SU516056A1

SU516056A1 - Устройство дл моделировани нелинейных колебательных систем

Info

Publication number: SU516056A1
Application number: SU2116746A
Authority: SU
Inventors: Рамутис Юозо Бансевичюс; Стасис Ионо Оржекаускас; Казимирас Миколо Рагульскис; Игнас Юозо Скучас
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт Им. Антанаса Снечкуса
Priority date: 1975-03-24
Filing date: 1975-03-24
Publication date: 1976-05-30

Description

1

Изобретение относитс к области электрического моделировани .

Известны устройства дл моделировани нелинейных колебательных систем, содержаидие исследуемый объект, установленный на возбудителе колебаний, датчики иараметров, расположенные на исследуемом объекте и подключенные к соответствующим входам блока моделировани динамической системы и блока оптимизации, выход которого соединен с соответствующим входом блока моделировани динамической системы, первым выходом св занного с соответствующим входом блока.

Предложенное устройство отличаетс тем, что, с цельЕО повышени точности моделироваии , в него введены блок управлени и блок дифференцировани , входы которых соединены с вторым выходом блока моделировани динамической системы, и последовательно соединенные генератор колебаний, амплитудный модул тор и фазосдвигающий блок. Другие входы фазосдвигающего блока и амплитудного модул тора св заны с выходами блока управлени и блока дифференцировани , а возбудитель колебаний выполнен в виде взаимно перпендикул рно установленных пьезоэлектрических преобразователей. Одпн из двух параллельрю установленных пьезоэлектрических преобразователей, симметрично которым расположен опорнып олок возоудител колебаний, закреплен в основании с помощью ограничптглей и пружины, а другой зафиксирован жестко. Их обкладки подключепы к выходу генератора колебаний, а обкладки двух других пьезоэлектрических преобразователей возбудител колсбаппй соедпнепы с выходом 4 зосдвигающего блока. На фиг. 1 и 2 показано предлагаемое устройство с блок-схемой, разрезы но А-А и Б-Б; на фиг. 3, а, б, в приведены зависимости электрических парахметров устройства (фазы и амплитуды) от требуемого закона движени исследуемого объекта.

К исследуемому объекту 1 прикреплен р д датчиков 2, регистрирующих параметры (перемещение , скорость, ускореппе и т. д.). Датчики подключены к входу блока 3 моделировани динамической системы, а к

блоку 4 оптимизации, выход блока моделировапп дииамичсской системы - к блокам дифференцировани 5 и управлени 6. Выход блока дифферепцировани присоединен к амплитудному модул тору 7, а выход блока

6 - к фазосдвигаюп:,ему устройству 8, которые управл ют амплитудой и фазой высокочастотпэго нанр жепи , задаваемого геператором 9 электрических колебаний фиксированной частоты. Генератор 9 подключеп к возбудителю колебаний, а и.менно к обкладкам пье

зоэлектрических преобразователей 10 и 11, выполненных в виде пьезокерамических брусков . Один из них (10) закреплен в узлах колебаний жестко, другой (11) с помощью ограничителей 12 и пружины 13 прижимает два других аналогичных преобразовател 14 п 15 к преобразователю 10. В узлах колебании преобразователей 14 и 15 прикреплеп опорный блок возбудител колебаний, к которому крепитс исследуемый объект. Опорный блок может перемещатьс только в иаправлении оси X. Обкладки иреобразователей 14 и 15 ирисоедииены к генератору 9 через амплитудный модул тор и фазосдвигаюи-1,ее устройство . Резонансные частоты всех четырех преобразователей равны ввиду равенста геометрических размеров, материала и характера креплени . Обкладки (электроды) преобразователей 10, 11, 14 и 15 выполнены таким образом , что при резоиапсе в них образуетс полна сто ча волна (с двум узлами колебаний ). Характер продольных колебаний преобразователей приведен на фиг. 2.

Устройство работает следуюидим образом.

Исследуемый объект, представл юш,ий неизвестную часть системы, совершает колебани , задаваемые опорным блоком 16 возбудител колебаний. Датчики 2 фиксирует параметры исследуемого объекта в разных местах . Сигналы, пропорциональные параметрам исследуемого объекта, с выхода датчиков поступает в блок 3 моделировани динамической системы, а также в блок 4 оптимизации . Блок 4, соответствеино св занный с блоком 3, позвол ет известными методами оптимизировать параметры или структуру известной части динамической системы и определ ет моментную координату положени исследуемого объекта (опорного блока возбудител колебаний). Таким образом, сигнал, пропорциональный упом нутой моментной координате положени исследуемого объекта, с выхода блока 3 поступает в блок 5 дифференцировани и блок 6 управлени (сигнал фиг. 3, а). Выходной сигнал блока 5, иропорциональный скорости изменени моментной координаты положени исследуемого объекта (огибающа фиг. 3, в), и блока 6, фиксирующий фазу изменени моментной координаты (фиг. 3,6), подключеиы к входам блока 7 амплитудного модул тора и блока 8 фазосдвигающего устройства соответственно. Генератор 9 вырабатывает высокочастотные электрические сигналы. Они поступают пр мо к обкладкам пьезоэлектрических преобразователей 10 и И возбудител колебаний. Тот же высокочастотный сигнал с выхода генератора 9 подаетс в амплитудный модул тор, который модулируетс сигпалом с выхода блока 5 (огибающа фиг. 3, в), пропорциональным производной сигнала с выхода блока 3 (фиг. 3, а. Сигнал с выхода модул тора проходит в фазосдвигающее устройство , которое мен ет фазу модулированного высокочастотного сигнала на 180° в тот момент, когда блок 6 управлени фиксирует

изменение направлени , т. е. нарастание и убывание, выходного сигнала блока 3 (фиг 3, а, б). Такой модулированный сигнал двух иол риостей, иос щий информацию также и о направлении изменени выходного сигнала блока 3, поступает к обкладка.м преобразователей 14 и 15.

При подаче высокочастотных электрически.ч колебаний к обкладкам преобразователей,

они начинают соверщать резонансные колебани . В местах контакта иреобразователей происход т косые удары, направленные в сторону , завис щую от соотнощени фаз колебаний . Фазы колебаний преобразователей 10 и

11 совиадают, фазы колебаний преобразователей 14 п 15 отличаютс на 180°. При соблюдеиии этих требований, косые удары во всех четырех контактах преобразователей оказываютс паправленными в одну сторону,

т. е. в ту же сторону перемещаютс преобразователи 14 и 15 и к ним прикрепленный опорный блок 16. Реверсирование движени происходит при изменении фаз колебаний нреобразователей 14 п 15 на 180° (пунктирна

крива иа фиг. 2), что обеспечиваетс фазосдвигающи .м устройством 8. Генератор 9 настроен на резонансную частоту преобразователен . Скорость перемещени в широком диапазоне линейно зависим от амплитуды высокочастотиого сигнала. Частота обычпо лежит в диапазоне от 20 кг до 1000 кгц, т. е. косые удары следуют с большой частотой, и практически происходит равномерное движение, так как такие частоты фильтруютс самой ме.хаиической системой иривода. Таким образом, реверсировапие столика осуществл етс при фиксировании фазосдвигаюпхим устройством момента изменени направлени сигнала с выхода блока 3, а скорость его иеремещеПИЯ - от амплитуды модулированного высокочастотного сигнала, котора пропорциональна произво люй выходного сигнала блока 3, т. с. самой скорости изменени сигнала с выхода блока 3. Этим доказано движение

опорного блока возбудител колебаний по закону , совпадающему с формой выходного блока моделировани динамической системы. Высока точпос1Ъ совпадени достигаетс тем, что частота генератора 9 очень бо:1ЬИ1а и

достигает иескол1зких Meiarepn.

Высока точность имитаций движений, задаваемым выходным сигналом блока 3 опорному блоку 16. позвол ет исследовать сложные динамические систелты. При этом обеспечиваетс точност псрепесгни информации, зафиксированной в вычислите.:1ьпых устройствах , к рсальиому объекту. Информаци фиксируетс в форме сигнала.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл моделировани нелинейных

колебательных систем, содержащие исследу65 емый объект, установленный на возбудителе

колебаний, датчики параметров, установленные на исследуемом объекте и подключенные к соответствующим входам блока моделировани динамической системы и блока оптимизации , выход которого соединен с соответствующим входом блока моделировани динамической системы, первым выходом соединенного с соответствующим входом блока оптимизации , отличающеес тем, что, с целью увеличени точности моделировани , оно содержит блок управлени и блок дифференцировани , входы которых соединены с вторым выходом блока моделировани динамической системы, и последовательно соединенНЕзге генератор колебаний, амплитудный модул тор и фазосдвигающий блок, другие входы фазосдвигающего блока и амплитудного модул тора соединены с выходами блока управлени и блока дифференцировани , а возбудитель колебаний выполнен в виде взаимно перпендикул рно установленных пьезоэлектрических преобразователей, причем один из двух параллельно установленных пьезоэлектрических преобразователей, симметрично которым расположен опорный блок возбудител колебаний, закреплен в основании посредством ограничителей и пружины, а другой зафиксирован жестко, их обкладки подключены к выходу генератора колебаний, а обкладки двух других пьезоэлектрических преобразователей возбудител колебаний соединены с выходом фазосдвигающего блока.

1