Устройство для определения динамических характеристик колебательных систем

 

пц 45О l39

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВ1,"БЕ ГЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.06.73 (21) 1938428/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.74. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 25.06.75 (51) М, Кл. О 05b 23/02

Государстввннык комитет

Соваra Министров СССР по делам изобретений . (53) УДК 621.3(088.8) и открытий (72) Авторы изобретения

В.-P. В. Атступенас, P. П. Атступенене, К. М. Рагульскис и И. Ю. Скучас

Каунасский политехнический институт (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Изобретение относится к испытательным приборам и может найти применение при виброиспытаниях и исследовании нелинейных колебательных систем.

Известны устройства для определения динамических характеристик колебательных систем, содержащие схему воспроизведения закона распределения, вход которой соединен с выходом источника входного сигнала, схему центровки, вход которой соединен с выходом схемы воспроизведения закона распределения, выходы схемы воспроизведения закона распределения и схемы центровки связаны с соответствующими входами схем воспроизведения центральных моментов и функциональный преобразователь на выходе устройства.

Недостатком известных устройств является сложность функционального преобразователя и трудность его практического осуществления. Опыт работы показал, что при достаточно большом числе учитываемых центральных моментов практически невозможно построить схему функционального преобразователя. Достаточная точность может быть достигнута и при учете только центральных моментов четного порядка не выше четвертого.

В этом случае для увеличения точности определения несимметричных характеристик можно определять не всю характеристику сразу, а положительную и отрицательную ее ветви в отдельности по закону движения при положительном и отрицательном знаке.

С целью упрощения устройства оно содержит блок возведения в квадрат и два блока деления, выход первого из которых связан с первым входом функционального преобразователя, а вход делимого первого блока деления соединен с выходом блока возведения в квадрат, выход схемы воспроизведения центрального момента второго порядка подключен ко входу блока возведения в квадрат и входу делимого второго блока деления, выход схемы воспроизведения центрального мо15 мента четвертого порядка связан со входами делителей обоих блоков деления; блок извлечения корня и два блока умножения, соединенные последовательно, причем выход второго блока деления соединен со входом бло20 ка извлечения корня, выход второго блока умножения связан со вторым входом функционального преобразователя; источник линейного сигнала и источник напряжения, гропорционального амплитуде, выход которогс

25 подключен ко второму входу первого блока умножения, а выход источника линейногс сигнала связан со вторым входом схемь центровки, вторым входом второго блока ум ножения и третьим входом функционального

30 преобразователя.

450139

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Блок-схема состоит из схемы 1 воспроизведения закона распределения, вход которой соединен с источником входного сигнала 2; источника линейного сигнала 3; схемы центровки 4, первый вход которой соединен с выходом схемы 1, а второй — с выходом источника 3; схем 5 и 6 воспроизведения центральных моментов второго и четвертого порядка соответственно, первые входы которых соединены с выходом схемы 1, а вторые— с выходом схемы 4; схемы формирования промежуточных функций 7, входы которой соединены с выходами блока 3 и схем 5 и 6; функционального преобразователя 8, входы которого соединены с выходами блока 3 и схемы 7, и выхода 9. Схема формирования промежуточных функций 7 состоит из блока возведения в квадрат 10, блока деления ll„ второго блока деления 12, блока извлечения квадратного корня 13, источника напряжения, пропорционального амплитуде 14, блока умножения 15 и второго блока умножения 16.

Функциональный преобразователь состоит из блока 17 функции Fp(n), выражающей зависимость среднего значения силы от амплитуды, блока 18 функции в(а), выражающей зависимость отношения центральных моментов четвертого и второго порядка от амплитуды, блока умножения 19 с выходом 20, блока 21 функции д (а), выражающей зависимость коэффициента линеаризации от амплитуды, второго блока умножения 22 с выходом 23 и сумматора 24, выход которого (и в то же время функционального преобразователя и всего устройства) обозначен цифрой 9.

Устройство работает следующим образом.

На вход схемы воспроизведения закона распределения 1 подается сигнал, пропорциональный незатухающему закону движения

К(Г), а на выходе получается сигнал, пропорциональный закону распределения со (К), который подается на первые входы схем воспроизведения центральных моментов 5, 6 и схемы центровки 4, на второй вход которой подается выходной линейный сигнал блока 3, а на выходе получается сигнал, пропорциональный центрированному закону движения, который подается на вторые входы схем 5 и

6. На выходе схемы 5 получается сигнал, пропорциональный дисперсии Д, а на выходе о схемы 6 — моменту четвертого порядка М,.

Оба эти сигнала, наряду с линейным сигналом блока 3, подаются в схему формирования промежуточных функцией, а именно, выходной сигнал схемы 5 подается на входы блоков возведения в квадрат 10 и второго блока деления 12, а выходной сигнал схемы 6 — на вторые входы блока 12 и первого блока деления 11, на первый вход которого подается выходной сигнал блока 10, а на выходе получается промежуточная функция е, представляющая собой отношение N,/Ä . Выходной сигнал блока 12 подается в блок извлечения

1 с.

20 .

30

45

+ К9 К з1@ и на выходе блока 21 получается сигнал, пропорциональный искомой характеристике

Р;(К). Если на вход схемы 1 подается сигнал, пропорциональный колебательному смещению К(1), то на выходе 9 получается сигнал, пропорциональный потенциальной характеристике Fz(y), а если подается сигнал, пропорциональный колебательной скорости К(1), то получается сигнал, пропорциональный демпфирующей характеристике F<(g)

Предмет изобретения

Устройство для определения динамических характеристик колебательных систем, содержащее схему воспроизведения закона распределения, вход которой соединен с выходом

60 б5 квадратного корня 13, выход которого соединен с первым входом блока умножения 15, на второй вход которого подается выходное напряжение блока 14, пропорциональное амплитуде колебательного процесса. Выходной сигнал блока 15 подается в блок умножения 16, на второй вход которого подается линейный сигнал из блока 3, а на выходе получается сигнал, пропорциональный промежуточной функции где C; — коэффициент из выражения центрального момента i-го порядка Мо = С,а .

Обе промежуточные функции, наряду с линейным сигналом блока 3, подаются на входы функционального преобразователя 8, а именно, выходной сигнал блока 16 подается на входы всех трех функциональных блоков

17, 18 и 21 преобразователя, а выходной сигнал блока 17 — на второй вход блока 18. Выходные сигналы блоков 17 и 18 подаются на первый и второй входы первого блока умножения 19, на выходе 20 которого получается сигнал, пропорциональный четной составляющей искомой характеристики по формуле:

Р (/) (i) F

4 а выходной сигнал блока 21 — на первый вход второго блока умножения, на второй вхо., которого подается линейный сигнал блока 3, а на выходе 23 получается сигнал, пропорциональный нечетной составляющей искомой характеристики по формуле:

С

Выходные сигналы блоков 19 и 22 подаются на входы сумматора 24, где складываются по формуле:

,()= — (К) ., X +

450139

Составитель В. Васильев

Текред Т. Миронова

Редактор Л. Цветкова

Корректор И. Позняковская

Заказ 1724 12 Изд. № 1202 Тираж 782 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, яр. Сапунова, 2 источника входного сигнала, схему центровки, вход которой соединен с выходом схемы воспроизведения закона распределения, выходысхемы воспроизведения закона распределения и схемы центровки связаны с соответствующими входами схем воспроизведения центральных моментов и функциональный преобразователь на выходе устройства, о тл и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения, оно содержит блок возведения в квадрат и два блока деления, выход первого из которых связан с первым входом функционального преобразователя, а вход делимого первого блока деления соединен с выходом блока возведения в квадрат, выход схемы воспроизведения центрального момента второго порядка подключен ко входу блока возведения в квадрат и входу делимого второго блока деления, выход схемы воспроизведения центрального момента четвертого порядка связан со входамц делителей обоих блоков деления; блок из5 влечения корня и два блока умножения, соединенные последовательно, причем выход второго блока деления соединен со входом блока извлечения корня, выход второго блока умножения связан со вторым входом

10 функционального преобразователя; источник линейного сигнала и источник напряжения, выход которого подключен ко второму входу первого блока умножения, а выход источника линейного сигнала связан со вторым вхо15 дом схемы центровки, вторым входом второго блока умножения и третьим входом фу кционального преобразователя.