Устройство для формирования сигнала управления нагружением при ресурсных испытаниях конструкций

Устройство для формирования сигнала управления нагружением при ресурсных испытаниях конструкций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к экспериментальной технике и может использоваться для прочностных испытаний конарукций, их элементов и образцов материалов. Цель изобретения - повышение точности устройства при воспроизведении заданных нагрузок. Устройство содержит программный задатчик 1, регулятор 2, привод 3, датчик силы 4, дифференциатор 5, управляемый ограничитель сигнала 6, интегратор 7, эталонную модель 8, дифференциатор 9, сумматоры 10 и 11 В устройстве за счет использования эталонной модели основного . контура управления достигается подавление высокочастотных возмущений в регулирующем сигнале. 2 ил.

(1Я) SU (И) 1445441 А1 (51) 5 GO5817 02 С 65 В 11, 01

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4234210/24 (22) 22.04.87 (46) 30.1193 Бюл. Мя 43-44 (72) Карташев Ю.В.; Фурман А.В; Миодушевский ПВ. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ФОРМИРОВАНИЯ

СИГНАЛА УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЖЕНИЕМ ПРИ

РЕСУРСНЫХ ИСПЫТАНИЯХ КОНСТРУКЦИЙ (57) Изобретение относится к экспериментальной технике и может использоваться для прочностных испытаний конструкций, их элементов и образцов материалов. Цель изобретения — повышение точности устройства при воспроизведении заданных нагрузок Устройство содержит программный за— датчик 1, регулятор 2, привод 3, датчик силы 4, дифференциатор 5, управляемый ограничитель сигнала 6, интегратор?, эталонную модель 8, дифференциатор 9, сумматоры 10 и 11. В устройстве эа счет использования эталонной модели основного . контура управления достигается подавление высокочастотных возмущений в регулирующем сигнале.

2 ип.

1445441

Изобретение относится к экспериментальной технике и может использоваться для прочностных испытаний конструкций, например авиационных, и их элементов.

Цель изобретения — повышение точности устройства при воспроизведении заданных нагрузок путем повышения подавления высоко астотных возмущений в регулирующем сигнале.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 — графики изменения сигналов при типовом входном воздействии, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит программный задатчик 1, регулятор 2, привод 3, датчик силы

4, первый дифференциатор 5, управляемый ограничитель сигнала 6, интегратор 7, эталонную модель 8, второй дифференциатор

9, первый 10 и второй 11 сумматоры, источ- 20 ник опорного напряжения 12.

Устройство работает следующим образом, Сигнал Оз, соответствующий заданной нагрузке, от программного задатчика 1 по- 25 ступает на первый вход регулятора 2, где сравнивается с выходным сигналом 0 интегратора 7, пропорциональным фактическому значению нагрузки на обьекте испытаний (на структурной схеме не пока- З0 зан). Полученный сигнал рассогласования

Оф усиливается в регуляторе 2 и воздействует на электрогидравлический привод 3, выходной элемент которого (например, шток гидроцилиндра) через датчик 4 нагру- З5 жает испытываемую конструкцию, Электрический сигнал датчика 4 следит за сигналом

U3 с некоторой фазовой задержкой Лу и амплитудной ошибкой g а и раве"

Uoo - Оф+ Ug, 40 где Оф — сигнал, пропорциональный фактическому значению нагрузки;

Ue- сигнал. обусловленный воздействи8М возмущения, например действием импульсной помехи.

Этот сигнал поступает на первый дифференциатор 5, сигнал на выходе которого равен 41 =Ta +Ta>

dU dUc

dt dt .50 где Тд1 — постоянная времени дифференцирования первого дифференциатора, На вход эталонной модели 8 также поступает сигнал U>.

На входе эталонной модели 8, имитирующей работу контура управления нагружения без действия помех, образуется сигнал, равный

Ом - Оф+ Uom, где Uoe — сигнал ошибки, обусловленный неидентичностью эталонной модели и контура управления нагружением.

Выходной сигнал эталонной модели поступает на вход второго дифференциатора

9, сигнал на выходе которого равен а+ Т d Uo д2 a2 d + д2 гДе Тд2 — постоЯннаЯ вРемени втоРого дифференциатора.

В сумматорах 10 и 11 этот сигнал суммируется с сигналами от источника опорноm напряжения 12 Ь1 и -Л2, при этом на управляющие входы управляемого ограничителя 6 поступают сигналы, равные б 0ф+-Т ош +

dt a2 dt д2 1д2 + Тд2 2 °

d Аь б Оош.

dt dt

Значения сигналов Л1 и h,2 выбираются Т8К, чтобы Л1, Ь2 > Ta2 для бОЛ бt всех режимов работы устройства. В управляемом ограничителе 6 сигнал Од1 ограничивается "сверху" величиной, равной сигналу Uyt и "снизу" величиной равной сигналУ Оу2. ПРи Условии Тд1- Тд2 - Тд полУчаем б 0 ) Up

dt

Таким образом, сигнал. равный скорости изменения фактического значения наd U > грузки Тд — -, и роходит через

dt управляемый ограничитель 6 без искажения, и добавка к сигналу, вызванная помеd Ug хой и РавнаЯ Тд б, свеРхУ огРаничиваетсЯ бг до величины Тд + A>, а снизу — до б Uoe бт величины Тд — A2 . б Оош

Ф

Полученный на выходе управляемого ограничителя 6 сигнал интегрируется в интеграторе 7, выходной сигнал которого равен

О.=- — „гт,(и+ 1 би

Ти д dt Kn dt

1445441

Ue и, =u4,+

Кп

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

СИГНАЛА УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЖЕНИЕМ

ПРИ РЕСУРСНЫХ ИСПЫТАНИЯХ КОНСТРУКЦИЙ, содержащее программный задатчик, выход которого соединен с первым выходом регулятора, подключенного выходом ко входу привода, включающего датчик силы, выход которого подключен к выходу устройства и через первый дифференциатор к информационному входу управляемого ограничителя сигнала, подключенного выходом через интегратор к второму входу регулятора, а также второй дифференциатор, отличающееся тем, 30 что, с целью повышения точности устрой ства путем подавления высокочастотных возмущений в регулирующем сигнале, оно снабжено эталонной моделью, первым и вторым сумматорами и источником опорного напряжения, причем вход эталонной модели соединен с выходом программного задатчика, а выход - с входом второго дифференциатора. выход которого подключен

40 к первым входам первого и второго сумматоров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами управляемого ограничителя сигнала; выходы источника опорного напря,15 жения подключены к вторым входам первого и второго сумматоров. где Т(— постоянная времени интегрирования, d Uc (Тд — d)экстр. — — — — . М--.

Л

ОГ=32 давления помехи, d Ue где (Тд с, ) кстр. — максимальное (положись тельное или отрицательное) значение скорости изменения помехи. При условии Тд=Тт, сигнал на выходе интегратора равен

Для высокочастотного вОзмущающего воз. d UE d Ub,+b,1 даистВия (тд )э crp: ) )тд — - —, от о% — 2 т.е. Кп» 1, поэтому происходит подавление помехи в сигнале обратной связи, и, следовательно, в регулирующем сигнале.

Следует отметить, что в устройствепрототипе сигнал на выходе интегратора

1 w MUD также равен Оп = Оф+ —, но при этом

Кп максимальный коэффициент подавления помехи равен дЪ

5 1 (стт )экстР.

d Uç ()зкстр.

dU, где (— )ах тр. максимальное (положнис1с тельное или отрицательное значение скорости задающего сигнала.

Учитывая, что для всех режимов работы устройства

15 du, d uo(U+Ë

I ()„„р. I » — -- — получаем Кп » Кп, следовательно, данное

1 устройство позволяет существенно повысить точность воспроизведения заданных нагрузок путем более глубокого подавления высокочастотных возмущений в регулирующем сигнале. (56) Разинцев В.И., Волков С,В, Самонастраивающийся ЭГСП дроссельного регулирования с эталонной моделью. Вестник машиностроения, (чт 10, 1983, с. 32-33.

Авторское свидетельство СССР

N 1378629, кл. G 05 В 11/01, 1986.

1445441

Редактор

Техред M. Ìîðãåíòàë

Корректор М, Ткач

Заказ 3335

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 с