SU1513469A1 - Устройство дл моделировани широкополосных случайных вибрационных процессов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в качестве специализированной цифровой аппаратуры дл  воспроизведени  заданного вибрационного состо ни  изделий при испытани х на вибростенде. Цель изобретени  - повышение точности системы и сокращение объема вычислений. Это достигаетс  введением в цепь обратной св зи цифрового спектрального анализатора 5 и блока 7 управлени  с одновременным использованием дл  возбуждени  вибростенда 2 генератора равноверо тной двоичной цифры. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в качестве специализированной цифровой аппаратуры дл  воспроизведени  требуемого вибрационного состо ни  изделий и конструкций при испытани х на вибростендах.

Цель изобретени  - повьшение точности системы и сокращение объема вычислений.

На чертеже представлена структурна  схема устройства.

Устройство содержит цифроаналого- вый преобразователь 1, вибростенд 2 с закрепленными на нем изделием и датчиком, аналого-цифровой преобразователь 3, формирующий фильтр 4, цифровой спектральный анализатор 5, ис- точник 6 шума, блок 7 управлени  и блок 8 эталонных значений.

Устройство работает следуюпщм образом.

Перед началом работы в блок эталонных значений, представл юи 1Й собой оперативное запоминающее устройство, с выхода внешнего устройства заноситс  (N+1) значение.заданной спектральной плотности амплитуд S(K), К 0,N, равномерно заполн ющий рабочий диапазон частот t требуемой разрешающей способностью. После этого, в блоке 7 управлени  через управл ющий вход устанавливают единичные значени  АЧХ формирующего .фильтра:

/W°(K) 1, К О, N/.

С выхода блока управлени  7 отсчеты нулевого приближени  АЧХ формирующего фильтра поступают на второй вход 1ЩФРОВОГО спектрального анализатора 5, где из них формируетс  комплексный массив длиной 2N отсчетов .

е

ел

00 4i О) СО

Дальнейшее функционирование си- ртемы осуществл етс  по циклической рсеме. С выхода источника 6 шума (на второй вход формирукмдего фильтра 14 поступает последовательность рав- 1оверо тных двоичных цифр О и 1. 1ри этом, полагаем, что ноль соответ единш а - знаку

:твует знаку +

I и

С выхода формирующего фильтра 4 ; юследовательность отсчетов у(п), гоступает на вход хщфроаналогового :1реобразоватеп  1, Аналоговый случайный процесс с выхода цифроаналого:юго преобразовател  1 поступает, в )сачестве возбуждающего воздействи  ш вибростевд 2, Сигнал с выхода датчика, закрепленного в контрольной точке испытуемого издели , подаетс  на вход аналого-цифрового преобразова- ел  3, преобразуетс  в двоичный код и поступает на первый вход хщфрового спектрального анализатора-5, где осу иествл етс  вычисление состо тельных оценок спектральной плотности амплит д .

I Пусть на первый вход цифрового спектрального анализатора поступает последовательность отсчетов Z(n). По пере поступлени  входных отсчетов раз- | иваем последовательность Z(n) наг не :11ерекрьшакйцихс  последовательностей 5г (п) , Г 1,2,...,R, длиной по 2N отсче 70В. Дл  каждой из последовательное- ей Zr(n). рассчитьгоаютс  коэффициен- Ы Фурье, Zr(K) по формуле

: 1 -i(lM-)

ir(K) ,

2N „.о 0,2N-1

(1)

Величина 1г(К), назьшаема  пери- фдограммой, вычисл етс  по формуле

tr(K) /Zr(K)/, К 0,N

(2)

Оценка спектральной плотности амплитуд S в,х (К) находитс  по формуле

1

1 Ir(K)

к г«1

(K)/, К

Kfr,

0,N .(3)

Из-за симметрии получающихс  отсчетов S jj, (К) вычисление 1г(К) и Б jt, (К) проводитс  только дл  К ь О, N.

Оценки S|j,(K), К О, N с второго выхода цифрового спектрального нализатора 5 поступают на первый вход блока 7 управлени , на второй вход которого в это же врем  подаютс  отсчеты заданной спектральной плотности S j(K), К 0,N.

Блок 7 управлени  вырабатывает новые значени  АЧК формирующего фильтра по следующему алгоритму.

w;: (K)

(К)

34

й

(1 - Ь

,:; ti)

Sj(K) - s;;/,(K)w; (K)/S;;;,(K),

где W(K) - АЧХ формирующего фильт- . ра;

i - номер итерации, ; -г .

С выхода блока управлени  эта ха- рактеристика поступает на второй 1вход цифрового спектрального анализатора , где формируетс  комплексный массив длиной в 2N отсчетов дл  последующего выполнени  над ним ОБПФ.

Вещественна  часть этого массива образуетс  по следующему правилу

Мнима  часть комплексного массива полагаетс  равной нулю. Вычисл   от этого мaccивk OБПФ, в вещественной части результата получаем 2N отсчетов весовой функции h(i) с первого выхода цифрового спектрального анализатора 5 эта весова  функци  поступает на первый вход формирующего фильтра 4 и записьшаетс  в пам ть фильтра со сдвигом на N отсчетов. Это и есть нова  весова  функци  формирующего фильтра 4.

Описанна  процедзфа коррекции весовой функции формирзтощего фильтра повтор етс  до тех пор, пока оценка спектральной плотности S ,„ (К) , К 0,N, на выходе аналого-цифрового преобразовател  3 не будет равна заданной S(K), К 0,N, с определенной точностью. Достижение необходимого приближени  § 5j,x (К) к S ,(К) означает конец настройки системы и переход к режиму испытаний. В режиме

испытаний выходной сигнал формирующего фильтра 4 через цифроаналого- вый преобразобатель 1 возбуау ает вибростенд 2 в течение необходимого дл  проведени  виброиспытаний времени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  моделировани  широкополосных случайных вибрационных процессов, содержащее цифроаналоговый преобразователь, вибростенд с закреп- леннЕФш на нем 1Гздвпие 1 и датчиком, аналого-цифровой преобразователь, источник шума, формирующий фильтр, блок эталонных значений, выход цифро-аналогового преобразовател  соединен с входом вибростенда, выход которого соединен с входом аналого- цифрового преобразовател , отличающеес  тем, что, с цепью повышени  точности и сокращени  объема вычислений, в него введены блок управлени  и цифровой спектральный анализатор, причем выход источника

   шума соединен с вторьм входом формирующего фильтра, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразовател , выход аналого-цифрового преобразовател  соединен с

   первым входом цифрового спектраль- ного анализатора-, первый выход которого соединен с первым входом формирующего фильтра, выход блока эталонных значений соединен с вторым входом блока управлени , первый вход - которого соединен с вторым выходом цифрового спектрального анализатора, выход блока управлени  соединен с вторым входом цифрового спектрального анализатора, вход блока эталонных значений  вл етс  информационные вхд- дом устройства, причем управл ющий вход блока управлени   вл етс  управл ющим входом устройства.