Устройство для гашения колебаний упругой конструкции

 

Изобретение относится к упралению динамическими объектами, а именно к управлению объектами с присоединенными упругими элементами конструкции. Цель изобретения является повышение быстродействия устройства. Устройство содержит объект 1 управления с присоединенной упругой конструкцией 2, корпус 3 с электромагнитной катушкой, сердечник 5, прикрепленный пружинами 6 внутри катушки к противоположным стенкам корпуса, первый 7 и второй 8 акселерометры, вычислитель 9, интегратор 10, демпфер 11. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И СТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 05 В 11/01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4429839/24-24 (22) 23.05.88 (46) 23.07.90. Бюл. М 27 (72) В.В. Карагодин, А.Н. Герасимов, Ю.Н. Горелов, В.В. Дмитриев и Ю.С. Мануйлов (53) 62 50(088.8) (56) Шефер Б.Е., Хользак Х. Экспериментальное исследование модального управления упругой балкой. — Аэрокосмическая техника, 1986, t4 8. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ УПРУГОЙ КОНСТРУКЦИИ

„„5U „„1580318 А1 (57) Изобретение относится к управлению динамическими объектами, а именно к управлению объектами с присоединенными упругими элементами конструкции. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства, Устройство содержит объект 1 управления с присоединенной упругой конструкцией 2, корпус 3 с электромагнитной катушкой, сердечник 5, прикрепленный пружинами 6 внутри катушки к противоположным стенкам корпуса, первый 7 и второй 8 акселерометры, вычитатель 9, интегратор 10, демпфер 11. 1 ил.

1580318

Q (mg + molISi+

I — 1

° . (1)

+ (ml + m ) У Сй S l/Л +

= — (b(+ ml) У- Ъ y", (2)

=F 4(У "ЪХS((3) Ic P = g I» Si

1=i

+ Alo(y 4- (А(т(+ m) 3( („и (» ) 25

moy+ key+2Ñó где 1с=1 + п11; г.

1т1=П1 g + mo у — координата динамического объекта;

1 — массово-инерционный параметр динамического объекта;

Ь(— коэффициент взаимовлияния обьекта и упругого элемента;

S — обобщенная координата колебаний упругого элемента; в — частота (-го тона собственных колебаний упругого элемента; гп(— приведенная масса (-ro тона; гп(1 — масса корпуса с электромагнитной катушкой;

mo — масса сердечника;

И вЂ” логарифмический декремент затухания i-го тона;

1 — расстояние от места установки гасителя до оси вращения объекта; у — координата сердечника; с — жесткость пружин;

F — сила, создаваемая электромагнитом;

fl — число учитываемых тонов;

u — управляющее воздействие.

Изобретение относится к управлению динамическими объектами, а именно к управлению объектами с присоединенными упругими элементами конструкции.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для гашения колебаний упругой конструкции.

Устройство содержит объект 1 управления с присоединенной упругой конструкцией 2 (например, стержнем), корпус 3 с электромагнитной катушкой 4, закрепленный на свободном конце упругого элемента, сердечник 5, прикрепленный пружинами 6 внутри катушки 4 к противоположным стенкам корпуса 3, первый 7 и второй 8 акселерометры, вычитатель 9, интегратор 10 и де фер 11.

Уравнения движения объекта с присоединенным упругим элементом и с предлагаемым устройством могут быть записаны в виде

Из уравнения (2), описывающего движение упругого элемента, видно, что если создавать электромагнитом силу, пропорциональную скорости колебаний упругого элемента, т,е, и

F =KggS(l=1 то коэффициент затухания соответствующего тона увеличится и станет равным ф=0,5(— +. + ) (4)

Выбирая соответствующим образом коэффициент Кв, удается обеспечить необхо15 димое качество гашения колебаний упругого элемента. Причем коэффициент Kg следует выбирать из расчета эффективного гашения наиболее сильно влияющего на .объект тона колебаний, что позволит создать благоприятные условия для управления самим объектом. Известное устройство не позволяет достичь указанного эффекта для динамического обьекта, поскольку требует установки зле ктромагн итной катуш ки на неподвижном основании. От этого избавлено предлагаемое устройство активного гасителя.

Устройство работает следующим образом.

При приложении к объекту 1 управляющего момента упругий элемент 2 отклоняется от положения равновесия. С акселерометра 7 снимается сигнал, пропорциональный ускорению объекта, а с акселерометра 8 — сигнал, пропорциональный суммарному ускорению, вызванному управляющим моментом и упругостью присоединенного элемента 2. С выхода вычитателя 9 снимается сигнал, пропорциональный уско40 рению колебаний упругого элемента. Этот сигнал поступает на вход интегратора 10, который преобразует входной сигнал в усиленный токовый сигнал, пропорциональный скорости колебаний присоединенного упру45 гого элемента. Сигнал с интегратора 10 вызывает создание электромагнитом силы, пропорциональной скорости, приложенной к сердечнику 5, По третьему закону Ньютона такая же сила, но противоположно направ50 ленная, приложена к корпусу 3, т.е. к концу упругого элемента 2. Эта сила и способствует гашению колебаний присоединенного упругого элемента. Использование пружины 6 позволяет повысить жесткость динамического гасителя.

Формула изобретения

Устройство для гашения колебаний упругой конструкции, содержащее объект управления с присоединенной упругой конструкцией, например стержнем, на сво1580318

Составитель В. Хромов

Техред М.Моргентал Корректор А. Обручар

Редактор Н. Рогулич

Заказ 2011 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 бодном конце которой установлена электромагнитная катушка с сердечником, закрепленным в корпусе с помощью двух пружин и демпфера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него дополнительно введены первый и второй акселерометры, вычитатель и интегратор, причем первый акселерометр установлен на обьекте управления, а второй акселерометр установлен на свободном конце присоединенной упругой конструкции, выходы первого и второго ак5 селерометров подключены к первому и второму входам вычитателя, выход которого через интегратор подключен к электромагнитной катушке.