Устройство для идентификации колебательных систем

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюэ Сееетскив

Сециалистнчесмнк

Республик ов960742 (61}Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 22.06.78(21) 2631146/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 230982. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 230982

{$g1 М КУ1 3

G 0S В 23/02

Государственный комитет

СССР но делам нзобретеннй н открытий

t$3) УДК62-50 (08&. 8) (1. ° Ъ

У с

4 .Г (72) Автор изобретения

В-P.Â. Атступенас с 1л

Литовская ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственная академия

У (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕЦТИФИКАЦИИ

K0JlEBATEJlbHHX СИСТЕМ.Изобретение относится к автоматике, в частности, к испытательным приборам, и может найти применение при виброиспытаниях н исследовании нелинейных колебательных систем.

Известно устройство для определения динамических характеристик колебательных систем, содержащее датчики перемещения, скорости и ускорения, индикатор и переключатель f1 ).

Недостаток устройства состоит в том, что с его помощью получаются характеристики в виде последовательности точек по затухающим колебаниям, что делает необходимой последующую интерполяцию, связанную с дополнительной затратой времени и субъективными погрешностями.

Известно также устройство, содержащее первый и второй источники напряжения, два инвертора, коммутатор с двумя выходами; формирователь импульсов, сумматор и два блока памяти, а также делитель частоты повторения импульсов, счетчик импульсов с несколькими выходами, вычислительный блок с двумя группами входов и несколько индикаторов, а блоки памяти содержат ячейки селективной памяти t. 2).

Недостаток устройства заключается в том, что с его помощью получаются только потенциальная и диссипативная характеристики система, а возмущающий процесс предполагается известным.

Это устройство с успехом используется для исследования нелинейных колебательных систем при помощи тестового воздействия. Однако применение его весьма ограничено при исследовании сложных систем и систем с распределенными параметрами в природных условиях, так как при таких обстоятельствах сигнал датчика возмущающего усилия лишь весьма приближенно соответствует эффективному возмущающему процессу или вообще не может быть определен непосредственно при помощи датчика. Кроме того, это устройство отличается сложностью, что снижает экономичность и фактическую точность определения характеристик.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения динамических характеристик колебательных систем, содержащее сумматор, первый вход которого соединен с выходом датчика ускорения, второй вход — с выходом полигармонического генератора, выход

960742 экране осциллографа 9, обеспечивающего при таком положении переключателя 5 развертку выходного сигнала сумматора 8 по времени, по воэможности меньше отличается от нуля.

Затем устройство переводится в режим определения потенциальной характеристики, для чего переключатель 5 ставится в среднее положение, обеспечивая поступление на развертку по горизонтали осциллографа 9 сигнала, пропорционального перемещению. На блоках возведения в степень группы б устанавливаются такие коэффициенты пропорциональности, при которых петлеобразная кривая на экране осциллографа 9 сжимается и занимает горизонтальное положение, а изображающая точка пересекает ось ординат в,одном и том же месте при движении в обоих направлениях. По мере сжатия кривой масштаб развертки по вертикали увеличивается.

Для определения диссипативной характеристики переключатель 5 ставится в крайнее левое положение и на блоках возведения в степень группы

7 устанавливаются такие коэффициенты пропорциональности, при которых кривая на экране принимает аналогичную форму.

Полученные величины коэффициентов пропорциональности .блоков возведения в степень групп б и 7 — это коэффициенты разложения соответственно потенциальной и дисспативной характеристик в степенные ряды в первом .приближении. Это дает возможность. уточнить возмущающий процесс и характеристики системы путем повторения всего цикла. Он повторяется до тех пор, пока вновь полученные характеристики и возмущающий процесс будут практически совпадать с полученными во время предыдущего цикла.

Использование устройства дает возможность получить потенциальную и дисспативную характеристики системы в виде разложения их .в степенные ряды и возмущающий процесс в виде разложения его в гармонический ряд. Это очень удобно для последующего аналитического исследования колебательной системы. Точность получения коэффициентов разложений теоретически неограничена.

Практическая точность в основном зависит от технических качеств генератора и блоков возведения в степень, а также количества последних в каждой группе. Сравнительная простота устройства сводит к минимуму все другие погрешности

5 t0 же должны быть определены характерис,тики как составные части математи ческой модели идентифицируемой системы, подлежащей. последующему аналитическому исследованию, то необходимо получить аналитические выражения характеристик. Поэтому графики приходится аппроксимировать аналитическими выражениями, что увели-чивает затрату времени и труда, а также снижает точность получения аналитических выражений характеристик.

Целью изобретения является расширение функциональных воз можностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит две группы блоков возведения в степень, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, входы бло-ЗО ков возведения в степень первой группы подключены к выходу датчика перемещения, а входы блоков возведения в степень второй группы — к выходу датчика скорости. 35

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 перемещения, датчик 2 скорости, датчик

3 ускорения, полигармонический гене- 4О ратор 4, переключатель 5, группы б и

7 блоков возведения в степень с показателями, соответствующими целым числам, сумматор 8 и индикатор (например, катодный осциллограФ) 9. 45

Устройство работает по принципу последовательного приближения. Сначала в первом приближении определяется возмущающий процесс, для чего на блоках возведения в первую степень (по существу, усилителях или резисторах) устанавливаются соответствующие коэффициенты пропорциональности. На первом блоке группы б устанавливается коэффициент пропорциональности, равный квадрату резонансной частоты fcoлебательной системы, и на первом бло

Формула изобретения с первым входом индикатора, второй вход которого через переклвчатель соединен с выходами датчика перемещения и датчика скорости P$.

Недостаток устройства заключается в относительно узких функциональных возможностях, так как с его помощью получаются нелинейные составляющие характерисТик в виде графиков, а не аналитических выраженийу и в необработанном виде могут быть использованы лишь для визуальной оценки. Если ке группы 7 — в несколько раз меньший.

Коэффициенты пропорциональности остальных блоков обеих групп устанавливаются нулевыми. 69

Переключатель 5 ставится в крайнее правое положение и путем настройки полигармонического генератора 4 дос.тигаются также параметры его выходного процесса, при которых сигнал на 65

Устройство для идентификации колебательных систем, содержащее сумма960742

Составитель Г. Нефедова

Редактор О. Юрковецкая Техред 3.Палий Корректор Н. Король

Заказ 7277/55 Тираж 914 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 тор, первый вход которого соединен с выходом датчика ускорения, второй вход †.с выходом полигармонического генератора, выход - с первым входом индикатора, второй вход которого через переключатель соединен с выходами датчика перемещения и

- датчика скорости, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит две группы блоков возведения в степень, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, входы блоков возведения в степень первой группы подключены к выходу датчика перемещения, а входы блоков возведения в степень второй группы - к выходу датчика скорости.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 573798, кл. G 05 В 23/02, 16.02.76.

2. Авторское свидетельство СССР

1Q по заявке Р,2522186/18-24, кл. G 05 В 23/02, 09.09.?7

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2522187/18-24, кл. G 05 В 23/02, 09.09.77 (прототип).