласования (t) поступает на устройство 6., которое преобразует его в сигнал управления вибростендом 7 Колебания испытуемого обгекта, установленного на платформе вибростенда, преобразуются с помощью датчика 8 в электрический сигнал, который усиливается усилителем 9. Выходной сигнал y(t) усилителя 9; являющийся одновременно и выходным сигналом системы, через устройство 28 поступает на элемент 5 и блок 11. В устройстве 28 происходит корректировка фазы сигнала y(t) без изменения его амплитуды таким образом, что устраняется сдвиг по фазе между сигналами z(t) и x(t), Начальный коэффициент передачи усилителя 2 устанавливается равный единице. При разомкнутом состоянии ключа 22 установившееся значение ошибки по амплитуде системы управления вибростендо между сигналами x(t) и y(t) (амплитуды сигналов z(t) и y(t) равны) равно амплитуде сигнала (t) и определяется выражением (1). Ошибка эта зависит от частоты вйброиспытаний и всегда отлична от нуля. I

Полное устранение ошибки по амплитуде между сигналами x(t) и y(t) возможно подключением ключа 22 к цифровому управляющему входу усилителя 2. В этом случае коэффициент передачи усилителя 2 регулируется либо в сторону увеличения, либо в сторону уменьшения от значения единицы 8 зависимости от соотношения амплитуд сигналов x(t) и 2(t). При f) коэфф1Щиент передачи увеличивается (сигнал Vy увеличивается), при А А умгньшается (сигнал vy уменьшается), а при , регулирование коэффициента передачи прекращается (сигнал Vy const). Указанные изменения сигнала.. Указанные изменения сигнала Vy происходят следующим образом. В соответствии с фиг.2 при А -сАпродолжительность t импульса А всегда меньше продолжительности tg импульса В. Импульсы А и В вырабатываются формирователем 12 на выходах 13 и }k соответственно. При Л,,А получим . Импульсы А и В, следующие во времени друг за другом, поступают соответственно на элемен5ты и 17 и 18. При этом элемент 17 подключает генератор 16 к суммирующему входу 20 счетчика 19, а элемен 18 подключает генератор 16 к вычитающему входу 21 счетчика 19. Если , то код счетчика 19 будет уме шен, так как число импульсов, поступивших на вход 20 меньше числа импульсов, поступивших на вход 21. Если ,, то код с етчика 19 будет увеличен, так как число импульсов, поступивших на вход 20, будет больше числа импульсов, поступивших на вход 21. Если , то код счетчика 19 после прохождения обоих импульсов не изменится, так как чис ло импульсов, поступивших на суммирующим 20 и вычитающий 21 входы, будет одинаково. Ключ 22 подключает выход счетчика 19 к управляющему вх ду k усилителя 2 после прохождения (заднего фронта) импульса В (фиг.2) и отключает счетчик 19 от входа t усилителя 2 передним фронтом импуль са А. Сигналы управления ключом 22 снимаются с выхода 15 формирователя 12. Регулированием коэффициента передачи усилителя 2 автоматически обеспечивается равенство t.t2, A Таким образом, полностью устраняетс ошибка по амплитуде между сигналами x(t), z(t) и y(t). Использование предложенной систе повышает точность виброиспытаний. 3 ЧТО повышает достоверность определяемых в процессе испытаний показателей вибропрочности и виброустойчивости испытуемых объектов. Формула изобретения Система управления вибростендом по авт.св. W 491932, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, а нее введены генератор импульсов и последовательно соединенные второй фазосдвигающий блок, формирователь импульсов, группа элементов W, реверсивный счетчик, ключ и усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, второй вход которого подключен к выходу задающего устройства, а выход - к второму входу элемента сравнения, вторые входы элементов И группы соединены с выходом генератора импульсов, а управляющий вход ключа с вторым выходом формирователя импульсрв, второй вход которого подключен к выходу задающего устройства, причем выход первого фазосдвигающего блока соединен с входом второго фазосдвигающего блока. Источники информации, принятые во внимание при эгхпертизе 1. Авторское свидетельство СССР № i 91932, кл. G 05 В 19/02, G 05 D 19/00, 197 (прототип).