Электродинамический вибратор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11835528

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. сеид-ву —. (53)М. КлЗ (22) Заявлено 119779 (21) 2795872/18-10

/ с присоединением заявки ¹-В О6 В 1/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

РЯБ 534.232 (088.8) Опубликовано 07068) бюллетень 89 21

Дата опубликования описания 070681 (22) Авторы изобретения

А.Е.Божко и И.Д.Пузько

Институт проблем машиностроения AH Укра (23) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР !

Изобретение относится к,вибрационной технике, а именно к электродинамическим возбудителям колебаний, -и может найти применение в качестве источника механических колебаний в стендах для виброиспытаний и модели- . рования.

Известны электродинамические .виб- . раторы с обмотками подмагничивания и подвижной цилиндрической катушкой

C1J. Однако они имеют собственные резонансы в рабочем диапазоне частот, что ограничивает их возможности.

Известно устройство, содержащее дополнительно введенные корректирующие цепи в обратной связи, что позволяет получить приближенно постоян-. ную частотную сарактеристику в некотором частотном диапазоне и лишь для гармонических колебаний 2, Наиболее близким по своей технической сущности является электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с обмоткой подмагничивания, подвижную катушку с обмоткой возбуждения, задающий генератор, два блока дифференцирования, содержащие после-. довательно.соединенные сумматор, уси-. литель мощности, виброизмерительный преобразователь перемещения катушки и блок обратной связи, вход которого подключен к выходу ниброизмерительного преобразователя перемещения подвижной катушки, а выход — к сумматору Pj.

Недостатком этого устройства. является недостаточная точность отработки вибратором задающего воздействия, обусловленная непостоянством его динамических характеристик.

Целью изобретения является повышение точности отработки задающего воздействия. . Поставленная цель достигается тем, что электродинамический вибратор снабжен тремя блоками сравнения, тремя функциональными преобразователями, тремя блоками формирования коэффициентов суммирования с регулируемыми коэффициентами передачи, тремя выпрямителями, тремя сглаживающими фильтрами, тремя усилителями с регулируемым коэффициентом передачи, двумя дополнительными блоками дифференцирования, а также тремя каналами обратной связи по перемещению, скорости и ускорению соответственно, выходы каждого из которых подключены к одному входу соответствующих блоков сравнения, к другим входам которых под835528 довательно соединенные блоки дифференцирования 5, 6 и блок 37 формирования коэффициента суммирования.

Выход сумматора 10 подключен через усилитель 3 мощности к обмотке подвижной катушки возбуждения вибратора 1.

Выход виброизмерительного преобразователя перемещения 2 подключен

65 ключены через последовательно соеди- . ненные усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, выпрямитель и сглаживающий фильтр соответственно выходы задающего генератора, первого и второго блоков дифференцирования, при этом выход каждого из блоков сравнения подключен через соответствующие функциональные преобразователи к первым входам блоков формирования коэффициента суммирования, вторые входы которых соединены соответствен- 1О но с выходом задающего генератора, первого и второго блоков дифференцирования, а выходы блоков формирования коэффициента суммирования — с первым, вторым и третьим входами сум- 15 матора, причем вход канала обратной связи по ускорению подключен к выходу виброизмерительного преобразователя перемещения через два дополнительных последовательно соединенных 2О блока дифференцирования, выход первого из которых подключен ко входу канала обратной связи по скорости, а его вход — ко входу канала обратной связи по перемещению.

Кроме того, каждый из каналов обратной связи состоит из последовательно соединенных согласующего,усилителя, выпрямителя, сглаживающего. фильтра.

На чертеже представлена структурная схема вибратора.

Электродинамический вибратор состоит из подвижной катушки и обмотки

1 возбуждения, виброизмерительиого преобразователя 2 перемещения подвижной катушки, усилителя 3 мощности, задающего генератора 4, блоков дифференцирования 5 — 8, блока обратной связи 9 для коррекции нулевого положения подвижной системы вибратора, 40 сумматора 10, согласующих усилителей

11 " 13, выпрямителей 14 — 19, сглаживающих фильтров 20 - 25, усилителей 26 — 28 со стабильными и регулиРуемыми коэффициентами передачи, бло- 45 ков 29 — 31 сравнения, функциональных преобразователей 32 — 34, блоков

35 — 37 формирования коэффициентов суммирования.

Выход задающего генератора 4 подключен к третьему входу сумматора 10 через блок 35 формирования коэффициента суммирования, ко второму входучерез последовательно соединенные блок дифференцирования 5 и блок 36 формирования коэффициента суммирования, а к первому входу — через послечерез блок обратной связи 9 к четвертому входу сумматора 10, а к первому входу блока сравнения 29 — через последовательно соединенные согласующие усилитель 11, выпрямитель 14, сглаживающий фильтр 20, образующим канал обратной связи по перемещению, к первому входу блока сравнения 30 через последовательно соединенные блок дифференцирования 7, согласующий усилитель 12, выпрямитель 15, сглаживающий фильтр 21, последние три блока образуют канал обратной связи по скорости; к первому входу блока сравнения 31 — через последовательно соединенные блоки дифференцирования 7,6,8, согласующий усилитель 13, выпрямитель 16, сглаживающий фильтр 22, последние три блока также образуют канал обратной связи по ускорению.

Выход задающего генератора 4 подключен ко второму входу блока сравнения 29 через последовательно соединенные усилитель 26 со стабильным и регулируемым коэффициентом передачи, выпрямитель 17, сглаживающий фильтр 23, ко второму входу блока сравнения 30 — через последовательно соединенные блок дифференцирования

5, усилитель 27 со стабильным и регулируемым коэффициентом передачи, выпрямитель 18, сглаживающий фильтр

24; ко второму входу блока сравнения 31 — через последовательно соединенные два блока дифференцирования

5 и 6, усилитель 28 со стабильными регулируемыми коэффициентом передачи, выпрямитель 19, сглаживающий фильтр 25.

Выходы блоков 29, 30 и 31 сравнения подключены соответственно через фУнкциональные преобразователи 32, 33 и 34 к управляющим входам блоков

35, 36 и 37 формирования коэффициентов суммирования.

Питание подвижной катушки 1 вибратора осуществляется от усилителя 3 мощности. Перемещение подвижной катушки определяется взаимодействием магнитного .поля тока, протекающего через ее обмотку, и магнитного поля катушки подмагничивания и описывается уравнением

mp-x+hpx+cx=F, (1) где 4

p--- — символ дифференцирования;

dt

m — - масса подвижной системы;

x - положение подвижной системы; с — жесткость подвески подвижной системы;

h - коэффициент демпфирования;

F — электромагнитная сила, действующая на подвижную систему вибратора.

Сигнал с выхода задающего генератора 4 после формирования с по835528 мощью блоков 5, б, 35, 36, 37 и 10 равен

"й= (гг Р К„ - Р+К or ) "г ° (2) где Кр-, К„г, K „ — коэффициенты суммирования, формируемые соответст-, венно блоками 35, 36 и 37.

U - сигнал управления.

При условии равенства коэффициентов при одинаковых степенях Р в выражениях (1) и (2) должно быть обеспечено соответствие моментного положения подвижной системы вибратора 1 моментному значению сигнала управления х=u, (3)

Электродинамический вибратор работает следующим образом.

Сигнал управления поступает с выхода сумматора 10 через усилитель мощности на вибратор.

Сигнал с выхода задающего генератора 4 после прохождения через усилитель 26 со стабильным и регулируе- 20 мым коэффициентом передачи, выпрямления и фильтрации блоками 17 и 23 сравнивается в блоке 29 с сигналом, поступающим с выхода виброизмерительного преобразователя 2 через согла- g5 сующий усилитель 11, выпрямитель 14 и сглаживающий фильтр 20. При наличии сигнала на выходе блока 29 сравнения (при неравенстве сигналов, поступающих на его входы) блок 32 изменяет коэффициент передачи блока 35 в направлении уменьшения сигнала рассогласования на. выходе блока 29.

Таким же образом функционируют блоки 33 и 34 при наличии сигналов рассогласования на выходах блоков сравнения 30 и 31.

Установка начальных значений коэффициентов суммирования, задаваемых блоками 35, 36 и 37, производится изменением коэффициентов передачи 4О усилителей 26, 27 и 28 со стабильными регулируемыми коэффициентами усиления. .Подстройка коэффициентов передачи блоков 35, 36 и 37 производится при изменении параметров а, h, с объекта управления (вибратора), входящих в уравнение (1).

Устройство повышает точность отработки задающего воздействия путем 50 коррекции коэффициентов передачи блоков формирования коэффициентов суммирования.

55 формула изобретения

1. Электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с.обмоткой подмагничивания, подвижную катушку с обмоткой возбуждения, задающий гене- бО ратор, два блока дифференцирования, соединенные последовательно, сумматор, усилитель мощности, виброизмерительный преобразователь перемещения подвижной катушки и блок обратной связи, вход которого подключен к выходу виброизмерительного преобразователя перемещения подвижной катушки, а выход — к сумматору, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности отработки задающего воздействия, он снабжен тремя блоками сравнения, тремя функциональными преобразователями, тремя блокайи формирования коэффициентов суммирования с регулируемыми коэффициентами передачи, тремя выпрямителями, тремя сглаживающими фильтрами, тремя усилителями с регулируемым коэффициентом передачи, двумя дополнительными блоками дифференцирования, а также тремя каналами обратной связи по перемещению скорости и ускорению соответственно, выходы каждого из которых подключены к первому входу соответствующих блоков сравнения, ко вторым входам которых подключены через последовательно соединенные усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, выпрямитель и сглаживающий фильтр соответственно выходы задающего гене-. ратора, первого и второго блоков дифференцирования, при этом ьыход каждого из блоков сравнения подключен через соответствующие функциональные преобразователи к первым входам блоков формирования коэффициента суммирования, вторые входы которых.соединены соответственно с выходами задающего генератора, первого и второго блоков дифференцирования, а выходы .блоков формирования коэффициентов суммирования — с первым, вторым и третьим входами сумматора, причем вход канала обратной связи по ускорению подключен к выходу виброизмерительного преобразователя перемещения через два дополнительных последовательно соединеНных блока дифференцирования, выход первого из которых подключен ко входу канала обратной связи по скорости, а его выход — ко входу канала обратной связи по перемещению.

2. Электродинамический вибратор по и. 1, отличающийся тем, что каждый из каналов обратной связи состоит из последовательно соединенных согласующего усилителя, выпрямителя и сглаживающего фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 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.

835528

Составитель О.Петров

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

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", r. Ужгород, ул. Проектная, 4