Устройство для управления вибро-стендом

Устройство для управления вибро-стендом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

tuI80?208

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, сеид-ву— (22) Заявлено 2305.78 (21) 2622563/18-24 (я)м. кл. с присоединением заявки Но

G 05 В 15/00

Государственный комитет

СССР но дмам изобретений и, открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230 281 Бюллетень No 7Дата опубликования описания 230281 (53) УДК 62.50 (088. 8> (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВИБРОСТЕНЦОМ

Изобретение относится к устройствам управления виброиспытаниями. и предназначено для управления виброиспытаниями объектов с применением управляющих ЭВМ, Известны устройства управления . вибростендами, содержащие многоканальную замкнутую систему управления, работающую по.заданной программе, многоканальные анализаторы спектра, блок памяти (1), Йаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является система виброиспытаний, содержащая последовательно соединенные блок вычисления спектра сигнала, вычислителя, блок сравнения, вибростенд и первый датчик вибрации, а также вто.рой датчик вибраций, вход которого подсоединяется к объекту испытания, причем выход первого датчика вибраций соединен со вторым входом блока сравнения и вторым входом вычислителя, третий вход которого соединен с выходом второго датчика вибрации,a выход - co входом блока вычисления спектра сигнала (2), Однако в этой системе, являющейся типичным представителем центра.лизованных систем, вычислитель осуществляет как процессы задания и контроля режимов, так и сбор информации о состоянии объекта и обработ" ку данных испытаний, Это существенно 5 снижает производительность системы.

Цель изобретения — увеличение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены блок

30 записи и воспроизведения сигналов, усилитель, первый вычислительный блок и второй вычислительный блок, выход которого соединен с четвертым входом вычислителя и первым входом

15 усилителя, а первый вход — с Выходом первого вычислительного блока, вход которого соединен с выходом первого датчика вибраций, выход вычислителя соединен со вторым

20 входом второго вычислительного блока и входом блока записи и воспроизведения сигнала, выход которого соединен со вторым входом усилителя, выход которого соединен с тре25 тьим входом блока сравнения, На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит вычислитель 1 вибрационных характеристик, блок

Q0 2 вычисления спектра сигнала, блок

807208

3 сравнения, вибростенд 4 первый и второй датчики 5 и 6 вибраций, объект 7 испытаний, блок 8 записи и воспроизведения сигналов, усилителя

9, блок 10 вычисления матрицы вероятностных характеристик, блок 11 вычисления сигнала управления.

Устройство работает следующим образом.

В режиме идентификации, целью которого является получение матриц передаточных функций вибростенда 4 и объекта 7, вычислителя 1 с применением блока 2 вычисления спектра сигнала формирует скалярный случайный процесс и через цифроаналоro вый преобразователь вычислителя 1 и блок 3 сравнения последовательно подает его на вибростенд 4, Блок 3 сравнения, вибростенд 4 и первый датчик 5 вибраций образуют нормальный сервогидравлический, регулиро- 20 вочный контур, обеспечивающий соответствующее перемещение рабочего стола вибростенда 4. Назначение этого контура регулирования в ниже рассматриваемых режимах работы системы ана- 25 логично, Реакция вибростенда 4 и объекта 7, которые представляют собой выходные сигналы первого и второго датчиков 5 и 6 вибрации соответственно, поступают в вычислитель 1 через его аналого-цифровой преобразователь в промежутках между выборкой координат сформированного процесса и затем в блоке вычисления спектра сигнала

2 вычисляются их преобразования Фурье.

Вычислитель 1, используя полученные комплексные коэффициенты преобразований Фурье, вычисляет элементы искомых матриц передаточных функций.

Матрицы передаточных функций вибростенда 4 являются исходным параметром 40 для режима управления, который служит для выработки управляющих воздействий на входе вибростенда 4 при достижении заданной точности совпадения матрицы вероятностных характеристик реакции вибростенда 4 с эталонной матрицей.Последнюю определяет вычислитель 1 по заданной матрице вероятностных характеристик выходного сигнала объекта 7, рассчитанной по дан- у ным эксплуатации, и полученной в режиме идентификации матрицы его передаточных функций. В качестве заданной матрицы используют, например, матрицу спектральных плотностей. В режиме управления, используя математическую модель, отражающую зависимость между матрицей вероятностных характеристик реакции вибростенда . 4 и управляемыми. параметрами его входного сигнала, вычислителя 1 с 60 применением блока 2 вычисления спектра сигнала формирует по эталонной матрице вероятностных характеристик случайный процесс вибраций х(й) и через .цифроаналоговый преобразователь 65 вычислителя 1 и блок 3 сравнения по,дает .его на вибростенд 4. Реакция вибростенда 4 у (t) с выхода датчика

5 вибраций поступает в вычислитель

1 через ее аналого-цифровой преобразователь,Вычислитель 1 с применением блока 2 вычисления спектра сигнала вычисляет оценки соответствующих вероятностных характеристик, сравнивает их с эталонными и вычисляет вектор ошибок, к которому применяют итерационный алгоритм коррекции параметров случайного процесса вибрации x(t) ° По скорректированному вектору управляемых параметров вычислитель 1 формирует новый случайный процесс вибраций x(t) и через цифро-аналоговый преобразователь вычислителя

1 и блок 3 сравнения подает его на вибростенд 4. Выполнение итера-; ций производят до тех пор, пока.не будут выполнены условия соответствия.матрицы вероятностных характеристик процесса y(t) эталонной.Если после нулевой инерции вектор ошибок не превьыает допустимой величины, коррекцию параметров случайного процесса вибраций x(t) не производят. В заключение режима управления вычислитель 1 записывает сформированный сигнал управляющих воздействий на блок 8 записи и воспроизведения сигнала, а эталонную матрицу вероятностных характеристик — во второй вычислительный блок 11.

В режиме виброиспытаний блок 8 подает сформированный сигнал вибраций x(t) через усилитель 9 и блок сравнения 3 на вибростенд 4. Сигнал реакции вибростенда 4 поступает с выхода первого датчика 5 вибраций на вход первого вычислительного блока 10, где вычисляют матрицу его вероятностных характеристик, Элементы последней в блоке 11 вычитают из соответствующих элементов эталонной матрицы и по результирующему вектору ошибок. формируют сигнал управления, который поступает на вход усилителя

9, изменяя соответствующим образом амплитуду сигнала вибраций x(t).

Одновременно в блоке 11 формируют критерий останова, характеризующий степень соответствия вычисленной в блоке 10 матрицы вероятностных характеристик эталонной. Если полученный критерий останова превышает допустимое значение, с выхода блока

11 в вычислитель 1 поступает соответствующий сигнал и вычислитель 1 переводит систему в режим идентификации. По окончании режима идентификации вычислитель 1 перезаписывает вновь сформированный сигнал управляющих воздействий x(t) в блок 8 и возвращает систему в режим виброиспытаний; который продолжается до тех пор, пока полученный в блоке 11 кри-, 807208 терий останова не превысит допустимое значение.

Сигналы с контролируеьых точек объекта 7 поступают через второй датчик вибраций 6 в вычислитель 1 через его аналого-цифровой преобразователь. Вычислитель 1 с применением блока 2 вычисления спектра сигнала обрабатывают данные испытаний: классифицируют циклы нагрузки по различным критериям, определяют коэффициент неравномерности и эффективное значение нагрузки, спектральные и корреляционные характеристики, функцию когерентности и т.п. Время проведения виброиспытаний задает таймер вычислителя 1, остановить работу сис- 15 . темы можно также с пульта управления вычислителя 1. Мгновенное состояние параметров испытания регистрируется быстродействующим печатающим устройством, входящим в комплект вычисли- 2О теля 1. Состояние параметров испытания .автоматически регистрируется при отключении сети и после ее повторного включения, а также при каждом сигнале помехи, 25

Производительность систеьы опре; деляется временем ее работы по испытанию объекта t0, Согласно структуре системы-.прототипа это время определяют как время работы вычислителя в ре жиме испытания

-t -t

0 п к и и где t< -общее время работы систеьы; время подготовки систеьы у испытаииям; t „— время, з атрачиваемое вычислителем на генерирование процессов возбуждения стенда; t — время контроляя си с темы .

В предлагаемой системе операции генерирования и контроля не входят в 40 функции вычислителя и tor т.е, полезное время определяют как

< =4 tn ° о

Тогда отношение t и t oïðåäåëèò увеличение произ водительности систеьы

1 45

gg tn о tn (к+ т к )

По предварительнйм оцейкам от общего времени испытания объекта, Ъ г

100, t и 4-11, t 32-40, à t 1032.

Таким образом, соотношение (1) позволяет утверждать, что предлагаемая система в 1,5-4 раза производительнее чем известная.

Повышение степени децентрализации систеьы, осуществление постоянного контроля работы ее в течение всего режима испытания объекта позволяет повысить кроме производительности и надежность систеьы по сравнению с известной, где контроль осуществляют периодически.

Формула изобретения

Устройство для управления вибростендом, содержащее последовательно соединенные блок вычисления спектра, сигнала, блок вычисления вибрационных характеристик, блок сравнения, а так- . же первый и второй датчики вибрации, причем вход первого датчика вибраций соединен со вторым входом блока сравнения и вторым входом блока вычисления вибрационных характеристик, третий вход которого соединен с выходом второго датчика вибрации, а выход — co входом блока вычисления спектра сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью увеличения быстродействия устройства в него введены блок записи и воспроизведения сигнала, усилитель, блок вычисления матрицы вероятностных характеристик и блок вычисления сигнала управления, выход которого соединен с четвертым входом блока вычисления вибрационных характеристик и первым входом усилителя, а первый вход — с выходом блока вычисления матрицы вероятностных характеристик, вход которого соединен с выходом перого датчика вибраций, выход блока

ычисления вибрационных характеристик соединен со вторым входом блока вычисления сигнала управления и sxoдом блока записи и воспроизведения сигнала, выход которого соединен со вторым входом усилителя, выход которого подключен к третьему входу блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 602806, кл, -G 01 M 7/00,02.07.1974.

2. Jacoby G.Das Problem der

iSchwingfes Schenck, Darmstadt, 1972 (прототип) .

807208, Составитель Г.Нефедова

Редактор Л.Белоусова Техред М.Лоя Корректор В, Бутяга

Заказ, 281/69 Хираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениИ и открытиИ

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4