SU1269106A1 - Система автоматического гашени вибраций - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике виброгашени . Целью изобретени   вл етс  повьшение эффективности гашени  полигармонических вибраций. Блок формировани  компенсирующего сигнала, подаваемого на вход вибровозбудител , содержит п полосовых след щих фильтров и сумматоров по числу гармонических составл ющих в спектре полигармонических вибраций. Соединение их в пор дке убьюани  амплитуд гармонических составл кнцих позвол ет выi дел ть на выходе каждого фильтра из сигнала, поданного на его вход, сос (Л тавл ющую с наибольшей амплитудой. . Тем самым обеспечиваетс  вьщеление гармонических составл ющих полигармонического компенсирующего сигнала без помех. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. ю о: со

Description

Изобретение относитс  к технике виброгашени  и предназначено дл  установки на виброактивное оборудование , амплитуда и частота колебаний которого измен етс  во времени, а также на амортизированные приборы к устройства, наход щиес  в зоне действи  виброактивного оборудовани .

Цель изобретени  - повышение эффективности гашени  полигармонических вибраций.

На фиг. 1 изрбражена блок-схема автоматическойсистемы управлени  виброгас щим устройством; на фиг.2блок-схема полосового след щего фильтра.

Вибровозбудитель 1 установлен на объекте 2 защиты. Автоматическа  система управлени  содержит два вибродатчика, первый 3 из которых установлен на массе вибровозбудител  1 , а второй 4 - на объекте 2 защиты , блок 5 формировани  компенсирующего сигнала, содержащий полосовые след щие фильтры 6 и сумматоры 7. Выход блока 5 формировани  компенсирующего сигнала через усилитель 8 мощности св зан с вторым входом (обмоткой возбуждени ) вибровозбудител  1. Усилители 9 и 10 сигнало вибродатчиков, фазовый детектор 11, интегратор 12, частотный детектор 13, с.умматор 14 и усилитель 15 тока предназначены дл  управлени  жесткостью подвески реактивной массы вибровозбудител  1 .

Выход усилител  9сигналов перво7 го вибродатчика 3св зан с первым входом фазового детектора 11, выход которого через интегратор 12 св зан с первым сумматором 14. Второй вход сумматора 14 св зан с выходом частотного детектора 13, вход которого св зан с вторым входом фазового детектора . Выход усилител  10 сигналов второго вибродатчика 4 соединен с входом блока 5 формировани  компенсирующего сигнала, первый выход которого через усилитель 8 соединен с вторым входом виброБозбудител  1. Блок 3 формировани  компенсирующего сигнала содержит п последовательно соединенных полосовых след щих фильтров (6, - 6,) и сумматоров (7, - 7) по числу гармоник в спектре полигармонических вибраций в пор дке убывани  их амплитуд, а также масштабный усилитель 16. Вход блока 5 формировани 

компенсирующего сигнала соединен с входом перро о полосового след щего фильтра 6j , выход которого соединен с входом частотного детектора 13, вторым входом, фазового детектора 1 1 и через масштабный усилитель 16 с первым входом п-го сумматора 7, .

Вход каждого i-ro полосового след щего фильтра -б- ,. кроме п-го (6), св зан с вторым неинвертирующим входом i-ro су «1матора 7i,a выход каждого i-ro полосового след щего фильтра 6;, кроме п-го (6), св зан с первым инвертирующим входом i-ro сумматора 7i , выход которого св зан с входом (i--l)-ro полосового след щего фильтра 6 . Выходы всех полосовьпс след щих фильтров, кроме первого (6 - 6„), св заны с i-ми входами п-го сумматора 7п, выход которого  вл етс  выходом блока 5 формировани  компенсирующего, сигнала .

Каждьй полосовой след щий фильтр (6, .- 6ц) (фиг. 2) содержит полосовой фильтр 18, выполненный с возможностью регулировки коэффициента передачи и частотной настройки. Частотна  настройка выполн етс  совокупностью элементов, состо щей из сумматора 18, фазового детектора 19, частотного детектора 20, двух фильтров 21 и 22 нижних частот и управл ющего элемента 23. Вход полосового фильтра Т7 св зан с входом частотного детектора 20 и первым входом фазового детектора 19, второй вход которого соединен с выходом полосового фильтра 17 и  вл ющегос  выходом полосового след щего фильтра. Выход фазового детектора 19 через первый фильтр 21 нижних частот соединен с первым входом сумматора 18. Второй вход сумматора 18 через второй фильтр 22 нижних частот соедине с выходом частотного детектора 20, Выход сумматора 18 через управл ющий элемент 23 св зан с вторым (управл емым ) входом полосового фильтра 1

Система работает следующим образом .

Колеблющийс  объект создает полигармоническое силовое возбуждение объекта 2 защиты. Информаци  об амплитуде и фазеколебаний объекта 2 защиты, получаема  при помощи датчика 4, поступает на усилитель 10, обеспечивающий согласование датчика 4 с элементами схемы, и далее на вход блока 5 формировани  компенсирующего сигнала, откуда сигнал через первый полосовой след щий фильтр 6, , настроенный на частоту гармонической составл ющей, имеющей наибольшую амплитуду , подаетс  на инвертирующий вход первого сумматора 7 , В сумматоре 7 происходит вычитание выделенной в фильтре 6i гармонической составл ющей из общего сигнала, поданного с входа блока 5 формировани  компенсирующего сигнала на неинвертирующий вход сумматора 7 . Сигнал, полученный на выходе сумматора 7 , подаетс  на вход второго-полосбвого след щего фильтра 6,, настроенного на частоту гармонической составл ющей , имеющей вторую по величине амплитуду , и на неинвертирующий вход второго сумматора 1 .

Во втором сумматоре 7 происходит вычитание вьиеленной в фильтре 6 гармонической составл ющей, поданное на его инвертирующий вход из сигнала поданного на неинвертирующий вход. Полученный сигнал подаетс  на вход третьего полосового след щего фильтра 6 и неинвертирующий вход третьего сумматора 7 и так далее через все полосовые след щие фильтры и сумматоры , кроме п-го фильтра, выход которого подаетс  непосредственно на неинвертирующий вход п-го сумматора. Такиг-j образом на выходе каждого полосового след щего фильтра 6 получаетс  соответствующа  гармоническа  составл юща  полигармонического сигнала без каких-либо помех. Разность фаз сигналов на входе и выходе каждого i-ro фильтра 6i поддерживаетс , с высокой точностью около 0° . Эти сигналы со всех полосовых след щих фильтров, кроме первого 6, подаютс  непосредственно на входы п-го сумматора 7 ,а с выхода первого полосового след щего фильтра 6.) через масштабный усилитель 16 также на вход п-го сумматора 7 . Сумма всех этих сигналов с выхода п-го сумматора 7у подаетс  на первый выход блока 5 формировани  компенсирующего сигнала. Выходной сигнал блока 5 формировани  компенсирующего сигнала в усилителе 8 мощности инвертируетс  и преобразуетс  в управл ющий ток, которьй подаетс  на обмотку возбуждени . Жесткость упругих элементов и величина реактивной массы вибровозбуднтел  выбрана так, что перва  частота подвески реактивной массы при нo шнaльыoм токе в обмотке подмагничивани  совпадает с наиболее интенсивной составл ющей вибрации (как правило низкочастотной).

Вибровозбудитель 1, работа  в резонансном , развивает силу,

близкую по величине и противоположную по направлению силе, действзющей на защищаемый объект 2.

Дл  гашени  составл ющих с меньшими амплитудами (как правило высокочастотных ) используетс  зарезонансньй , равномерный участок амплитудночастотной характеристики вибровозбудител  1. Необходимые амплитудные и фазовые соотношени  в канале управлени  на этих частотах блока 5 формировани  компенсирующего сигнала обеспечиваютс  несколькими (п) полосовыми след шгими фильтрами (6 6 ) Они рассчитаны таким образом, что

на частотах вибрации вибровозбудитель 1 воздействует на защищаемьм объект 2 силами, близкими по величине и противоположными по направлению составл ющим вибрации. В результате

компенсации этих, составл ющих вибра-.

ции защищаемого объекта снижаетс .

Благодар  тому, что полосовые след ш;ие фильтра (6 ) выполнены

след щими, эффективньй режим виброкомпенсации сохран етс  при мен ющихс  частотах вибрационных составл юпщх .

Дл  сохранени  эффективного и экономичного (резонасного) режима

вибровозбудител  1 при. измен ющейс  частоте наиболее интенсивной составл ющей соответственно корректируетс  жесткость подвески реактивной массы вибровозбудител . Сигнал с выхода первого полосового след щего

фильтра 6| блока 5 формировани  компенсирующего сигнала подаетс  на вход частотного детектора 13 и второй вход фазового детектора 11. Сигнал

с вибродатчика 3, установленного на вибровозбудителе 1, через усилитель 9 подаетс  на первый вход фазового детектора 11..

Claims (1)

1. При совпадении резонансной часто-ты вибровозбудител  1 с частотой наиболее интенсивной составл ющей вибрации обеспечиваетс  режим ее компенсации . Значение выходного сигнала фа-; зового детектора 11 при этом равно 0. На выходе частотного детектора 13 формируетс  сигнал, пропорциональный частоте колебаний объекта 2 за1циты. Полученный сигнал подаетс  через сум матор 14 и усилигель 15 тока на обмотку подмагничивани  гасител  колебаний . Ток в обмотке подмагничивани  пропорциональный напр жению на выход усилител  15 тока, поддерживает посто нную величину электромагнитной жесткости и частоту настройки вибровозбудител  1 . При нарушении услови  настройки измен етс  сдвиг фаз колебаний объек та 2 защиты и вибровозбудител  1, следовательно сигнал на выходе фазового детектора 11.отличен от О, Вели чина этого сигнала пропорциональна изменению фазы, а знак определ етс  знаком частотной растройки. Сигнал фазового детектора 11 -через интегратор 12 подаетс  на первьш вход сумматора 14, Кроме того, при значитель ной расстройке изменение частоты колебаний объекта 2 защиты вызывает изменение уровн  сигнала частотного детектора 13. Этот сигнал, суммиру сь с сигналом фазового канала на сумматоре 14, вызывает изменение уровн  сигнала на выходе усилител  15 тока. При Этом: измен етс  ток в обмотке подмагничивани  до тех пор, пока резонансньй режим- вибровозбудител , не восстановитс . Таким образом, наличие в блоке формировани  компенсирующего сигнала п полосовых след щих фильтров и сумматоров по числу гармонических составл ющих в спектре полигармонически вибраций, соединение их в пор дке убывани  амплитуд гармонических составл ющих позвол ет вьщел ть на выходе каждого фильтра из сигнала, поданного на его вход, составл ющую с наибольшей амплитудой. Тем сам;ым обеспечиваетс  выделение гармонгггческих составл ющих полигармонического сигнала без помех. При этом условии значительно увеличиваетс  эффективность гашени  полигармонических вибраций. Формула изобретени 1. Система автоматического гашени  вибраций, содержаща  вибровозбу дитель, два вибродатчика, четыре усилител , фазовый детектор, частотный детектор, интегратор, сумматор и блок формировани  компенсирующего. сигнала, состо щий из п полосовых след ш:их фильтров и п сумматоров, причем первый вибродатчик установлен на массе вибровозбудител , второй вибродатчик прикреплен к объекту защиты, выход первого вибродатчика через первый усилитель соединен с первым входом фазового детектора, второй вход которого подключен к входу частотного детектора, вход блока формировани  компенсирующего сигнала подключен к выходу второго усилител , вход которого соединен с выходом второго вибродатчика, выход фазового детектора .через интегратор соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу частотного детектора,а выход соединен с входом третьего усилител , соединенного выходом с первыгвходом вибровозбудител , первый выход блока формировани  компенсирующего сигнала соединен с входом четвертого усилител , выход которого подключен к второму входу вибровозбудител  , отличающа с  тем, что, с целью повышени  эффективности гашени  полигармонических вибраций, второй выход блока фор1чировани  компенсирующего сигнала подключен к входу частотного детектора. 2„ Система поп. 1, о т л и ч аю щ а   с   тем, что блок формировани  компенсирующего сигнала содержит усилитель и п групп из последовательно соединенных полосовых след щих фильтров и сумматоров по числу гармонических составл ющих в спектре полигармонических вибраций, соединенных последовательно в пор дке убывани  амплитуд составл ющих гармоник , вход блока формировани  компенсирующего сигнала соединен с входом первого полосового след щего фильтра, выход которого соединен с вторым выходом блока формировани  компенсирующего сигнала и через усилитель с первым входом п-го сумматора , вход каждого i-ro полосового след щего фильтра, кроме п-го, св зан с вторьм входом 1-го сумматора,, выход каждого полосового след щего фильтра, кроме первого, соединен с i-biM входом п-го сумматора, выход которого соединен с первым выходом ; блока формировани  компенсирующего сигнала. 3. Система по пп. 1 и 2, о т л и чающа с  тем, что полосовые след щие фильтры выполнены с возможностью регулировки коэффициента передачи и частотной настройки, содержат полосовой фильтр, сумматор, фазе вый детектор, частотный детектор, два фильтра нижних частот и управл ющий элемент, причем вход полосового след щего фильтра св зан с входом частотного детектора, первым входом 068 полосового фильтра и первым входом фазового детектора, второй вход кото рого соединен с выходом полосового фильтра и вькодом полосового след щего фильтра, выход фазового детек-тора через первый фильтр нижних частот соединен с первым входом сумматора , второй вход которого через второй фильтр нижних частот соединен с выходом частотного детектора, а выход сумматора через управл ющий элемент соединен с вторым входом полосового фильтра.

   физ.1