Устройство для управления вибростендом

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВИБРОСТЕНДОМ, содержащее генераторы фиксированной и переменной частоты, выходами подключенные к соответствующим входам смесителя, выход которого соединен с входом фильтра низких частот , генератор развертки, счетчики, детектор, блок сравнения, первый элемент совпадения, первый цифроаналоговьй преобразователь, последовательно соединенные формирователь импульсов и делитель частоты и последовательно соединённые R5-триггер и второй элемент совпадения, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности и расширения области применения устройства путем обеспечения возможности воспроизведения сейсмических колебаний типа биений, оно содержит таймер, первый и второй блоки памяти, источник опорного нап ряжения и последовательно соединенные третий блок памяти, второй и третий цифроаналоговые преобразователи, причем выход генератора развертки связан с входом генератора переменной частоты, выход фильтра низких частот подключен к входу формирователя импульсов, вход первого счетчика соединен с выходом формирователя импульсов, первый выход - с входом третьего блока памяти, а второй выход - с первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого подключен к первому выходу таймера , вход которого связан с первым выходом второго счетчика, а второй выход - с R-входом RS-триггера, выход делителя частоты соединен через второй вход второго элемента совпадения с входом второго счетчика, второй выход которого подключен к входам первого и второго блока памяти выход первого элемента совпадения сое динен с 5 -входом RS-триггера, вход первого цифроаналогового преобразователя связан с выходом второго блока памяти, а выход - с входом детектора, подключенного выходом к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с источ ч1 ником опорного напряжения, выход со с вторым входом второго цифроаналого4 вого преобразователя, а второй вход третьего цифроаналогового преобразователя подключен к выходу первого блока памяти.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECOYEi/lHH 1д) С 05 D 19/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ . ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3525053/18-24 (22) 20.12.82 (46) 07.07.84. Бюл. В 25 (72) Б.А.Максимов, В.В.Сумароков и В.Ф.Черепов (53) 620.178.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 577643, кл. Н 03 K 1/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

В 957181, кл. G 05 Р 19/02, 1982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ВИБРОСТЕНДОМ, содержащее генераторы фиксированной и переменной частоты, выходами подключенные к соответствующим входам смесителя, выход которого соединен с входом фильтра низких частот, генератор развертки, счетчики, детектор, блок сравнения, первый элемент совпадения, первый цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные формирователь импульсов и делитель частоты и последовательно соединенные- R5 -триггер и второй элемант» с6впадения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения устройства путем обеспечения возможности воспроизведения сейсмических колебаний типа "биений", . оно содержит таймер, первый и второй блоки памяти, источник опорного напряжения и последовательно соединенные третий блок памяти, второй и тре„SU, 1101794 A тий цифроаналоговые преобразователи, причем выход генератора развертки связан с входом генератора переменной частоты, выход фильтра низких частот подключен к входу формирователя импульсов, вход первого счетчика соединен с выходом формирователя импульсов, первый выход — с входом третьего блока памяти, а второй выход — с первым входом первого элемента совпадения, второй вход которо" го подключен к первому выходу таймера, вход которого связан с первым выходом второго счетчика, а второй выход — с R --входом RS-триггера, выход делителя частоты соединен че- g рез второй вход второго элемента совпадения с входом второго счетчика, второй выход которого подключен к входам первого и второго блока памяти выход первого элемента совпадения сое g динен с 5 -входом РЬ-триггера, вход первого цифроаналогового преобразователя связан с выходом второго блока памяти, а выход — с входом детектора, подключенного выходом к первому входу блока сравнения, вто рой вход которого соединен с источником опорного напряжения, выход— с вторым входом второго цифроаналогового преобразователя, а второй вход третьего цифроаналогового преобразователя подключен к выходу первого блока памяти.

4 1101

Изобретение относится к устройствам управления электродинамическими вибростендами для проведения испытаний на гармоническую вибрацию, в частности для проведения испытаний на сейсмостойкость.

Известно устройство для управления возбудителем механических колебаний, содержащее генераторы фиксированной и переменной частоты, модулятор, де- 1О тектор, вибратор, генератор развертки, содержащий формирователь счетных импульсов, делитель частоты, задатчик скорости развертки, схемы совпадений, ключ, реверсивный счетчик, 15 цифроаналоговый преобразователь, компараторы и задатчики нижнего и верхнего пределов разверток частоты 1.11.

Недостатками данного устройства являются невозможность создания нестационарных вибраций для имитации сейсмических колебаний, а также значительный коэффициент гармоник.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления возбудителем механических колебаний, содержащее генератор фиксированной и генератор переменной частоты, управляемый напряжением, смеситель (модулятор), фильтр низких частот (ФНЧ) и генератор развертки 1 23.

Однако наличие неидеального ФНЧ приводит к прохождению на вход вибрационной установки комбинациОнных частот, что ведет к увеличению коэффициента гармоник входного сигнала.

Кроме того, известное устройство не может генерировать нестационарные сигналы, имитирующие сейсмические колебания типа "биений", а также поддерживать заданную амплитуду колебаний вне зависимости от вида амплитудно"частотной характеристики вибрационной установки.

Цель изобретения — повышение точности и расширение области применения устройства путем обеспечения возможности воспроизведения сейсмических колебаний типа "биений".

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее генераторы фиксированной и переменной частоты, выходами подключенные к соответствующим входам смесителя, выход которого соединен с входом ФНЧ, генератор развертки, счетчики, детектор, блок

И сравнения, первый элемент совпадения, первый перемножающий цифроаналоговый преобразователь, последовательно

794 2 соединенные формирователь импульсов делитель частоты и последовательо соединенные Р5--триггер и второй элемент совпадения, содержит таймер, первый и второй блоки памяти, источник опорного напряжения и последовательно соединенные третий блок памяти, второй и третий перемножающие цифроаналоговые преобразователи, при- чем выход генератора развертки связан с входом генератора переменной частоты, выход ФНЧ подключен к входу формирователя импульсов, вход первого счетчика соединен с вьмодом формирователя импульсов, первый выход — с входом третьего блока памяти, а второй выход — с первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого подключен к первому выходу таймера, вход которого связан с первым выходом второго счетчика, а второй выход — с g --входом RS -триггера, выход делителя частоты соединен через второй вход второго элемента совпадения с входом второго счетчика, второй выход которого подключен к входам первого и второго блоков памяти, выход первого элемента совпадения соединен с 9 -входом RS -триггера, вход первого перемножающего цифроаналогового преобразователя свя-. зан с выходом второго блока памяти, а выход -с входом детектора, подклю-, ченного выходом к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход — с вторым входом второго перемножающего цифроаналогового преобразователя, а второй. вход третьего перемножакщего цифроаналогового преобразователя подключен к выходу первого блока памяти.

Введение названных блоков и новая схема соединений позволили получить устройство, имитирующее сигнал, воз-, никающий при сейсмических колебаниях с повышенной точностью поддержания заданной амплитуды и со сниженным коэффициентом гармоник.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2сигнал на выходе устройства при моделировании испытаний на .сейсмоустойчивость на фиг. 3 — временные диаг раммы устройства.

Устройство содержит генераторы фиксированной 1 и переменной 2 час- тоты, смеситель 3, ФНЧ 4, генератор 5 развертки, формироватеюпь б

1101

3 импульсов, счетчики 7 и 8, третий блок 9 памяти Sinx, первый блок 10 памяти полусинуса, второй блок 11 памяти Cosx, перемножающие цифроаналоговые преобразователи 12-14, RS -триггер 15, таймер 16, делитель 17 частоты, элементы 18 и 19 совпадения, детектор 20, блок 21 сравнения, источник 22 опорного напряжения..

Устройство для управления электродинамическим вибростендом работает следующим образом.

Сигнал с генератора 1 фиксированной частоты смешивается в смесителе 3 с сигналом генератора 2 перемен-15 ной частоты, разностные частоты отфильтровываются ФНЧ 4 и поступают на формирователь 6 импульсов. Сигнал с формирователя 6 импульсов поступает на счетчик 7, кодовая последовательность с.которого поступает на адресные входы блока 9. Значения синусов с блока 9 поступают на цифровой вход преобразователя 13. На выходе преобразователя 13 присутствует 25 синусоидальный сигнал с частотой, определяемой частотой следования импульсов с формирователя 6, поделенной на число адресов блока 9. Сигнал с преобразователя 13 поступает на аналоговый вход преобразователя 14, на цифровой вход которого подается код полусинуса с блока 10 памяти.

Таким образом, на выходе устройства генерируется синусоидальный сигнал с огибающей, определяемой информаци- З5 ей, находящейся в блоке 10.

Для генерирования последовательностей типа "биений" число периодов синусоиды в пачке определяется дели40 телем 17 частоты, импульсы с которого через элемент 19 совпадения поступают на счетчик 8, кодовая последовательность с которого поступает на адресные входы блока 10. Паузы меж-.

45 ду пачками синусоид образуются путем запуска таймера 16 сигналами переноса со счетчика 8. Синхронизация фазы основной частоты колебаний и огибающей осуществляется с помощью

R9-триггера 15 и элемента 18 совпадения импульсом переноса со счетчика 7. После того, как счетчик 8 переберет все адреса блока 10, сигнал переноса запускает таймер 16. Сигнал с выхода таймера сбрасывает триг794 4 гер 15 и сигнал с выхода триггера 15 запрещает через элемент 19 совпадения подачу счетных импульсов на счетчик 8. После того, как таймер 16 выдает заданную паузу, сигнал с его инвертированного выхода подает сигнал разрешения на элемент 18 совпадения. При появлении сигнала переноса со счетчика 7, что соответствует началу нового счета, RS -триггер устанавливается через элемент 18 совпадения в состояние "1" и разрешает прохождение счетных импульсов с делителя 17 через элемент 19 совпадения на вход счетчика 8.

Для обеспечения поддержания заданной амплитуды колебаний на вибростенде сигнал с датчика, установленного на вибростенде, поступает на аналоговый вход преобразователя 12, на цифровой вход которого подаются зна:чения величин обратных синусу (Cosx) с блока 11. Таким образом, в замкнутой системе всегда остается неизменным коэффициент передачи при изменении сигнала на входе преобразователя 14.

Сигнал обратной связи с выхода преобразователя 12 через детектор 20 поступает на один из входов блока 21 сравнения, а на другой вход подан сигнал с опорного источника. Сигнал ошибки поступает на аналоговый вход преобразователя 13, осуществляя, таким образом, автоматическое поддержание амплитуды колебаний при изменении амплитудно-частотной характеристики вибрационной установки.

Так как сигнал с ФНЧ в устройстве используется толйко для выделения разностной частоты биений генераторов фиксированной и переменной частоты и затем преобразуется в формирователе импульсов в прямоугольные счетные импульсы, то требования к ФНЧ в части его избирательности могут . быть значительно снижены, а применение блока 9 памяти достаточной разрядности позволяет получить синусоидальный сигнал с наперед заданным коэффициентом гармоник. Кроме того, введение перечисленных элементов позволяет получить сигнал на выходе устройства, имитирующий сигнал, возникающий при сейсмических колебаниях с заданной длительностью паузы.

1101794 дюж

/Вуза

4 4фРОФМйЮ фюжФЖ9др gp

/фМФ

ВНИИПИ Заказ 47á5/31

Тираж 842 Подлнсное

Фнлыал ДПП ", Патент", и . Ужгород, ул. Проектна», 4