Генератор виброударных возмущений для электродинамических стендов

 

Изобретение относится к радиотехнике . Может быть использовано в системах виброиспытаний различных устройств. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается путем формирования виброударных импульсов статически заданной формы, что повышает достоЬернбсть виброиспытаний. Устройство содержит генератор (г) 1 шзгма, широкополосный фильтр 2, сумматоры 3, 4 и 5, переключатели 6-1,.,.,6-N, 7-1,.,,

СОЮЗ CGBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G Ol Ì 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AST0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3763449/24-21 (22) 29,06.84 (46) 15.09.86. Бюл. У 34 (71) Рязанский радиотехнический институт (72) В. И. Поповкин, А. М. Нелидкин и А. Н. Моргунов (53) 621.374(088.8) (56) Кощеев А. А. Имитация вибраций при полунатурном моделировании систем управления. — Челябинск, ЧПИ, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Р 393631, кл, С Ol М 7/ОО, 1973, „„SU„„1257422 А 1 (54 ) ГЕНЕРАТОР ВИБРОУДАРНИХ ВОЗМУЩЕНИИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ СТЕНДОВ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Может быть использовано в системах виброиспытаний различных устройств. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей— достигается путем формирования виброударных импульсов статически заданной формы, что повьппает достовернОсть виброиспытаний. Устройство содержит генератор (Г) 1 шума, широкополосный фильтр 2, сумматоры 3, 4 и

5, переключатели 6-1,...,6-И, 7-1,...

1257422

l0

7-11, 8-1. ..8-N, 9, 1О и ll селекторные усилители 12-1,...,12-N., фазовращатели 13-1. ..13-11, аттенюаторы 14-1,...,14-N, ключи 15 и 16, усилитель мощности 17, Г 18 тактовых импульсов„ делители 19 и 20, счетчик

21, преобразователи код — напряжение

22 и 23, компаратор 24, управляемые ключи 25 и 26, блок управления 27, Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах виброиспытаний различных устройств.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем формирования виброударных импульсов статистически заданной формы, что обеспечивает повышение достоверности виброиспытаний.

На фиг. 1 приведена структурная схема генератора виброударных возмущений для электродинамических стендов; на фиг. 2 — импульсная диаграмма его работы; на фиг. 3 — структурная схема блока управления; на фиг. 4 — импульсные диаграммы работы блока управления.

Генератор виброударных возмущений для электродинамических стендов содержит генератор l шума, широкополосный фильтр 2, сумматоры 3-5, переключатели 6-1,...,6-Б, — 1,...,7-11, 8-1,...,8-N, 9-11, селективные усилители 12-1,...,,12-N, фазовращатели

13-1,...,13-N, аттенюаторы 14-1...„, 14 N, ключи 15 и 16, усилитель 17 мощности, генератор 18 тактовых импульсов, делители 19 и 20, счетчики

21, преобразователи 22 и 23 код— напряжение, компаратор 24, управляемые ключи 25 и 26, блок 27 управления, реверсивный счетчик 28, модулятор 29, генератор 30 гармонических колебаний, частотный модулятор 31, шину 32 постоянного напряжения U „.

При этом генератор 1 шума последовательно включен с широкополосным . фильтром 2, первым 3 и вторым 4 сумматором, ключом 15, сумматором 5, i..ñèëèòåëåì 17 мощности, а остальные входы сумматора 4 соединены с выхореверсивный счетчик 28, модулятор

29, генератор 30 гармонических колебаний, частотный модулятор 31, шину

32 постоянного напряжения. Для получения виброударов в виде радиоимпульсов со сложной формой огибающей используется Г 30 с изменяющейся в модуляторе 31 по случайному закону . частотой, 4 ил. дами N каналов селекции шумового напряжения, каждый из каналов содержит последовательно включенные переключатель 6.1-6.N селективный усилитель

12.1-12.N, фазовращатель 13,1-13,N,. второй переключатель 7.1-7.N аттенюатор 14.1-14.N, .третий переключатель 8.1-8.И, первые и вторые выходы третьих переключателей 8.1-8.Б подключены к входам соответственно первого 3 и второго 4 сумматоров, первые входы первых переключателей 6.1-6.N соединены с выходом первого сумматора 3, при этом выход селективного усилителя 12.1-12.N каждого канала соединен с вторым входом второго переключателя 7,1-7,N данного канала, а генератор 18 тактовых импульсов последовательно соединен с делителем

l9 частоты, счетчиком 21, первым преобразователем 22 код — напряжение, компаратором 24, (ЗИ+1)-м переключателем 9, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом аттенюатора 14 первого канала селекции и шиной 32 постоянного напряжения U,, выход генератора 18 тактовых импульсов соединен с последовательно включенным делителем

20, вторым ключом 16, первым управляемым ключом 25, реверсивным счетчиком 28 (суммирующий вход), вторым преобразователем 23 код — напряжение, (3N+2}-м переключателем 10, модулятором 29, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора 5, последовательно включенные генератор

30 гармонических колебаний, частотный модулятор 31 и (ÇN+3)-й переключатель 11, выход которого соединен с вторым входом модулятора 29, второй вход — с вторыми входами час1257422 тотного модулятора 31 и (ЗБ+1)-го переключателя 9, выход компаратора

24 соединен с вторыми входами первого 15 и второго 16 ключей и входом блока 27 управления, первый выход 5 которого соединен с входами управляемых ключей 25 и 26, первые входы которых соединены между собой, а выход второго управляемого ключа 26 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 28, второй выход блока управления соединен с третьим входом первого 15 и второго 16 ключей, вторыми входами счетчиков 21

28, третий вход (ЗИ+3)-го переключателя ll соединен с выходом широкополосного фильтра 2, а второй выход переключателя 10 соединен с выходом модулятора 29, Устройство работает следующим образом.

Случайный сигнал с генератора шума (фиг. 2а) поступает на широкополосный фильтр 2, служащий для формирования среднего уровня сигнала.

С выхода широкополосного фильтра 2 сигнал поступает на сумматор 3 и И каналов формирования узкополосного случайного процесса. Каждый канал состоит иэ селективного усилителя., Çp фаэоинвертора, аттенюатора. При этом фазоииверторы обеспечивают формирование всплесков и провалов в спектре входного сигнала. При включении генератора 18 тактовых импульсов начи- 3g нается процесс формирования виброударных импульсов. Тактовая последовательность импульсов (фиг. 2 о) поступает на делитель 19 частоты, задающий средний период следования 40 виброударных импульсов. Поделенная импульсная последовательность (фиг. 26) подается на счетчик 21 и с него на преобразователь 22 код - нанапряжение (ПКН). Ступенчатое нащ)я- 45 жение с выхода ПКН (фиг, 22) поступает на один из входов компаратора

24, иа второй вход которого подается узкополосное случайное напряжение через переключатель 9 (положенце "l"). gp

При положении "2" переключателя 9 происходит сравнение ступенчатого напряжения с постоянным напряжением

11 „ . Импульс сравнения, определяющий начало формирования виброударного импульса, подается на ключи 15 и 16, закрывая ключ 15 (фиг. 2 e) и открывая ключ 16 (Фиг. 2О). Этот же импульс запускает блок 27 управления, вырабатывающий последовательность импульсов управления (фиг. 2 ). Импульсы управления подаются на управляющие ключи 25 и 26, При этом ключ

25 открывается положительным потенциалом импульса управления, а ключ

26 — отрицательным потенциалом. При открытии ключа 25 импульсная последовательность начинает поступать через делитель 20 (служащий для регулировки точности формирования формы огибающей), ключ 25 на суммирующий вход реверсивного счетчика 28 (фиг. 2и). При открытии ключа 26 данная импульсная последовательность (фиг. 2к) поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика. На выходе преобразователя 22 код — напряжение формируется огибающая (фиг. 2п3 соответствующей формы, определяемой параметрами блока 27 управления.

Данная огибающая подается через переключатель 10 (положение "1") на вход сумматора 5. При выдаче блоком

27 управления сигнала об окончании формирования импульса (фиг. 2 ) ключ

l6 закрывается (фиг. 2е), ключ 15 открывается (фиг. 2 е), а счетчики

21 и 28 обнуляются (фиг. 2 2,g ). Таким образом, прекращается формирование виброударного импульса (фиг. 2n) и на выход устройства начинает поступать широкополосный случайный вибропроцесс (фиг. 2м).

Для получения виброударов в виде радиоимпульсов со сложной формой огибающей используется генератор 30 гармонических колебаний с изменяющейся в модуляторе 31 по случайному закону частотой. При переключении переключателей 10 и 11 в положение "2" в модуляторе 29 происходит заполнение огибающей гармонического колебания.

При переключении переключателя ll в положение "1" или "3" происходит заполнение импульсов случайным узкополосным или широкополосным процессом соответственно. Таким образом, на выходе генератора виброударных возмущений для электродинамических стендов имеется последовательность виброударных возмущений различной формы. Промежутки между виброударными возмущениями могут быть заполнены широкополосным случайным вибропроцессом, 1257422

Генератор виброударных возмущений

I для злектродинамических стендов, содержащий последовательно включенные генератор пгума, широкополосный фильтр, первый и второй сумматоры, а также усилитель мощности, N каналов селекции шумового напряжения, каждый из которых содержит последовательно включенные первый переключатель, селективный усилитель, фазовращатель, второй переключатель, аттенюатор, третий переключатель, первый выход третьего переключателя каждого канала соединен с одним из И входов первого сумматора, а второй выход третьего переключателя каждого канала— с одним из N входов второго сумматора, первые и вторые входы первьгс переключателей каждого канала соединены соответственно с выходом широкополосного фильтра и выходом первого сумматора, при этом выход селективного усилителя каждого канала соединен также с первым входом второго переключателя данного канала, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем формирования виброударных импульсов статистически заданной формы, в него введены (ЗИ+1)-й переключатель, последовательно включенные ключ и третий сумматор, выход которого соединен с входом усилителя мощности, последовательно включенные генератор тактовых импульсов, первый делитель частоты, счетчик, первый преобразователь код — напряжение, компаратор, второй вход которого свя- зан с выходом (ÇN+1)-го переключателя, первый вход которого соединен с выходом аттенюатора первого канала селекции, а второй вход соединен с шико; источника постоянного напряжения U,„ при этом к генератору тактовых импульсов последовательно подключены второй делитель, второй ключ, первый управляемый ключ, реверсивный счетчик, второй преобразователь код— напряжение, (ЗИ+2)-й переключатель

Блок 27 управления в,дает случайную последовательность импульсов с регулируемыми средними-значениями длительностей импульсов и задаваемыми законами распределения моментов возникновения и длительностей, Структурная схема блока 27 управления приведена на фи . 3.

Блок 27 включает N каналов формирования импульсов (И определяется в каждом конкретном случае), которые содержат соединенные последовательно

HS-триггеры 33-1 — ЗЗ-N, селекторы

34-1 — 34-N, делители 35-1 — 35-N, счетчики 36-1 — 36-И, преобразователи 37-1 — 37-И код — напряжение 1IIKH) компараторы 38-1 — 38-N. Блок 27 содержит также селективные усилители

39-1 — 39-И, счетчик 40, генератор

41 импульсов, генератор 42 шума, Блок 27 управления работает следующим образом.

С приходом импульса с компаратора (фиг. 2 ) БЯ-триггер 38-1 перебрасывается в единичное состояние, открывая селектор 34-1 и импульсы с генератора импульсов (фиг. 4E) через селектор 34-1 и делитель 35-1 (служащий дл; задания средней дли— тельности формируемого импульса управления) поступают на счетчик 36-1, преобразователь код — напряжение

37-1. Ступенчатое напряжение с ПКН (фиг, 4 Г) подается на один из входов компаратора, на второй вход которого 35 поступает случайное напряжение (фиг. 4 Г) с селективного усилителя

39-1 (в усилителе задается U,ð и » F).

Импульс„ соответствующий моменту сравнения (фиг. 4g), возвращает RSтриггер 33-1 в,исходное состояние (фиг. 4е,b) и данный импульс является первым импульсом управления (его параметры задаются коэффициентом деления делителя, средним значением случайного напряжения, законом распределения случайного напряжения, параметрами ПКН). Импульс с компаратора 38-1 перебрасывает также HSтриггер 33-2 в единичное состояние, 50 и происходит формирование второго .импульса управления, который снимается с инверсного входа триггера 33-2 (фиг, 4к).

Аналогично формируются остальные 55 импульсы управления, т.е. остальные каналы блока 27 работают идентично.

В счетчике 40 импульсы управления подсчитываются и при достижении заданного числа N >aq (N,, задается исй ходя из требуемой структуры импульса возбуждения) на выходе счетчика появляется импульс, соответствующий концу формирования (фиг. 2 ) Формула изобретения

7 i2574 и модулятор, выход модулятора соединен с вторым входом третьего сумматора, а также последовательно включенные генератор гармонических колебаний, частотный модулятор„(ЗИ+3}-й s переключатель, второй вход которого соединен с.вторыми входами частотного модулятора.и (ЗИ+1)-го переключателя, выход — с вторым входом модулятора, первые входы .управляемых клю- 1О чей соединены между собой, а выход компаратора с оединен с вторыми входами первого и второго ключей и входом блока управления, первый выход

22 которого соединен с вторыми входами первого и второго управляемых ключей, а выход второго управляемого ключа соединен С вычитающим входом реверсивного счетчика, причем второй выход блока управления соединен с третьими входами первого и второго ключей, входом реверсивного счетчика и вторым входом счетчика, третий вход (ЗИ+3)-го переключателя,соединен с выходом широкополосного фильтра, а второй выход (ЗИ+2)-го переключателя соединен с выходом модулятора.

1257422 ие.

Составитель С. Клевцов

Редактор К. Волощук Техред N.Õoäàíè÷ Корректор Т. Колб

Заказ 4905/36

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производсч енно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4