Система управления вибростендом

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву te 491932 (22) Заявлено 1406.79 (21) 2782280/18-.24 (53)М. КЛ.

G 05 8 19/02

G 05 0 19/00 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по депам изобретений и открытий

Опубликовано 23.0681. Бюллетень No 23

Дата опубликования описания 250681

Ю)МК 621.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.E. Божко, В.И. Савченко, В.A. Пушня и В.П.,Шпачук. ( (71) Заявитель

Институт проблем машиностроения АН Украинской CCP (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВИБРОСТЕНДОМ где Ах амплитуда сигнала з адающего устройства; общий коэффициент передачи управляющего устройства и вибростенда на частоте виброиспытаний w. к(jw) Изобретение относится к автоматическому регулированию, в частности к системам управления экспериментальными установками, и предназначено

5 для испытаний приборов и машин на электродинамическом вибрационном стенде.

По основному авт. св.. 9 491932 известна система управления вибро- 10 стендом, содержащая датчик вибраций, .соединенный через усилители со входом усилителя обратной связи, последовательно соединенные задающее устройство, элемент сравнения и управ- 15 ляющее устройство, соединенное с .вибростендом, фазовый ключ, фильтр, фазосдвигающий блок и два формирователя, вход одного из которых подключен к выходу задающего устройства, 2Q вход другого — к выходу усилителя, а выходы обоих формирователей подключены к соответствующим входам фазового ключа, выход которого через фильтр связан с одним из входов фа- 25 зосдвигающего блока, с другим входом. которого соединен выход усилителя обратной связи, а выход — с соответствующим входом элемента сравнения (1);

В известной системе для повышения точности воспроизведения вибрации и улучшения условий устойчивости устранен сдвиг по фазе между сигналами, поступающими на элемент сравнения, выходной сигнал которого преобразуется управляющим устройством в сигнал управления вибростендом. Следовательно, для формирования сигнала управления вибростендом требуется наличие выходного сигнала элемента сравнения. Однако, наличие выходного сигнала элемента сравнения обуславливает отличие амплитуд сигналов задающего устройства и усилитеЛя, что приводит к зависящей от частоты виброиспытаниЯ ошибке по амплитуде между сигналами задающего устройства и усилителя, которая определяется выражением

1 д -" 1. ()! (1) S4OeO3

Цель изобретения — повышение точности воспроизведения вибраций, т.е. точности системы.

Пбставленная цель достигаетсн тем, что в систему управления вибростендом введены последовательно соединенные дополнительный элемент сравнения, фа-, зовый детектор, группа ключевых элементов, интегратор и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, второй вход которого подключен к выходу задающего устройства, ко второму входу фазового детектора и к первому входу дополнительного элемента сравнения, а выход — к соответствующему входу элемента сравнения, причем второй вход дополнительного элемента сравнения подсоединен, к выходу фазосдвигающего блока.

На чертеже представлена блок-схема системы.

Система содержит задающее устрой- . ство 1, усилитель 2 с регулируемым коэффициентом усиления, имеющий преобразующий 3 и управляющий 4 входы, элемент 5 сравнения, управляющее устройство 6, вибростенд 7 с испытуемым объектом, датчик 8 вибраций, усилитель 9, устройство 10 для корректировки фазы, дополнительный элемент 11 сравнения, фазовый детектор

12, ключевой элемент 13 с управляющим 14 и преобразующим 15 входами, ключевой элемент 16 с управляющим 17 и преобразующим 18 входами, интегратор 19, фазосдвигающий блок 20, усилитель 21 обратной связи, фильтр 22, фазовый ключ 23 и формирователи 24 и 25.

Система работает следующим образом.

Гармонический сигнал х (t) с устройства 1 через усилитель 2 поступает на элемент 5, где сравнивается с выходным сигналом z (t) устройст4 ва 10. Сигнал рассогласования Еq(t) поступает на устройство 6, которое преобразует его в сигнал управления вибростендом 7. Колебания испытуемого объекта, установленного на платформе вибростенда, преобразуются с помощью датчика 8 в электрический сигнал, который усиливается усилителем 9. Выходной сигнал у(t) усилителя 9, являющийся одновременно и выходным сигналом у(t) системы, через устройство 10 поступает на элементы 5 и 11.

В устройстве 10 происходит корректи ровка фазы сигнала у(с) без изменения его амплитуды таким образом, что устраняется сдвиг по фазе между сигналами z(t) и x(t). Начальный коэффициент передачи усилителя 2, равный единице, устанавливается при отключенных от интегратора 19 элементах 13 и, 16 при помощи опорного напряжения V, поступающего на вход 26 задания начальных условий интегратору 19. В таком случае установившееся значение ошиб° ки по амплитуде системы между сигналами x(t) и у(t) (амплитуды сигналов

z<(t) и у (t) равны) равно амплитуде сигнала Е (t) и определяется выражением (1). Ошибка эта зависит от частоты виброиспытаний. и всегда отлична от нуля. Полное устранение ошибки по амплитуде между сигналами x(t) и у(С) возможно подключением элементов 13 либо 16 ко входам интегратора 19.

В этом случае коэффициент усиления усилителя 2 регулируется либо в сторону увеличения, либо в сторону уменьшения от значения единицы в зависимости от амплитуды ошибки Eg(t)

= х(t) - z<(t). Так как фазы сигналов х(с) и z (t) совпадают, то при

Ax > Az< (Az — амплитуда сигнала

z (t) ), совпадают также фазы сигналов E (t) x(t) (сигнал л (t) поступает на вычитающий вход элемен20 та 11), а при Ax C Az< фазы сигналов

Е (с ) и x (t ) отличаются на 180 о. При

Ах = Az выполняется условие Е (t) =О.

Выходной сигнал z<(t) детектора 12 при подаче на его входы сигналов

Е (t) и x(t) положительный при Ax )

)А, так как фазы сигналов Ez(t) и

x(t) совпадают, отрицательный при

Ax < А и равен нулю. при Ах = Azq.

При z<(с) ) 0 срабатывает элемент 13

30 и ко входу интегратора 19 подключается напряжение (>п, поступающее на вход 15 элемента 13. Выходной сигнал V>„< интегратора 19 уменьшается. Уменьшение напряжения V q на входе 4 усилителя 2.способствует увеличению коэффициента усиления усилителя 2, что вызывает увеличение амплитуды сигналов у(с), z<(с). Уменьшение напряжения V>z> происходит до тех пор, пока амплитуды сигналов х(t) и z (t) не сравняются. В этом случае вйполняется соотношение Е (с)=

О,z (t), а элемент 13 отключает напряжение Vo„ от входа интегратора 19. При z (t) < 0 ко входу инте45 гратора.19 подключается +Ч „, поступающее на вход 18 элемейта 16, что вызывает увеличение напряжения

Vó p, уменьшение коэффициента усиле- нйя усилителя 2,, уменьшение амплитуд сигналов у (t), z< (t) z Е (с) . В обоих случаях автоматическим регулированием коэффициента усиления усилителя 2 обеспечивается стремление Е (t) к нулю.

Таким образом, полностью устраняется ошибка по амплитуде между сигналами x (t ) и у (t ) .

Использование в системе управления вибростендом вновь введенных элементов с укаэанными связями выгодно отличает предлагаемую систему управления вибростендом от известной системы, так как она позволяет существенно повысить .точность воспроизведения вибраций.

840803

Формула изобретения

Составитель H. Капокольцов

Редактор Н. Лазаренко Техред 3. Фанта Корректор >- Пожо

Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

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

Заказ 4761/67

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Система управления вибростендом по авт. св. В 491932, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности системы, в нее введены последовательно соединенные дополнительный элемент сравнения, фазовый детектор, группа ключевых элементов, интегратор и усилитель с регулируеьаам коэффициентом усиления, второй вход которого подключен к выходу задающего устройства, ко второму входу фазового детектора и к .первому входу дополнительного элемента сравнения, а выход — к соответствующему входу элемента сравнения, причем второй вход дополнительного элемента сравнения подсоединен к выходу фазосдвигающего блока..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.1. Авторское свидетельство СССР

В 491932, кл. G 05 В 19/02, 1974 (прототип).