SU1399708A1 - Device for determining nonlinear characteristics of oscillatory systems - Google Patents

Device for determining nonlinear characteristics of oscillatory systems Download PDF

Info

Publication number
SU1399708A1
SU1399708A1 SU864157850A SU4157850A SU1399708A1 SU 1399708 A1 SU1399708 A1 SU 1399708A1 SU 864157850 A SU864157850 A SU 864157850A SU 4157850 A SU4157850 A SU 4157850A SU 1399708 A1 SU1399708 A1 SU 1399708A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
adder
switch
signal
Prior art date
Application number
SU864157850A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Викторас Рамутис Вацловович Атступенас
Original Assignee
Литовская сельскохозяйственная академия
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Литовская сельскохозяйственная академия filed Critical Литовская сельскохозяйственная академия
Priority to SU864157850A priority Critical patent/SU1399708A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1399708A1 publication Critical patent/SU1399708A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение позвол ет увеличить точность и производительность устройства дл  определени  нелинейных характеристик колебательной системы при виброиспытани х и исследовании приборов и машин путем исключени  необходимости реализации резонансных колебаний . На выходах резистора 10 и интегратора 11 получают косинусоидальную и синусоидальную составл юп(ие смещенного по фазе сигнала гармони- . ческого возмущающего процесса, равного по амплитуде сигналу датчика 8. При помощи блоков 12, 13 и 9 обеспечиваетс  адекватность такого разложени  сигнала и тем самым баланс его косинусоидальнои составл ющей с суммой сигналов, поступающих с выхода 4 источника 1 и с выходов блока 7 возведени  в степень, когда руко тки регулировани  их коэффициентов пропорциональности установлены в нужное положение . Так определ ютс  коэффициенты разложени  потенциальной характеристики в степенной р д. Одновремен-- но обеспечиваетс  баланс синусоидальной составл ющей указанного сигнала с диссипативным членом уравнени  движени , поэтому путем перевода переключател  5 в три положени  на индикаторе 14 получают данные дл  расчета диссипативной характеристики. 1 ил. С $ (ЛThe invention makes it possible to increase the accuracy and performance of a device for determining the nonlinear characteristics of an oscillating system during vibration tests and examination of instruments and machines by eliminating the need to realize resonant vibrations. At the outputs of the resistor 10 and the integrator 11, the cosine and sinusoidal components of JUP are obtained (not a phase-shifted harmonic signal of the disturbing process equal to the amplitude of the sensor 8 signal. Using blocks 12, 13 and 9, this signal is adequately decomposed and thus the balance its cosine component with the sum of the signals coming from the output 4 of source 1 and from the outputs of the raising block 7 to the power when the controls for adjusting their proportionality coefficients are set to the desired position. The coefficients of the potential characteristic are decomposed in a power series. At the same time, the sinusoidal component of this signal is balanced with the dissipative member of the motion equation, therefore by translating switch 5 into three positions on the indicator 14, data is obtained for calculating the dissipative characteristic. 1 ill. $ (L

Description

0000

соwith

соwith

кto

О 00About 00

Изобретение относитс  к испытательным приборам и может найти применение в приборостроении, при виброис- п|ытани х и исследовании нелинейных колебательных систем.The invention relates to test instruments and can be used in instrument making, in vibration testing and investigation of nonlinear oscillatory systems.

Цель изобретени  - увеличение точности и производительности устрой г-. ства.The purpose of the invention is to increase the accuracy and performance of the device. properties.

На чертеже показана блок-схема п редлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство содержит источник 1 на- ф жений, пропорциональных смещению, qxopocTH и ускорению с выходами соответственно 2, 3 и 4, четырехпозиционный переключатель 5, имеющий выход и четыре входа, первый из которых сое- нен с выходом первого сумматора 6, рвый одиночный вход которого соеди- Цен с выходом 4 источника 1 непосред1твенно , а группа входов - с выходом 2 источника 1 через блок 7 возведени  в степень группы. Устройство содержит также датчик 8 возмущающего процесса, блок 9 сравнени  амплитуд, имеющий Два входа, один из которых соединен а датчиком 8 непосредственно, а другой - через регулируемый резистор 10, 1 тегра;тор 11, и второй сумматор 12, второй вход .которого, как и первый од первого сумматора 6, соединен с 1ЫХОДОМ резистора 10, а выход допол- 1:ительно соединен с первым входом фазометра 13, второй вход которого годключен к выходу 2 источника I. Устройство снабжено также индикатором 14, вход которого соединен с вы- зюдом переключател  5, четвертый лход которого подключен к выходу ин- фегратора 11, а второй и третий - к ЙЫХОДУ 3 источника 1 непосредственно И через блок 15 оценки среднего значени  модул  соответственно.The device contains a source of 1 voltage proportional to offset, qxopocTH and acceleration with outputs 2, 3 and 4, respectively, a four-position switch 5 having an output and four inputs, the first of which is connected to the output of the first adder 6, whose single input Connection with output 4 of source 1 is direct, and group of inputs with output 2 of source 1 through block 7 to the power of the group. The device also contains a disturbing process sensor 8, an amplitude comparison unit 9 having two inputs, one of which is connected directly by sensor 8, and the other through an adjustable resistor 10, 1 tag; tor 11, and a second adder 12, the second input of which as the first one of the first adder 6, is connected to the INPUT of the resistor 10, and the output is additionally 1: it is connected to the first input of the phase meter 13, the second input of which is connected to the output 2 of source I. The device is also equipped with an indicator 14, which is connected to you sudom switch 5, fourth ld to It is connected to the output of the integrator 11, and the second and third to the YYKHOD 3 of the source 1 directly AND through the unit 15 for estimating the average value of the module, respectively.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Функционирование устройства основано на преобразовании дифференциального уравнени  вынужденных колебаний нелинейной системы в стандартной .форме.The operation of the device is based on the transformation of the differential equation of forced oscillations of a nonlinear system in a standard form.

+ r(x) f(x) e cos cot+ r (x) f (x) e cos cot

(1)(one)

виду X + r(x) + bgsin at.Mind X + r (x) + bgsin at.

f(x)f (x)

CO t+ CO t +

(2)(2)

что равносильно переносу точки отсче- 55 та времени на.величину фазового угла (f между возмущающим и колеб.атель- ным процессами. Преобразованное уравнекие (2) распадаетс  на два независимых уравнени which is equivalent to transferring the time point to the phase angle (f between the perturbing and oscillatory processes. The transformed equation (2) splits into two independent equations

X f(x) a coscot;(3)X f (x) a coscot; (3)

г(х)g (x)

bgSin cot.bgSin cot.

(4)(four)

5 о 5 5 about 5

00

5five

00

5five

00

5 five

Первое из них справедливо в любой момент времени и позвол ет определить потенциальную характеристику f(x) по одной реализации нерезонансных колебаний , а второе, справедливое лишь в среднем за период, - диссипативную характеристику г(х) по нескольким реализаци ми вынужденных колебаний (различного уровн ).The first of them is valid at any moment in time and allows one to determine the potential characteristic f (x) from a single realization of non-resonant oscillations, and the second, valid only on average over a period, the dissipative characteristic r (x) from several realizations of forced oscillations (various levels ).

Перед началом работы руко тки регулировани  блоков 10 и 11 устанавливаютс  в исходное положение, что соответствует нулевому сопротивлению резистора 10 и нулевому коэффициенту пропорциональности интегратора 11, обеспечивающего получение синусоидальной составл ющей правой части уравнени  (2). После реализации установившихс  колебаний системы фазометр I3 показывает величину фазового угла if , который в случае дерезонансных колебаний находитс  в пределах О,..., Тс/2 рад, а в случае зарезонансных колебаний - в пределах ii /2,... , IT . Вращением руко .тки регулировани  пропорциональности блока 11 добиваютс  показани  фазометра соответственно О или li . Затем путем регулировани  сопротивлени  резистора 10 добиваютс  Нулевого показани  индикатора блока 9 сравнени  амплитуд и тем самым заканчивают формирование преобразованного возмущаю1чего процесса, соответствующего правой части уравнени  (2). Устройство готово к определению обеих характеристик.Before starting operation, the adjustment knobs of blocks 10 and 11 are set to their original position, which corresponds to zero resistance of resistor 10 and zero proportionality factor of integrator 11, which provides the sinusoidal component of the right side of equation (2). After the realization of the established oscillations of the system, the phase meter I3 shows the magnitude of the phase angle if, which in the case of resonance oscillations is within O, ..., Tc / 2 rad, and in the case of resonant oscillations within ii / 2, ..., IT. By rotating the proportional control knob of the block 11, the phase meter reads respectively O or li. Then, by adjusting the resistance of the resistor 10, a zero indication of the amplitude comparison unit 9 indicator is obtained and thereby completes the formation of the transformed disturbance process corresponding to the right side of equation (2). The device is ready to determine both characteristics.

I - I -

Потенциальна  характеристика f(x) определ етс  в виде разложени  ее в степенной р д. Дп  нахождени  коэффи- даентов разложени  при первом (крайнем правом) положении переключател  5 производ т настройку блоков 7 возведени  в степень группы путем регулировани  их коэффициентов пропорциональности до тех пор, пока на индикаторе 14 (например, зкране катодного осциллографа) будет получен нулевой сигнал согласно уравнению (3). Положение руко ток регулировани  со- ответствует величинам искомых коэффициентов разложени .The potential characteristic f (x) is defined as its decomposition in a power series. Dp finding the decomposition coefficients at the first (far right) position of the switch 5 performs the adjustment of the power units 7 to the power of the group by adjusting their proportionality coefficients while on the indicator 14 (for example, on the screen of the cathode oscilloscope) a zero signal will be received according to equation (3). The position of the adjustment knobs corresponds to the values of the required decomposition coefficients.

Дл  определени  диссипативной характеристики г(х) переключатель перевод т последовательно во второе, третье и четвертое положение, записыва  при этом показани  индикатора. 14, соответственно амплитуду скорости колебательного процесса хTo determine the dissipative characteristic, the r (x) switch is sequentially switched to the second, third, and fourth positions, while recording the indicator readings. 14, respectively, the amplitude of the speed of the oscillatory process x

мако mako

среднееthe average

значение модул  (абсодратной величины)module value (absolute value)

порциональные соответственно смещению скорости и ускорению, первый сумматор , группа входов которого -соединена с выходами группы блоков возведени  в степень, отличающее- с   тем, что, с целью увеличени  точности и производительности устройства , оно содержит датчик возмущаклцеportioned according to the speed offset and acceleration, the first adder, a group of inputs of which is connected to the outputs of a group of raising blocks to the extent that, in order to increase the accuracy and performance of the device, it contains a disturbance sensor

скорости ХСР и амплитуду синусоидаль- ю процесса, регулируемый резистор.speed XSR and the amplitude of the sinusoidal process, adjustable resistor.

ной части преобразованного возмущенного процесса Ь. Затем рассчитывают величину 2bgK f.) , котора  рана значению искомой функции г(х), когда ее аргумент х равен x,;. .part of the transformed perturbed process b. Then, the value 2bgK f.) Is calculated, which is the value of the required function r (x), when its argument x is equal to x,;. .

Измерени  повтор ют несколько раз при различных значени х таки образом получают искомую функцию в табличной форме, которую при необходимости можно аппроксимировать анали тическим вьфажением.The measurements are repeated several times at different values in this way to obtain the desired function in a tabular form, which, if necessary, can be approximated by analytical expression.

Использование предлагаемого устройства позвол ет повысить точность и ускорить процесс идентификации нелинейных динамических систем по вынужденным колебани м при гармоническом возмущении за счет того, что отпадает необходимость в осуществлении труднореализуемых резонансных колебаний .The use of the proposed device makes it possible to increase the accuracy and speed up the process of identifying nonlinear dynamic systems by forced oscillations with harmonic perturbation due to the fact that there is no need to perform hardly realizable resonant oscillations.

Форм ула изобретени Ula Invention Form

Устройство дл  определени  нелинейных характеристик колебательных систем, содержащее переключатель, индикатор , источник напр жений, имеющий первыйу второй и третий выходы, про5A device for determining the nonlinear characteristics of oscillating systems, comprising a switch, an indicator, a voltage source, having first second and third outputs, about 5

0 0

интегратор, второй сумматор, блок сравнени  амплитуд, фазометр и блок оценки среднего значени  модул , причем переключатель выполнен четырехпо- зиционным, имеющим выход, соединенный с шдикатором, и четыре входа, первый из KOTOpbDc соединен с выходом первого сумматора, первьй выход источника напр жений соединен с первым входом фазометра и с входом группы блоков возведени  в степень, второй выход с первым одиночным входом первого сумматора, третий выход - с вторым входом переключател  непосредст5 венно, а с третьим входом переключател  - чере блок оценки среднего значени  модул , выход датчика возмущающего процесса подключен к первому входу блока сравнени  амплитуд не0 посредственно и через регулируемый резистор - к второму одиночному входу первого сумматора, к первому входу второго сумматора и к входу интегратора , выход которого соединен с четвертым входом переключател  и с вторым входом второго сумматора, подключенного выходом к вторым входам фазометра и блока сравнени  амплитуд.the integrator, the second adder, the amplitude comparison unit, the phase meter and the module for estimating the average value of the module, the switch being four-positional, having an output connected to the pincher, and four inputs, the first of KOTOpbDc connected to the output of the first adder, the first voltage source output connected with the first input of the phase meter and with the input of a group of blocks of exponentiation, the second output with the first single input of the first adder, the third output with the second input of the switch directly, and with the third input of the switch the module for estimating the average value of the module, the output of the disturbing process sensor is connected to the first input of the amplitude comparison unit directly and via an adjustable resistor to the second single input of the first adder, to the first input of the second adder and to the integrator input, the output of which is connected to the fourth switch input and with the second input of the second adder connected by the output to the second inputs of the phase meter and the amplitude comparison unit.

5five

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для определения нелинейных характеристик колебательныхDevice for determining nonlinear characteristics of vibrational 35 систем, содержащее переключатель, индикатор, источник напряжений, имеющий первыйу второй и третий выходы, про порциональные соответственно смещению скорости и ускорению, первый сумматор, группа входов которого соединена с выходами группы блоков возведения в степень, отличающеес я тем, что, с целью увеличения точности и производительности устройства, оно содержит датчик возмущающего процесса, регулируемый резистор, интегратор, второй сумматор, блок сравнения амплитуд, фазометр и блок оценки среднего значения модуля, причем переключатель выполнен четырехпозиционным, имеющим выход, соединенный с индикатором, и четыре входа, первый из которых соединен с выходом первого сумматора, первый выход источника напряжений соединен с первым входом фазометра и с входом группы блоков возведения в степень, второй выход с первым одиночным входом первого сумматора, третий выход - с вторым входом переключателя непосредственно, а с третьим входом переключателя - через блок оценки среднего значения модуля, выход датчика возмущающего процесса подключен к первому входу блока сравнения амплитуд непосредственно и через регулируемый резистор - к второму одиночному входу первого сумматора, к первому входу второго сумматора й к входу интегратора, выход которого соединен с четвертым входом переключателя и с вторым входом второго сумматора, подключенного выходом к вторым входам фазометра и блока сравнения амплитуд.35 systems, comprising a switch, an indicator, a voltage source having first first second and third outputs, proportional to speed offset and acceleration, respectively, a first adder, the group of inputs of which is connected to the outputs of a group of power raising units, characterized in that, in order to increase accuracy and performance of the device, it contains a disturbing process sensor, an adjustable resistor, an integrator, a second adder, an amplitude comparison unit, a phase meter, and an average value estimator for the module, and switch It is made four-position, having an output connected to the indicator, and four inputs, the first of which is connected to the output of the first adder, the first output of the voltage source is connected to the first input of the phase meter and to the input of the group of power raising blocks, the second output with the first single input of the first adder , the third output is with the second input of the switch directly, and with the third input of the switch is through the unit for estimating the average value of the module, the output of the disturbing process sensor is connected to the first input of the amp comparison unit itud directly and through an adjustable resistor - to a second single input of the first adder, the first input of the second adder to the input of the first integrator, the output of which is connected to a fourth input of the switch and to the second input of the second adder output is connected to second inputs of phase meter and amplitude comparator unit. Составителе А.ЛащевCompiled by A. Lashchev
SU864157850A 1986-12-08 1986-12-08 Device for determining nonlinear characteristics of oscillatory systems SU1399708A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864157850A SU1399708A1 (en) 1986-12-08 1986-12-08 Device for determining nonlinear characteristics of oscillatory systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864157850A SU1399708A1 (en) 1986-12-08 1986-12-08 Device for determining nonlinear characteristics of oscillatory systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1399708A1 true SU1399708A1 (en) 1988-05-30

Family

ID=21271524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864157850A SU1399708A1 (en) 1986-12-08 1986-12-08 Device for determining nonlinear characteristics of oscillatory systems

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1399708A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское.свидетельство СССР В 1236427, кл. G 05 В 23/02, 1984. Авторское свидетельство СССР № 1109715, кл. G 05 В 23/02, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2076967A (en) Industrial process control instrument employing a resonant sensor
NO160102B (en) PROCEDURE FOR MEASURING AND MAPPING VIBRATIONS AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE PROCEDURE.
CN116592911A (en) Frequency domain-based micromechanical gyroscope coupling error coefficient identification method
EP0203109B1 (en) Measurement of wave propagation power flow in structures
SU1399708A1 (en) Device for determining nonlinear characteristics of oscillatory systems
Seeger et al. Dynamic calibration of digital angular rate sensors
US4312232A (en) Vibration analyzer with digital readout
US3950697A (en) Apparatus for measuring phase, amplitude and frequency characteristics of an object
SU828020A1 (en) Elastoviscometer
SU752197A1 (en) Transformation coefficient meter
SU1205054A1 (en) Method of measuring phase characteristics of two-port networks
SU1091026A1 (en) Method of determination of resonance frequency of tracking system drive oscillations
SU998874A1 (en) Device for measuring temperature and mechanical forces
SU1583852A1 (en) Polarization-optical instrument
SU1000807A1 (en) Frequency-type pickup of pressure (its versions)
SU528510A1 (en) Accelerometer vibration test method
SU1067370A1 (en) Device for measuring plate vibration parameters
SU452008A1 (en) A device for calculating the square root of the sum of squares
SU983575A1 (en) Method of evaluating phase meter error in 90@ phase shift
SU847118A1 (en) Device fo testing objects at resonance frequencies
SU960742A1 (en) Oscillating system identification device
SU781599A1 (en) Apparatus for determining damper properties of materials subjected by free torsional oscillations
SU1307417A1 (en) Device for cadibration checking of extraneous amplitude modulation meters
SU1109715A1 (en) Device for determining parameters of non-linear characteristics of mechanical vibrating systems
SU871079A1 (en) Device for calibrating angular speed and acceleration meters