Имитатор объекта вибрационных испытаний
Изобретение относится к вибрационным испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение производительности за счет сокращения времени настройки. Входные сигналы, имитирующие силы, поступают на входы преобразователя 1 вектора сил, где формируются сигналы, пропорциональные обобщенным силам. Эти сигналы обрабатываются в многоканальном аналоговом вычислителе, а коэффициенты блока 5 обратных связей определяют собственные частоты колебаний. Сигналы с выходов интегрирующих усилителей 3 подаются на входы преобразователя 4 вектора координат, выходные сигналы которого имитируют реакцию объекта. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) .(И) А1
51)5 G 01 H 11/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHQMY СВИДЕ ГЕПЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4413596/25-28 (22) 20.04.88 (46) 15.07. 90. Бюл, ¹ 26 (71) Челябинский политехнический институт им,Ленинского комсомола (72) Г. В,Зырянов, А.А. Кощеев и Ю,Г.Кудинов (53) 534. Кириллов Р.В., Поисеев Д,С, Аналоговое моделирование динамических систем, Л.: Машиностро ение, 1977, с. 31,99. 2 (54) ИМИТАТОР OhbEKTA ВИБРАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ (57) Изобретение относится к вибрационным испытаниям на прочность. Цель изобретения — повышение производительности за счет. сокращения времени настройки, Входные сигналы, имитирующие силы, поступают нз входы преобразователя 1 вектора сил, где формируются сигналы, .пропорциональные обобщенным силам, Эти сигналы обрабатываются в многоканальном аналоговом вычислителе, а коэффициенты блока 5 обратных связей определяют собствен-, ные частоты колебаний.. Сигналы с выходов интегрирующих усилителей 3 подаются на входы преобразователя 4 век- Е тора координат, выходные сигналы которого имитируют реакцию объекта, 2 ил. 1578 т н f(t) () = Y где f(t) (t)— q(t)— Изобретение относится к вибрационным испытаниям изделий на прочность и может применяться в различных отраслях машиностроения для наладки и контроля систем управления вибрацион" ными испытаниями. Цель изобретения — повышение производительности имитатора за счет сокращения времени настройки, которая гроводится раздельно для собственных частот и форм колебаний. На фиг,l изображена функциональная схема предлагаемого имитатора; на фиг,2 — возможная схема реализацич для объекта с тремя степенями свободы, двумя приложенными силами и двумя датчиками перемещений, Имитатор содержит последовательно соединенные преобразователь 1 вектора 2р сил, входы которого представляют собой входы имитатора, многоканальный аналоговый вычислитель, каждый канал которого выполнен в виде соединенных интергросуммирующего усилителя 2, 25 второй вход которого соединен с соответствукщим выходом преобразователя 1 вектора сил и интегрирующего усилителя 3, и преобразователь 4 вектора координат, выходы которого. представляют собой выходы имитатора,и блок 5 обратных связей; первая группа входов которого соединена с выходами интегросуммирующих усилителей 2, вторая группа входов — с выходами интегрирующих усилителей 3, а выходы — с первы-:. ми входами соответствующих интегросуммирующих усилителей 2, Преобразователь 1 вектора сил (фиг.2) может быть построен, например, на базе операционных усилителей Аl-A5, переключателей $д i — $ д(„ которые устанавливают знак, проекций, и потенциометров Rl-К6,которые задают значения коэффициентов форм колебаний в. проекциях на направления действия сил, Преобразователь 4 вектора координат выполнен аналогично, Многоканальный аналоговый вычислитель может быть выполнен в виде двух последовательно соединенных операционных усилителей Аб и А7, А8 и А9, А10 и All в каждом канале, Блок 5 обратных связей может быть построен на базе согласующих операционных усилителей А12-А14, потенциометров R16-RI8, которые регулируют собственные частоты колебаний, 502 4 и резисторов R7 — R15, которые определяют величину демпфирования. Имитатор работает следующим образ ом. Входные сигналы, имитирующие силы, приложенные к объекту вибрационных испытаний, поступают на входы преобразователя 1 вектора сил, на выходах которого формируются сигналы,пропорциональные обобщенным силам. Эти сигналы обрабатываются в многоканальном аналоговом вычислителе, коэффициенты блока 5 обратных связей которого определяют собственные частоты колебаний. Сигналы с выхода интегрирующих усилителей 3 и ступают на входы преобразователя 4 вектора координат, выходные сигналы которого имитируют реакцию объекта виброиспытаний нэ приложенные силы, Это позволяет включать такой имитатор вместо объекта испытаний в контур системы управления во время ее наладки и проверки, что исключает аварии и экономит ресурс дорогостоящего оборудования вибрационного испытательного комплекса. Упрощение настройки основных динамических характеристик имитатора объясняется тем, что за счет введения преобразователей вектора сил и вектора координат работа имитатора описывается уравнениями Aq(t) + В q(t) + С ц() = g-q(t), вектор сил, приложенных к объекту, вектор реакции объекта; вектор обобщенных координат; диагональная матрица, определяющая коэффициенты передачи интегросуммирующих и интегрирующих усилителей; матрица, определяющая коэффициенты передачи в блоке об.ратных связей с выходов на входы интегросуммирующих усилителей и за-. дающая демпфирование колеб аний: диагональная матрица, каждый элемент которой при 1578502 фиксированной матрице А определяет частоту коле" баний только по одному каналу (тону). Таким образом, преобразователь вектора сил выполняет операцию умноТ жения матрицы Ч„на вектор сил f, а преобразователь вектора координат— умножение матрицы g на вектор q обобщенных координат, причем коэффициенты матриц численно равны проекциям собственных форм колебаний на направление действия сил и оси измерений реакции. Составитель Ю.Круглов Редактор А„Ревин Техред Л.Олийнык Корректор Н,Ревская 3 ах аз 1907 Тираж 4 19 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 Таким образом, преобразователи 1 и 4 векторов сил и координат задают требуемые коэффициенты форм колебаний, а в блоке 5 обратных связей изменением коэффициентов передачи раздельно регулируются собственные частоты, что сокращает время настройки динамических характеристик имитатора и повышает производител.ность проводимых виброиспытаний на прочность. Формула изобретения Имитатор объекта вибрационных испытаний, содержащий многоканаль5 ный аналоговый вычислитель, каждый канал которого выполнен в виде после до в ател ьно соединенных инте гро сужи. рующего усилителя с двумя входами и интегрирующего усилителя, и блок обратных связей, первая группа входов которого соединена с выходами интегросуммирукщих усилителей, вторая группа входов - с выходами интегри" рующих усилителей, а выходы — с перными входами соответствующих интегро суммирующих усилителей, о т л и— ч аю щи и с я тсм, что, сцелью-, повышения производительности за счет сокращения времени настройки, он снабжен преобразователем вектора сил t выходы которого соединены с вторыми входами соответствукщих интегросуммирующих усилителей, а входы представляют собой входы имитатора, и преобр зователем вектора координат, входы rcî-, торого соединены с выходами соответствующих интегрирующих усилителей, а выходы представляют собой выходы имитатора.
