Электродинамический вибратор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (uI835527

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ОИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, саид-ву(22) Заявлено 11.0779 (23) 2795871/18-10 ц ggÇ с присоединением заявки NoВ 06 В 1/04

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (23) Apíîðèòåò .Опубликовано 070681 Бнзллетень Н9 21 (53) УДК 534.232 (088.8) Дата опубликования описания 070881

72) Авторы (5 4 ) ЭЛЕ КТРОДИ Н АИИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР

Изобретение относится к вибрацион ной технике и может найти применение в качестве источника механических колебаний в стендах для виброиспытаний и моделирования., Известны электродинамические вибраторы с обмотками подмагничивання и подвижной цилиндрической катушкой

31(. Однако они имеют собственные резонансй в рабочем диапазоне.чаатог, что ограничивает их воэможности.

Известно также устройство; содержащее дополнительно введенные корректирующие цепи в канале обратной связи, что позволяет получить лишь приближенно, постоянную частотную характеристику в. некотором частотном диапазоне и лишь для гармонических колебаний Г2) .

Наиболее близким из известных по своей технической сущности является электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с обмоткой подмагничивания, установленную в воз" душном зазоре магнитопровода подвижную цилиндрическую катушку,задающий генератор,два последовательно соединенных блока дифференцирования,два сумматора, усилитель мощности, блок обратной связи, при этом выход эа,2 дающего генератора подключен к первому входу второго сумматора,: ко второму и третьему. входам которого подключены соответственно выход первого и второго блоков дифференцирования (3).

Недостатком известного устройства является недостаточная точность

® совпадения моментного значения сигнала на выходе задающего генератора и моментного "положения прдвижной платформы вибратора, связанной с катушкой возбуждения, обусловленная приближенностью используемой математической модели перемещения подвижной катушки с платформой и неучтенная зависимость модели от частотного диапазона воспроизводимых сигналов.

Целью изобретения является повышение точности отработки задающего воздействия в зависимости от частотного диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что в электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с обмоткой подмагничивания, установленную в воздушном зазоре магнитопровода подвижную цилиндрическую каЗО Фушку, задающий генератор, два по"

835527 следовательно соединенных блока дифференцирования, два сумматора, усилитель мощности, блок обратной связи, измерительный преобразователь перемещения подвижной катушки, соединенный со входом первого сумматора через блок обратной связи, при этом выход задающего генератора подключен к первому входу второго сумматора, ко второму и третьему входам которо-, го подключены соответственно выход первого и второго блоков дифференцирования, введены пять ключей, два элемента ИЛИ, элемент НЕ, апериодическое звено, измерительный преобразователь положения платформы вибратора, два согласующих усилителя, фазоизмерительный блок, выпрямитель, сглаживающий фильтр, блок сравнения, источник опорного напряжения, третий сумматор, а также подключенные последовательно к двум первым блокам диффе- 20 ренцирования дополнительные три.блока дифференцирования, при этом первый ключ включен между третьим и четвертым блоками дифференцирования, а выход задающего генератора подключен к первому входу третьего сумматора, к остальным пяти входам которого подключены соответственно выходы пяти блоков дифференцироваиия, причем выход третьего блока дифференцирования подключен также к четвертому входу второго сумматора, выход второго и третьего сумматоров соответственно через второй и третий ключи подключены к двум входам первого элемента .

ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ через четвертый ключ, а ко второму через последовательно соединенные пятый ключ и апериодическое звено, выход второго элемента HJIH подключен 40 ко второму входу первого сумматора, причем выходы измерительных преобразователей положения подвижной катушки и платформы вибратора через соответствующие согласующие усилители подключены к первому и второму входам фазоизмерительного блока, выход которого через последовательно соединенные выпрямитель и сглаживающий фильтр подключен к первому входу бло- ®О ка сравнения, ко второму входу которого подключен источник опорного напряжения, кроме того, выход блока сравнения подключен к управляющим входам первого, третьего,и пятого ключей непосредственно, а к управляющим входам второго и четвертого — через элемент НЕ.

На чертеже представлена структурная схема вибратора.

Вибратор состоит из магнитопрово- 60 да с обмоткой 1 подмагничивания, подключенной к источнику 2 постоянного тока, подвижной катушки 3 с цилиндрической обмоткой, соединенной с платформой 4 вибратора для установки Я испытуемого изделия, задающего генератора 5, усилителя мощности 6, блока обратной связи 7,,трех сумматоров

8-10, пяти блоков дифференцирования

11-15, пяти ключей 16-20, двух элементов ИЛИ 21 и 22, элемента НЕ 23, апериодического звена 24, измерительных преобразователей 25 и 26 положения подвижной катушки и платформы вибратора соответственно, двух согласующих усилителей 27 и 28, фазоизмерительного блока 29, выпрямитЕля

30, сглаживающего фильтра 31, блока сравнения 32 и источника опорнога напряжения 33.

Выход задающего генератора 5 подключен непосредственно к первым входам второго 9 и третьего 10 сумматоров, ко второму, третьему и четвертому входам которых подключены соответственно выходы первого 11, второго 12 и третьего 13 блоков дифференцирования, выход четвертого блока дифференцирования 14 подключен к пятому входу третьего сумматора.10, к шестому входу которого через последовательно соединенные первый 11, второй 12, третий 13, четвертый 14 и пятый 15 блоки дифференцирования и включенный между третьим 13 и четвертым 14 блоками дифференцирования первый ключ 16 подключен выход задающего генератора 5. Выходы второго

9 и третьего 10 сумматоров соответственно через ключи 17 и.18 подключены к двум входам первого элемента

ИЛИ .21, выход которого через четвертый ключ 19 подключен к первому, а через соединенные последовательно пятый ключ 20 и апериодическое звено 24 — ко второму входу второго элемента ИЛИ 22, выход которого подключен ко второму входу первого cумматора 8, первый вход которого через блок обратной связи 7 соединен с измерительным преобразователем 25 перемещения подвижной катушки 3.

Выходы измерител йых преобразователей 25 и 26 через согласующие усилители соответственно 27 и 28 подключены к двум входам фазоизмерительного блока 29, выход которого через последовательно соединенные выпрямитель 30 и фильтр 31 подключен к одному входу блока сравнения 32, ко второму входу которого подключен выход источника опорного напряжения

33. Выход блока 32 подключен к управляющим входам ключей 16, 18 и 20 непосредственно, а к управляющим входам ключей 17, 19 — через элемент

НЕ 23.

Электродинамический вибратор работает следующим образом.

На выходе фазоизмерительного блока 29 сигнал появляется при появле нии фазового сдвига между сигналом с выхода измерительного преобразователя 25 перемещения остова подвижной

835527

Формула изобретения

Электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с обмоткой подмагничивания, установленную в воздушном зазоре магнитопровода подвижную цилиндрическую катушку, задающий генератор, два последовательно соединенных блока дифференцирования, два сумматора, усилитель мощности, блок обратной связи и измерительный преобразователь перемещения подвижной катушки, соединенный с входом первого сумматора через блок обратной связи, при этом выход задающего генератора подключен к первому входу второго сумматора, ко второму и третьему входам которого подключены соответственно выход первого и второго блоков дифференцирования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности отработки задающего воздействия в завИсимости от частотного диапазона, в него введены пять ключей, два элемента ИЛИ, элемен НЕ, апериодическое звено, измерительный преобразо-. ватель положения платформы вибратора, два согласующих усилителя, фазоизмерительный блок, выпрямитель, сглаживающий фильтр, блок сравнения, источник опорного напряжения, третий сумматор, а также подключенные последовательно к двум первым блокам дифференцирования дополнительные три блока дифференцирования, при этом первый ключ включен между третьим и четвертым блоками дифференцирования, а выход задающего генератора подключен к первому входу TpeTbeI o сумматора, к остальным пяти входам. которого подключены соответственно выходы пяти блоков дифференцирования, выход третьего блока дифференцирования подключен также к четвертому входу второго сумматора, выход второго и третьего сумматоров соответственно через второй и третий ключи подключены к двум входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ через четвертый ключ, а ко второму — через последовательно соединенные пятый ключ и апериодическое звено, выход второго элемента

ИЛИ подключен ко второму входу первого сумматора, причем выходы измерительных преобразователей положения подвижной. катушки и платформы вибратора через соответствующие согласующие усилители подключены к первому и второму входам фазоизмерительного блока, выход которого череь последовательно соединенные выпрямитель и сглаживающий фильтр подключен к первому входу блока сравнения, ко вто рому входу которого подключен источник опорного напряжения, кроме того, выход блока сравнения подключен к катушки 13 с сигналом с выхода измерительного преобразователя 26 перемещения платформы 4 .вибратора, т.e., при наличии гибкой связи между подвижной катушкой и платформой, что.характерно для высокочастотной области рабочего диапазона частот.

Принятая модель разделения частотного диапазона определяется величиной сигнала Uä с выхода источника опорного напряжения. 33. Если величина сигнала Оф с выхода фильтра 31 меньше

Ов {0 а 0 0), то принимается математическая модель вибратора, характерная для области низких частот. При Q>U< принимается математическая модель вибратора, характерная для высокочас- !5 тотной области.

При 04,<0< на выходе блока 32 сигнала нет, ключи 16, 18 и 20 разомкнуты, а ключи 17 и 19 замкнуты. Сигнал с выхода сумматора 9 через ключ 17,,gp схему ИЛИ 21, ключ 19, схему ИЛИ 22 поступает на вход сумматора 8 и далее через усилитель мощности 6 в обмотку подвижной катушки 3 вибратора. Если на выходе задающего генератора сигнал равен U, то на выходе сумматора

9 будет сигнал, определяемый соотношением

0 =0 (K r р + 4г p +К«р+Ког ) ю (1) где рО р Ur р О<- — сигналы, формируемые соответственно на выходах блоков дифференцирования 11, 12, 13; Крс

К1 -, К, Kyr — коэффициенты суммирования для сигналов, поступающих соответственно на первый, второй, третий и четвертый входы сумматора 9.

Таким образом, реализуется алгоритм функционирования вибратора х =Yr.

При наличии фазового рассогласования, определяемого соотношением

Оф) ОО, на выходе блока 32 появляется 40 сигнал. При этом замыкаются ключи

16, 18, 20 и размыкаются ключи 17, 19. В этом случае сигнал с выхода сумматора 10 через ключ 18, схему ИЛИ

21, ключ 20, апериодическое звено 24, 4 схему ИЛИ 22 поступает на сумматор

8 и через усилитель мощности 6 в обмотку подвижной катушки 3 вибратора.

На выходе сумматора 10 формируется напряжение, определяемое соотношени- о ем

02=01 < K5rp +К4 р +К р +К . р + г

+К1 p+K вг) . (2) где рО, P Ur,P Ur, р40 P 0„- сигналы соответственно на выходах блоков дифференцирования 11 — 15 Ког;- К -, 55 г ° КЪг 4г Ьт — ко ффиц енть| суммирования сигналов, поступающих соответственно на первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы сумматора 10. 60

Устройство позволяет повысить точность отработки задающего воздействия с учетом влияния частртного диапазона на структуру принятой математической модели вибратора. 61

835527

Составитель О.Петров

Редактор О.Филиппова Техред М. Голинка Корректор С.Шекмар

Ч»

Заказ 2801/1 Тираж 527 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 управляющим входам первого, третьего и пятого ключей непосредственно, а к управляющим входам второго и четвертого — через элемент НЕ.

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 403449, кл. В 06 В 1/04, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 380365, кл. В 06 В. 1/04, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

9 546386, кл. В 06 В 1/04, 1975.