Система управления вибростендом

 

А.Е.Божко, В.И.Савченко, В.П.Шпачук:и О.Ф.Пол (72) Авторы изобретения

"нститут проблем машиностроения АН Украийской::.ь:

ССР

"—.ъь,, (7l ) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВИБРОСТЕНДОМ

Изобретение относится к области автоматического регулирования, в частности к системам управления экспериментальными установками, и предназначено для испытаний. приборов и машин на электродинамическом вибрационном стенде.

По основному авт.св. У 491932 известна система управления еибростен-,, дом, содержащая датчик вибраций, соединенный через усилитель со входом усилителя обратной связи, и последовательно соединенные задаа цее устройство,. элемент сравнения и управляющее устройство, соединенное с виб15 .ростендом, и фазовый ключ, фильтр, фазосдвигаащий блок и два формирователя, вход одного из которых под ключен к выходу задающего устройства, вход другого - к выходу усилите26 ля, а выходы обоих формирователей подключены к соответствующим входам фазового ключа, выход которого через фильтр связан с одним из входов ha2 зосдвигающего блока, с другим входом которого. соединен выход усилителя обратной связи, а выход - с соответствующим,:входом элемента сравнения jl) .

Однако в известной системе для по". вышения точности воспроизведения вибраций и улучшения условий устойчивости системы устранен сдвиг по фазе между сигналами, поступающими на элемент сравнения. Выходной сигнал элемента сравнения преобразуется уп-, равляющим устройством в сигнал ynpahления. Следовательно, для формнро" вания сигнала управления вибростендом требуется наличие выходного сигнала элемента сравнения. Однако наличие выходного сигнала элемента сравнения обуславливает отличие амплитуд сигналов задающего устройства и усилителя, так как амплитуда выходного сигнала устройства корректировки фазы равна амплитуде выходного сигнала усилителя. Таким образом, в известной системе всегда будет иметь

3 9419 мес1о зависящая от частоты виброиспытаний ошибка по амплитуде между сигналами задающего устройства, которая определится выражением у + г „у где A - амплитуда сигнала задающего уст ройст ва;

К ()43) - общий коэффициент передачи управляющего устройства и вибростенда на частоте виброиспытаний, Цель изобретения - повышение точности системы.

Поставленная цель достигается тем, 1З что в систему введены генератор импульсов и последовательно соединен-, ные второй фазосдвигающий блок, формирователь импульсов, группа элементов И, реверсивный счетчик, ключ и усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, второй вход которого подключен к выходу задающего устройства, а выход - ко второму входу элемента сравнения, вторые входы эле- 2S ментов И группы соединены с выходом . енератора импульсов, а управляющий вход ключа - со вторым выходом формирователя импульсов, второй вход которого подключен к выходу задающего ЭО устройства, причем выход первого фа" зосдвигающего блока соединен со входом второго фагосдвигаащего блока.

- На фиг.1 показана блок-схема системы; на фиг.2 - диаграмма ве работы.

Система содержит задающее устройство 1, усилитель 2 : регулируемым коэффициентом передачи, имеющий входы

3 и 4, элемент 5 сравнения, управляющее .устройсл:зо 6, вибростенд у (совместно с регулируемым объектом), датчик 8 вибраций, установленный на испыт емом объекте, усилитель 9, усилитель 10 обратной связи, вто" рой фазосдвигающий блог 1 1, формирователь 12 импульсо, имеющий выходы

13, 14 и 15, генератор 16 импульсов, группу эпементов И 17 и 18, реперсивный счетчик 19, имеющий суммирующий

20 и вычитающий 21 входы, ключ 22, первый Фазосдвигающий блок 23, фильтр

24, Формирователи 25 и 26, Фазовый ключ 27 и ;- стройство 28 для корректировки фазы.

Система работает следующим обра- Ы

:-oM

: Гармонический сигнал x(t) с устройства 1 через усилитель 2 поступа"

33 ф ет на элемент 5, где сравнивается с выходным сигналом л(й) устройства

28. Сигнал. рассогласования Е (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 y(t) усилителя 9, являющийся одновременно и выходным сигналом системы, через устройство 28 поступает на элемент 5 и блок 11. В устройстве 28 происходит корректировка фазы сигнала y(t) без изменения его амплитуды таким образом, что устраняется сдвиг по фазе между сигналами z(t) и x(t) Начальный коэффициент передачи усилителя 2 устанавливается равный единице. При разомкнутом состоянии ключа 22 установившееся значение ошибки по амплитуде системы управления вибростендом между сигналами

x(t) и y(t) (амплитуды сигналов z(t) и y(t) равны) равно амплитуде сигнала E (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 y(t) возможно подключением ключа 22 к цифровому управляющему входу 4 усилителя 2. В этом случае коэффициент передачи усилителя 2 регулируется либо в сторону увеличения, либо в сто- рону уменьшения от значения единицы в зависимости от соотношения амплитуд сигналов x(t) и 2(й). При А >А коэффициент передачи увеличивается г(сигнал v .увеличивается), при А А.умгньшается (сигнал v уменьшается), а при А„А регулирование коэффициента передачи прекращается (сигнал v> const) . Указанные изменения сигнала.. Указанные изменения сигнала ч происходят следующим обра9 зом. В соответствии с Фиг.2 при А„(А продолжительность t< импульса А всегда меньше продолжительности с импульса В. Импульсы А и В вырабатываются формирователем 12 на выходах

13 и 14 соот ветст венно. При А„р А получим t<>t<. Импульсы А и В, следующие во времени друг за другом, поступают соответственно на элемен1

Формула изобретения

5 . 94193 ты И 17 и 18. При этом элемент 17 подключает генератор 16 к суммирующему входу 20 счетчика 19, а згемент

18 подключает генератор 16 к вычитающему входу 21 счетчика 19. Если

t< t<, то код счетчика 19 будет уменьшен, так как число импульсов, поступивших íà вход 20 меньше числа импульсов, поступивших на вход 21.

Если t<>t<, то код счетчика 19 бу1О дет увеличен, так как число импульсов, поступивших на вход 20, будет больше числа импульсов, поступивших на вход 21. Если „ -t<, то код счетчика 19 после прохождения обоих импульсов не изменится, так как число импульсов, поступивших на сумми, рующий 20 и вычитающий 21 входы, будет одинаково. Ключ 22 подключает выход счетчика 19 к управляющему вхо- 2О ду 4 усилителя 2 после прохождения (заднего фронта) импульса В (фиг.2) и отключает счетчик 19 от входа 4 усилителя 2 передним Фронтом импульса А. Сигналы управления ключом 22

1 снимаются с выхода 15 Формирователя

12. Регулированием коэффициента передачи усилителя 2 автоматически обеспечивается равенство t<=t>, Ах=А .

Таким образом., полностью устраняется ошибка по амплитуде между сигналами

x(t), z(t) и у().

Использование предложенной системы повышает точность виброиспытаний, 3 что повышает достоверность определяемых в процессе испытаний показателей вибропрочности и виброустойчивости испытуемых объектов.

Система управления вибростендом по авт.св. и 4919-32, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности системы, в нее введены генератор импульсов и последовательно соединенные второй фазосдвигающий блок, формирователь импульсов, группа элементов И, реверсивный счетчик, ключ и усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, второй вход которого подключен к выходу задающего устройства, а выход — к второму входу элемента сравнения, вторые входы элементов И группы соединены с выходом генератора импульсов, а управляющий вход ключас вторым выходом формирователя импульсов, второй вход которого подключен

I к выходу задающего устройства, причем выход первого фазосдвигающего блока соединен с входом второго фазосдвигающего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 491932, кл. 0 05 В 19/02, G 05 0 19/00, 1974 (прототип).