Способ воспроизведения вибраций и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G05D19/02 G01M7/00 

нения коэффициентов передачи должны быть одинаковыми во всем рабочем диа пазоне. В случае их несовпадения задаваемая вибрация воспроизводится с ОШИбКС1Й. Как правило, коэффициенты передачи изменяют с помощью усилителей с управляемым коэффициентом передачи, поэтому для реализации известного способа необходимы два усилителя с одинаковыми регулировочными характе ристиками. Выполнение таких усилителей при наличии влия.ощих факторов возможно только в ограниченном динамическом диапазоне регулирования, что, в свою очередь, ограничивает динамический диапаз-он воспроизводимой вибрации. Цель изобретения - расширение динамического диапазона вибрации. Указанная цель достигается тем, уровень сигнала рассогласования изменяют обратно пропорционально уровню сигнала источника. Устройство для воспроизведения ви раций, реализующее способ, содержит последовательно соединенные источник сигнала, первый усилитель с управляв мым коэффициентом передачи, усилител мощности, возбудитель колебаний, виб ропреобразователь, первые выпрямител и фильтр, блок сравнения, второй вхо которого через вторые фильтр и выпря митель подключен к выходу источника сигнала, а выход соединен с управляющим входом первого усилителя с управляемым коэффициентом передачи, и второй усилитель с управляемым коэффициентом передачи, выход блока сравнения подключен к управляющему входу первого усилителя с управляемым коэф фициентом передачи через второй усилитель с управляемым коэффициентом передачи, управляющий вход которого подключен к выходу второго фильтра., Выпрямители выполнены в виде лине ного детектора. Выпрямители выполнены также в виде логарифмического детектора. На фиг. 1 представлена блок-схема варианта устройства, осуществляющего способ воспроизведения гармонической вибрации; на фиг. 2 - блок-схема варианта устройства для реализации способа воспроизведения,полигармонической вибрации на фиг. 3 - блок-сх ма варианта устройства для реализации способа воспроизведения случайной вибрации. Устройство (фиг. 1) содержит источник 1 сигнала, усилитель 2 с управляемым коэффициентом передачи, усилитель 6 мощности, возбудитель 4 колебаний, вибропреобразователь 5, первый выпрямитель 6, первый 7 и : второй 8 управляемые фильтры, блок 9 сравнения, второй усилитель 10 с управляемым коэффициентом передачи, преобразователь 11 частота-аналог, второй выпрямитель 12. Вариант устройства для реализации способа воспроизведения полигармонической вибрации (фиг.2) содержит несколько каналов управления гармоническими составляющими сложного сигнала. Каждый из каналов аналогичен устройству, фиг.1. Кроме указанных выше элементов 1-12 схемы, схема (фиг.2 содержит общий для всех каналов сумматор 13 и в каждом канале следящий фильтр 14, подключенный к выходу вибропреобразователя 5. Выход следяЩ-его фильтра 14 подключен в каждом канале к выпрямителю 6. Вариант устройства для реализации способа воспроизведения широкополосной случайной вибрации фиг.3) содержит несколько каналов управления, в каждом из которых осуществляется управление дисперсной или спектральной плотностью. Элементы 1-10 и 12 схемы, совпадают с элементгиуш, фиг .1 и 2. Источник 1 является генератором широкополосного случайного сигнала. К выходу вибропреобразователя 5 подключена гр;ебенка 14 анализирующих фильтров 15t разделяющих широкополосный сигнал на ряд частотных полос. К выходу источника 1 случайного сигнала подключена гребенка 16 формирующих фильтров 17, аналогичных гребенке анализирующих фильтров 15. способ осуществляется следующим образом. Два сигнала, несущие информации, об ур.овне задаваемой и воспроизведенной вибрации, сравниваются между собой. Наличие разностного сигнала свидетельствует об изменении коэффициента передачи звена возбудитель колебаний с изделием, т.е. об отклонении воспроизводимой вибрации от задаваемой. Разностный сигнал воздействует на компенсирукицее звено усилитель с управляемым коэффициентом передачи таким образом, чуобы уровень воспроизводи мой вибрации соответствовал задаваемому с некоторой ошибкой - погрет, ностью регулирования. При непосредственном воздействии разностного сигнала на компенсирующее звено в цепи возбуждения погрешность регулирования в значительной степени зависит от уровня сравниваемых сигналов, т.е. от уровня задаваемой вибрации. Чтобы исключить эту зависимость, разностный сигнал изменяют обратно пропорционально уровню задаваемой вибрации. Устройство для реализации способа воспроизведения гармонической вибрации работает следующим образом. Источник 1 (фиг. 1) задает уровень и частоту вибрации, сигнал, пройдя усилители 2 и 3, поступает на возбудиTehb 4 колебаний. Измеренный вибропреобразователем 5 сигнал поступает на выпрямитель 6 и через управляемы фильтр 7 подается на второй вход блока 9 сравнения. На первый вход блока 9 через аналогичные выпрямитель 12 и фильтр 8 поступает сигнал источника 1. Для того, чтобы в выпрямленных сигналах отсутствовала пульсация и сохранялась минимальной постоянная времени фильтра, фильтры выполнены управляемыми с частотнозависимой постоянной времени. Выбор постоянной времени фильтра производится с помощью преобразователя li частота-аналог. Сигнал рассогласования с выхода блока 9 сравнения поступает на усилитель. 10 с управляемым коэффициентом передачи. Коэффициент передачи усилителя 10 определяется уровнем сигнала источника.

Выходной сигнал усилителя 10 явлется управляющим сигналом усилителя 2 в цепи возбуждения. Изменение коэффициента передачи усилителя 2 сводит к минимуму ошибку воспроизведения задаваемой вибрации.

Способ воспроизведения полигармонической вибрации реализуется вариантом устройства (фиг. 2). Управление по каждой составляющей осуществляется аналогично тому, к.ак эт происходило при испытаниях на гармоническую вибрацию. Для управления по каждой составляющей следящий фильтр 14 выделяет из полигармонического сигнала вибропреобразователя 5 сигнал с частотой, соответствующей частоте источника 1 данного канала. Сигнал с выхода следяющего фильтра 14 через выпрямитель б и фильтр7 подается на вход блока 9 сравнения. Сигнал рассогласования, снимаемый с выхода блока 9 сравнения, как.и в случае испытаний на гармоническую вибрацию, управляет коэффициентом передачи усилителя 10 Выходной сигнал усилителя 10 является управляющим сигналом усилителя

Способ воспроизведения широкополосной случайной вибрации реализуется вариантом устройства (фиг. 3;. Широкополосный случайный сигнал источника 1 разделяется на частотные полосы гребенкой 16 формирующих фильтров 17. В каждой частотной полосе осуществляется управление спектральной плотностью или дисперсией. На первый вход блока 9 сравнения каждого канала хзигнал поступает через соответствующий формирующий фильтр 15 и последовательно соединенные выпрямитель 6 и фильтр 17. на второй вход блока 9 сравнени сигнал поступает через анализирующий фильтр 17 гребенки 16 и последовательно соединенные выпрями гель 12

и фильтр 8. Сигнал рассогласования управляет коэффициентом передачи усилителя 2 данной частотной полосы.

Динамический диапазон воспройзвомой вибрации может быть расширен по нижней границе диапазона применением в качестве выпрямителей линейного детектора, а по верхней -применением логарифмического детектора.

Изобретение позволит расширить динамический диапазон воспроизводимой вибрации процесса путем исключения зависимости погрешности регулирования от уровня сравниваемых сигналов. , Формула изобретения 1. способ воспроизведения вибрации, заключающийся в том, что сигнал источника воспроизводимого процесса подают на возбудитель колебаний, сравнивают уровни сигнала источника и сигнала, соответствующего воспроизведенной вибрации, и при наличии рассогласования изменяют коэффициент передачи цепи возбуждения, сводя к минимуму сигнал рассогласования, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона воспроизводимой вибрации, изменяют уровень сигнала рассогласования обратно пропорционально уровню сигнала источника.

2.Устройство для воспроизведения вибрации, содержащее последовательно соединенные источник сигнала, первый усилитель с управляемым коэффициентом передачи, усилитель мощности, возбудитель колебаний, вибропреобразователь , первые выпрямитель и фильтр,.

I блок сравнения, второй вход которого через вторые фильтр и выпрямитель подключен к выходу источника сигнала, а выход связан с управля1ЮЩИМ входом первого усилителя с управляемым коэффициентом пере,дачи, и второй усилитель с у правляемым коэффициентом передачи, о т л ичающееся тем, что выход-блока сравнения подключен, к управляющему входу первого усилителя с управляемым коэффициентом передачи через второй усилитель с управляемым коэффициентом передачи,управляющий вход ко орого подключен к выходу второго фильтра.

3.Устройство по п. 2-, о т л iP : чающееся тем, что выпрямители выполнены в виде линейного детектора.

4.Устройство по п. 2, о т л ичающееся тем, что выпрямители выполнены в виде логарифмического детектора.

Источники информации, , принятые во внимание при экспертиЬе

1.Кузнецов А.А. Вибрационные исг пытания элементов и устройств автомё- тики. Энергия, 1976, с.94-97.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2475831/28,,

5 кл. G 01 М 7/00, 15.04.77 (прототип) .

4

тг

rr

ff