SU450139A1

SU450139A1 - Device for determining the dynamic characteristics of oscillating systems

Info

Publication number: SU450139A1
Application number: SU1938428A
Authority: SU
Inventors: Викторас-Рамутис Вацлово Атступенас; Регина Прано Атступенене; Казимерас Миколо Рагульскис; Игнас Юозо Скучас
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт
Priority date: 1973-06-26
Filing date: 1973-06-26
Publication date: 1974-11-15

Description

1one

Изобретение относитс к испытательным приборам и может найти применение при виброиспытани х и исследовании нелинейных колебательных систем.The invention relates to test instruments and can be used in vibration tests and the study of nonlinear oscillatory systems.

Известны устройства дл определени динамических характеристик колебательных систем , содержащие схему воспроизведени закоиа распределени , вход которой соединен с выходом источника входного сигнала, схему центровки, вход которой соединен с выходом схемы воспроизведени закона распределени , выходы схемы воспроизведени закона распределени и схемы центровки св заны с соответствующими входами схем воспроизведени центральных моментов и функциональный преобразователь на выходе устройства.Devices for determining the dynamic characteristics of oscillating systems are known, containing a distribution pattern reproduction circuit, the input of which is connected to the input source output, a centering circuit, the input of which is connected to the output of the distribution law reproduction circuit, the outputs of the distribution law reproduction circuit and the centering circuit are associated with the corresponding inputs central moment reproduction schemes and a functional converter at the output of the device.

Р1едостатком известных устройств вл етс сложность функционального преобразовател и трудность его практического осуществлени .. Опыт работы показал, что при достаточно больщом числе учитываемых центральных моментов практически невозможно построить схему функционального преобразовател . Достаточна точность может быть достигнута и при учете только центральных моментов четного пор дка не выще четвертого. В этом случае дл увеличени точности определени несимметричных характеристик можно определ ть не всю характеристику сразу.The disadvantage of the known devices is the complexity of the functional converter and the difficulty of its practical implementation. Experience has shown that with a sufficiently large number of central moments taken into account, it is almost impossible to construct a functional converter circuit. Sufficient accuracy can be achieved even if only the central moments of an even order are taken into account, not more than fourth. In this case, in order to increase the accuracy of determining the asymmetrical characteristics, it is not possible to determine the entire characteristic at once.

а положительную к отрицательную ее ветви в отдельности по закону движени при положительном и отрицательном знаке.and positive to its negative branches separately according to the law of motion with a positive and negative sign.

С целью упрощени устройства оно содержит блок возведени в квадрат и два блока делени , выход первого из которых св зан с первым входом функциопального преобразовател , а вход делимого первого блока делени соединен с выходом блока возведени в квадрат, выход схемы воспроизведени цеитральиого момента второго пор дка подключен ко входу блока возведени в квадрат и входу делимого второго блока делени , выход схемы воспроизведени центрального момента четвертого пор дка св зан со входами делителей обоих блоков делени ; блок извлечени корн и два блока умножени , соединенные последовательно, причем выход второго блока делени соединен со входом блока извлечени корн , выход второго блока умножени св зан со вторым входом функционального преобразовател ; источник линейного сигнала и источник напр жени , пропорционального амплитуде, выход которого подключен ко второму входу первого блока умножени , а выход источника линейного сигнала св зан со вторым входом схемь центровки, вторым входом второго блока умножени и третьим входом функционального преобразовател .In order to simplify the device, it contains a squaring unit and two dividing units, the output of the first of which is connected to the first input of a functional transducer, and the input of a divisible first dividing unit is connected to the output of the squaring unit, the output of the second-order zero-point reproduction circuit to the input of the squaring unit and the input of the divisible second dividing unit, the output of the fourth order central time reproduction circuit is connected to the inputs of the dividers of both dividing units; a root extraction unit and two multiplication units connected in series, with the output of the second division unit connected to the input of the extraction unit root, the output of the second multiplication unit connected to the second input of the functional converter; a linear signal source and a voltage source proportional to the amplitude, the output of which is connected to the second input of the first multiplication unit, and the output of the linear signal source is connected to the second input of the centering circuit, the second input of the second multiplication unit and the third input of the function converter.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Блок-схема состоит из схемы 1 воспроизведени закона распределени , вход которой соединен с источником входного сигнала 2; источника линейного сигнала 3; схемы центровки 4, первый вход которой соединен с выходом схемы 1, а второй - с выходом источника 3; схем 5 и 6 воспроизведени центральных моментов второго и четвертого пор дка соответственно, первые входы которых соединены с выходом схемы 1, а вторые - с выходом схемы 4; схемы формировани промежуточных функций 7, входы которой соединены с выходами блока 3 и схем 5 и 6; функционального преобразовател 8, входы которого соединены с выходами блока 3 и схемы 7, и выхода 9. Схема формировани промежуточных функций 7 состоит из блока возведени в квадрат 10, блока делени 11, второго блока делени 12, блока извлечени квадратного корн 13, источника напр жени , пропорционального амплитуде 14, блока умножени 15 и второго блока умножени 16. Функциональный преобразователь состоит из блока 17 функции Fo(a,), выражающей зависимость среднего значени силы от амплитуды , блока 18 функции е(а), выражающей зависимость отношени центральных моментов четвертого и второго пор дка от амплитуды, блока умножени 19 с выходом 20, блока 21 функции (а), вырал ающей зависимость коэффициента линеаризации от амплитуды, второго блока умножени 22 с выходом 23 и сумматора 24, выход которого (и в то же врем функционального преобразовател и всего устройства) обозначен цифрой 9. Устройство работает следующим образом. На вход схемы воспроизведени закона распределени 1 подаетс сигнал, пропорциональный незатухающему закону движени х(0) а на выходе получаетс сигнал, пропорциональный закону распределени ы(у,), который подаетс на первые входы схем воспроизведени центральных моментов 5, 6 и схемы центровки 4, на второй вход которой подаетс выходной линейный сигнал блока 3, а на выходе получаетс сигнал, пропорциональный центрированному закону движени , который подаетс на вторые входы схем 5 и 6. На выходе схемы 5 получаетс сигнал, пропорциональный дисперсии Д, а на выходе схемы 6 - моменту четвертого пор дка М°4. Оба эти сигнала, нар ду с линейным сигналом блока 3, подаютс в схему формировани промежуточных функцией, а именно, выходной сигнал схемы 5 подаетс на входы блоков возведени в квадрат 10 и второго блока делени 12, а выходной сигнал схемы 6 - на вторые входы блока 12 и первого блока делени 11, на первый вход которого подаетс выходной сигнал блока 10, а на выходе получаетс промежуточна функци s, представл юща , собой отношение Л1°4/Д. Выходной сигнал блока 12 подаетс в блок извлечени The block diagram consists of the distribution law reproduction scheme 1, the input of which is connected to the input signal source 2; line source 3; centering 4, the first input of which is connected to the output of the circuit 1, and the second - to the output of the source 3; circuits 5 and 6 of reproducing the second and fourth order central moments, respectively, the first inputs of which are connected to the output of circuit 1, and the second inputs to the output of circuit 4; the formation of intermediate functions 7, the inputs of which are connected to the outputs of block 3 and circuits 5 and 6; Functional converter 8, the inputs of which are connected to the outputs of block 3 and circuit 7, and output 9. The circuit for forming intermediate functions 7 consists of a squaring block 10, a division block 11, a second division block 12, a square root extractor 13, a voltage source proportional to amplitude 14, multiplier 15 and second multiplication block 16. The functional transducer consists of block 17 of the function Fo (a,), expressing the dependence of the average value of the force on amplitude, block 18 of the function e (a), expressing the dependence of the ratio the fourth and second order neutral moments of amplitude, multiplication unit 19 with output 20, function (a) unit 21, which determines the dependence of the linearization coefficient on amplitude, second multiplication unit 22 with output 23 and adder 24, the output of which (and at the same the time of the functional converter and the entire device) is indicated by the number 9. The device operates as follows. The input of the distribution scheme of distribution law 1 is a signal proportional to the continuous law of motion (0) and the output is a signal proportional to the distribution law s (y,), which is fed to the first inputs of the playback schemes of central moments 5, 6 and centering circuit 4, the second input of which is fed to the output linear signal of block 3, and the output is a signal proportional to the centered law of motion, which is fed to the second inputs of circuits 5 and 6. The output of circuit 5 receives a signal proportional to isperses D, and at the output of circuit 6 - the moment of the fourth order of M ° 4. Both of these signals, along with the linear signal of block 3, are fed to the intermediate-formation forming circuit, namely, the output signal of circuit 5 is fed to the inputs of the squaring block 10 and the second division block 12, and the output signal of circuit 6 is fed to the second inputs of the block 12 and the first division block 11, to the first input of which the output signal of the block 10 is applied, and the output is the intermediate function s, which is the ratio L1 ° 4 / D. The output of block 12 is fed to an extraction block.

квадратного корн 13, выход которого соединен с первым входом блока умножени 15, на второй вход которого подаетс выходное напр жение блока 14, пропорциональное амплитуде колебательного процесса. Выходной сигнал блока 15 подаетс в блок умножени 16, на второй вход которого подаетс линейный сигнал из блока 3, а на выходе получаетс сигнал, пропорциональный промежуточной функцииsquare root 13, the output of which is connected to the first input of multiplication unit 15, to the second input of which the output voltage of unit 14 is supplied, which is proportional to the amplitude of the oscillatory process. The output of block 15 is fed to multiplication block 16, to the second input of which a linear signal is fed from block 3, and the output is a signal proportional to the intermediate function

1/где Ci - коэффициент из выражени центрального момента г-го пор дка M5 Qa. Обе промежуточные функции, нар ду с линейным сигналом блока 3, подаютс на входы функционального преобразовател 8, а именно, выходной сигнал блока 16 подаетс . на входы всех трех функциональных блоков 17, 18 и 21 преобразовател , а выходной сигнал блока 17 - па второй вход блока 18. Выходные сигналы блоков 17 и 18 подаютс на первый и второй входы первого блока умножени 19, на выходе 20 которого получаетс сигнал, пропорциональный четной составл ющей искомой характеристики по формуле:1 / where Ci is the coefficient from the expression of the central moment of the nth order of M5 Qa. Both intermediate functions, along with the linear signal of the block 3, are supplied to the inputs of the functional converter 8, namely, the output signal of the block 16 is supplied. the inputs of all three functional blocks 17, 18, and 21 of the converter, and the output signal of block 17 is the second input of block 18. The output signals of blocks 17 and 18 are fed to the first and second inputs of the first multiplication unit 19, at output 20 of which a signal proportional to even component of the desired characteristics according to the formula:

у(х)-е(х)(|/и.),y (x) -e (x) (| / i.),

а выходной сигнал блока 21-на первый вход второго блока умножени , на второй вход которого подаетс линейный сигнал блока 3, а на выходе 23 получаетс сигнал, пропорциональный нечетной составл ющей искомой характеристики по формуле:and the output of the block 21 is at the first input of the second multiplication unit, the second input of which is supplied with the linear signal of block 3, and the output 23 receives a signal proportional to the odd component of the desired characteristic using the formula:

(V(V

с with

Qj(-/)7.QQj (- /) 7.Q

XX

Выходные сигналы блоков 19 и 22 подаютс на входы сумматора 24, где складываютс по формуле:The output signals of blocks 19 and 22 are fed to the inputs of adder 24, where they are added as follows:

(Kf(Kf

fy(x)- (г P.fy (x) - (g P.

++

уsign X,signal x,

хx

и на выходе блока 21 получаетс сигнал, пропорциональный искомой характеристике fj(x). Если на вход схемы 1 подаетс сигнал, пропорциональный колебательному смещению 5((0 то на выходе 9 получаетс сигнал, пропорциональный потенциальной характеристике /2(х). а если подаетс сигнал, пропорциональный колебательной скорости х(0. то получаетс сигнал, пропорциональный демпфирующей характеристике -Fi()()Предмет изобретени and at the output of block 21, a signal is obtained that is proportional to the desired characteristic fj (x). If a signal proportional to oscillatory bias 5 is applied to the input of circuit 1 ((0, then output 9 produces a signal proportional to the potential characteristic / 2 (x). And if a signal is proportional to the oscillatory velocity x (0, then a signal is obtained proportional to the damping characteristic -Fi () () Subject of the invention

Устройство дл определени динамических характеристик колебательных систем, содержащее схему воспроизведени закона распределени , вход которой соединен с выходомA device for determining the dynamic characteristics of oscillating systems, containing a scheme for reproducing the distribution law, the input of which is connected to the output

источника входного сигнала, схему центровки , вход которой соединен с выходом схемы воспроизведени закона распределени , выходы схемы воспроизведени закона распределени и схемы центровки св заны с соответствующими входами схем воспроизведени центральных моментов и функциональный преобразователь на выходе устройства, отл и ч а ющ е е с 5т тем, что, с целью упрощени , оно содержит блок возведени в квадрат и два блока делени , выход первого из которых св зан с первым входом функционального преобразовател , а вход делимого первого блока делени соединен с выходом блока возведени в квадрат, выход схемы воспроизведени центрального момента второго пор дка подключен ко входу блока возведени в квадрат и входу делимого второго блока делени , выход схемы воспроизведени центрального момента четвертого пор дка св зан со входами делителей обоих блоков делени ; блок извлечени корн и два блока умножени , соединенные последовательно, причем выход второго блока делени соединен со входом блока извлечени корн , выход второго блока умножени св зан со вторым входомthe input source, the centering circuit, the input of which is connected to the output of the distribution of the distribution law, the outputs of the distribution of the distribution law and the centering circuit are connected to the corresponding inputs of the reproduction schemes of the central moments and the functional converter at the output of the device, which is e 5t in order to simplify, it contains a squaring block and two dividing blocks, the output of the first of which is connected to the first input of the functional converter, and the input of the dividend first block the divider is connected to the output of the squaring unit, the output of the second order central time playback circuit is connected to the input of the squaring unit and the input of the divisible second division unit, the output of the fourth order central moment playback circuit is connected to the dividers of both divider blocks; a root extraction unit and two multiplication units connected in series, with the output of the second division unit connected to the input of the extraction unit root, the output of the second multiplication unit connected to the second input

функционального преобразовател ; источник линейного сигнала и источник напр жени , выход которого подключен ко второму входу первого блока умножени , а выход источника линейного сигнала св зан со вторым входом схемы центровки, вторым входом второго блока умножени и третьим входом функционального преобразовател .functional converter; a linear signal source and a voltage source, the output of which is connected to the second input of the first multiplication unit, and the output of the linear signal source is connected to the second input of the centering circuit, the second input of the second multiplication unit and the third input of the function converter.

66

SS

tt

2424