Устройство для воспроизведения широкополосной случайной вибрации

 

ЙА" :

<«;. нс гене. и.; -„, ОП ИГРАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii)726506

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.01.76 (21) 2308119/18-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет-Опубликовано 05.04.80. Бюллетень №13

Дата опубликования описания 15.04.80 (51) М. Кл.2

G 05 D 19/02//

G 01 М 7/ОО

Гасударственный комитет

СССР по делим н306ритвниЙ и Цтхрмтив (53) УДК 620.178, 53 (088.8) (72) Автор изобретения

Я. С. Урецкий

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. Л. H. Туполева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО Д,ДЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

ШИРОКОПОЛОСНОЙ СЛУЧАИНОЙ ВИБРАЦИИ

Изобретение относится к области вибрационной техники, а именно к устройствам для воспроизведения широкополосной случайной вибрации, используемым при испытании изделий иа случайные вибрации.

Известны устройства для воспроизведения широкополосной случайной вибрации, в которых для задания спектра этой вибрации сигнал генератора белого шума с помощью набора полосовых фильтров разделяется на ряд частотных полос и в каждой полосе уровень сигнала генератора белого шума изменяется с помощью усилителя с управляемым коэффициентом передачи таким образом, чтобы воспроизводимый вибратором спектр широкополосной - случайной вибрации соответствовал заданному (1).

В этих устройствах формируется только спектр сигнала возбуждения вибратора, а не воспроизводимая вибрация, поэтому точность задания спектра воспроизводимой вибрации остается низкой.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для воспроизведения широкополосной случайной вибрации, содержащее последовательно соединенные генератор белого шу2 ма, сумматор, усилитель мощности и вибратор с установленным на нем виброизмерительным преобразователем, подключенным к цепям многоканальной обратной связи, каждый из каналов которой включает полосовой фильтр, подключенный к его выходу усилитель с управляемым коэффициентом передачи, выход которого подключен к одному из входов сумматора, блок сравнения, к одному из входов которого подключен источник напряжения программы, а к выходу—

10 управляющий вход усилителя с управляемым коэффициентом передачи, и измеритель дисперсии, включенный между полосовым фильтром и вторым входом блока сравнения (2) .

В этом устройстве характер обратной связи определяется фазой сигнала, подаваемого с выхода полосового фильтра на вход сумматора, которая, в свою очередь зависит от фазо-частотной характеристики вибратора с испытуемым изделием. Для реалищ зации заданного спектра широкополосной случайной вибрации необходима положительная обратная связь при коэффициенте усиления всего устройства, меньшем единицы, т. е. при отсутствии условия само726506 возбуждения системы с обратной связью.

Вибратор" с «йспытуемым изделием имеет, как правило, амплитудно- и фазо-частотные характеристики с большой неравномерностью. Кроме того, эти характеристики могут изменяться в процессе работы устройства.

Поэтому с помощью этого устройства трудно реализовать заданный с большой неравномерностью спектр широкополосной случайной вибрации прр заданной точности воспроизведения.

Цель изобретения — йовышение точ- ности воспроизведения заданного спектра широкополосной случайной вибрации.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено шаговым искателем, блоком изменяемой по величине дисперсионной задержки, вход которого подсоединен к виброизмерительному преобразователю, а выходы через контакты шагового искателя связаны со входами всех полосовых фильтров, пороговым ограничителем, вход которого подключен к выходу сумматора, и формирователем управляющего напряжения, вход которого подключен к выходу порогбвого ограничителя; à выход — K управ - ляющему входу шагового искателя.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 белого шума, сумматор 2, усилитель 3 мощности, вибратор 4 с установленным на нем виброизмерительным преобразователем 5, блок 6 изменяемой по величине дисперсионной задержки, шаговый искатель 7 с контактной группой 8 и управляющей обмоткой 9, набор полосовых фильтров 10, усилителей 11 с управляемым коэффициентом передачи, измерителей 12 дисперсии, блоков 13 сравнения, пороговый ограничитель 14 и формирователь 15 управляющего напряжения.

Генератор 1 белого шума, служащий источником широкополосного случайного сигнала, соединен через сумматор 2 и усилитель 3 мощности с вибратором 4. Виброизмернтельный преобразователь 5 подключен через блок 6 изменяемой по величине дисперсионной задержки и контактную группу

8 шагового искателя 7 ко входам всех полосовых фильтров 10, выход каждого нз которых через усилитель 11 с управляемым коэффициентом передачи подключен к од-. ному из входов сумматора 2, а через измеритель 12 дисперсии — к одному из входов блока 13 сравнения, выход которого подсоединен к управляющему входу усилителя 11, а второй вход — к источнику напряжения программы (обозначен на чертеже индексом U< .).

Устройство работает следующим образом.

Широкополосный случайный сигнал генератора 1 белого шума поступает через сумматор 2 и усилитель 3 мощности на вибратор 4. Воспроизводимая вибратором внбрация воспринимается виброизмерительным преобразователем 5, сигнал с которого через блок 6 дисперсионной задержки, величина которой определяется положением шагового искателя?, поступает на входы всех полосовых фильтров 10. Сигнал на выходе полосового фильтра 10 измеряется измерителем 12 дисперсии и в блоке 13 сравнения сравнивается с напряжением программы.

Разностное напряжение блока 13 сравнения управляет коэффициентом передачи таким образом, чтобы суммарный сигнал, снимаемый с сумматора 2, обеспечивал воспроиэведение заданного спектра широкополосного случайного сигнала. При наличии самовозбуждения в каком-либо из контуров обратной связи уровень сигнала на выходе сумматора 2 резко возрастает и при превышении некоторого заданного уровня на выходе порогового ограничителя 14 появляется импульс, который запускает формирователь 15 управляющего напряжения. На управляющую обмотку 9 шагового искателя 7 подается серия импульсов, которые заставляют контактную группу 8 переключаться до тех пор, пока не будет подобрана величина дисперсионной задержки, при которой самовозбуждение устройства отсутствует.

Введение в устройство блока изменяемой по величине дисперсионной задержки, подбор величины которой осуществляется с помощью управляемого пороговым ограничителем и формирователем управляющего напряжения шаговым искателем„приводит к тому, что на сумматоре складываются напряжения не по мгновенным значениям, а по дисперсии. При этом величина минимальной дисперсионной задержки выбирается иэ условия отсутствия корреляционной связи между сигналами1 т. е. их статической независимости. В случае, если годограф амплитудно-фазовой характеристики устройства при этом охватывает точку с координатами (-1; О), самовозбуждение устройства устраняется подбором величины задержки, при которой годограф поворачивается так, чтобы он не охв а ты вал точку (-1; О ) .

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения широкополосной случайной вибрации, содержащее последовательно соединенные генератор белого шума, сумматор, усилитель мощности и вибратор с установленным на нем виброизмерительным преобразователем, а также многоканальную обратную связь, каждый из каналов которой включает полосовой фильтр, подключенный к его выходу усилитель с управляемым коэффициентом передачи, выход которого подключен к одному из входов сумматора, блок сравнения, к одному иэ входов которого подключен источ726506

Составитель Ю. Грузов

Редактор И.Михеева Техред К. Шуфрич Корректор Н. Степ

Заказ 852/39 Тираж 956 Подписное

ЦНИ И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ник напряжения программы, а к выходу— управляющий вход усилителя с управляемым коэффициентом передачи, и измеритель дисперсии, включенный между полосовым фильтром и вторым входом блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения заданного спектра широкополосной случайной вибрации, оно снабжено шаговым искателем, блоком изменяемой по величине дисперсионной задержки, вход которого подсоединен к виброизмерительному преобразователю, а выходы через контакты шагового искателя связаны со входами всех полосовых фильтров, пороговым ограничителем, вход которого подключен к выходу сумматора, и формирователем управляющего напряжения, вход которого подключен к выходу порогового ограничителя, а выход — к управляющему входу шагового искателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 347612, кл. G 01 М 7/ОО, 19?О.

1@ 2. Авторское свидетельство СССР № 410328, кл. G 01 К 23/18, 1972 (прототип) .