SU578575A1 - Устройство дл воспроизведени силовых воздействий - Google Patents

Description

1

Изобретение касаетс  экспериментальных устройств, предназначенных дл  динамических испытаний механических конструкций, в частности воспроизведени  силовых воздействий при определении упруго-массовых характеристик конструкций методом электромеханического моделировани .

К устройствам указанного назначени  предъ вл ютс  требовани  преобразовани  синусоидальных электрических сигналов в механические усили  с высокой точностью (погрешность преобразовани  но амплитуде 1- 2%) ив широком диапазоне частот (от единиц до сотен герц). От точности поддержани  внешних воздействий при непрерывном (или дискретном) изменении частоты возбуждени  колебаний зависит точность определени  амплитудно-частотных характеристик обобщенной массы, декремента и других параметров исследуемой конструкции.

Известны устройства указанного назначени , содержащие электродинамический возбудитель колебаний и цепь обратной св зи, содержащую измерительный преобразователь и усилитель напр жени , выходной сигнал которого управл ет амплитудой напр жени  задающего генератора дл  уменьшени  отклонений регулируемого параметра от требуемого его значени  1.

Однако эти устройства не обеспечивают необходимой точности регулировани  амплитуды силы возбудител , а при увеличении коэффициентов передачи ycиv итeлeй и наличии определенных фазовых сдвигов тер ют устойчивость .

Прототипом изобретени   вл етс  устройство дл  воспроизведени  силовых воздействий, содержащее в пр мой цепп задающий генератор , сумматор, усилитель мощности, электродинамический возбудитель колебаний, а в цепи обратной св зи - силоизмерительный преобразователь с усилителем напр жени  н фазоинвертор . В этом устройстве между возбудителем и объектом находитс  силоизмерительный преобразователь, сигнал которого усиливаетс  и сравниваетс  с напр жением задающего генератора 2.

Claims (2)

1. Однако это устройство не обладает достаточной точностью и необходимым запасом устойчивости в требуемом диапазоне частот. Коррекци  частотных характеристик с целью стабилизации замкнутой системы св зана с синтезом чрезмерно сложных корректирующих цепей, а в случа х, когда испытываемый объект имеет переменные параметры или требуетс  исследовать несколько собственных тонов упругой конструкции, така  коррекци  практически иереализуема. Целью изобретени   вл етс  повышение запаса устойчивости н точности работы устройства в широком днаиазоне частот. Дл  этото в предлагаемое устройство в цеиь обратной св зи между усилителем нанр жеии  и фазоиивертором включены иоследовательно соединенные двухиолупериодный выир митель со сглаживаюш,им фильтром и блок перемножени  напр жений, второй вход которого через делитель напр жени  подключен к нерегулируемому выходу задаюш его генератора . На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит в пр мой цепи электродинамический возбудитель 1 колебаний, подвижна  катушка 2 которого подключена к усилителю 3 мош,ности, соединенному через сумматор 4 с залТ,аюш,им генератором 5. Цепь обратной цепи содержит последовательно включенные силоизмерительный преобразователь 6, установленный между подвижной катушкой 2 и испытываемым объектом 7, усилитель 8 напр жени , двухиолупериодный выпр митель 9, сглаживаюш,ий фильтр 10, подключепный к одному входу блока 11 иеремножеии  напр жений, к другому входу которого через делитель 12 напр жени  подключен нерегулируемый выход задаюш,его генератора 5, а выход блока 11 перемножени  напр жений через фазоинвертор 13 соединен с другим входом сумматора 4. Работа устройства заключаетс  в следуюш ,ем. Управл юш,ее ыапр  кение задаюш,его генератора 5, пропорциональное требуемым силовым воздействи м, с помоп1,ью усилител  3 мощности преобразуетс  в ток, протекаюш,ий через подвижную катушку 2 электродинамического возбудител  1 колебаний. В результате взаимодействи  тока с магнитным нолем возникает сила, передаваема  на испытываемый объект 7. С помошью силоизмерительного преобразовател  6 сила преобразуетс  в электрический сигнал, который усиливаетс  усилителем , фильтруетс  от высших гармоник сглаживаюш ,им фильтром 10 и подаетс  на вход блока 11 перемножени  напр жений. К другому входу последнего через делитель 12 напр жени  подаетс  опорное напр жение (посто нной амплитуды) задаюш,его генератора 5, имеюш,ее частоту и фазу, равные частоте и фазе управл юнлего напр жени . Выходное напр жение блока 11 перемножени , пропорциональное по модулю силе, а по частоте и фазе - управл юш,ему напр жению, через фазоинвертор 13 в виде сигнала отрицательной обратной св зи поступает на вход сумматора 4. Разность двух напр жений с выхода сумматора 4 поступает на усилитель 3 мощности , преобразуетс  в ток и отрабатываетс  электродинамическим возбудителем 1 в меха 1ичсскую силу с точностью, определ емой значением коэффициента обратной св зи. Таким образом осуществл етс  воспроизведение по управл ющему напр жению и автоматическое регулирование амплитуд требуемых силовых воздействий. Предлагаемое устройство обладает устойчивостью в широком диапазоне частот и при больших 31;ачеии х коэффициента передачи разомкнутой системы. Это позвол ет обеспечить требуемую точность воснроизведени  силовых воздействий по амплитуде (погрешность 1-2%), компенсиру  вли ние инерционной массы и демпфировани  подвижной катушки , а также жесткости подвеса и нелинейности электродинамического возбудител  колебаний . Устойчивость системы обеспечиваетс  благодар  тому, что независимо от значений коэффициента передачи и фазовых сдвигов разомкнутой системы сигнал обратной св зи находитс  в противофазе с управл ющим напр жением . Устройство позвол ет существенно расширить частотный диапазон (от единиц до сотен герц) исследуемых колебаний, что весьма важно дл  получени  более полного объема информации о колебательных характеристиках исследуемых конструкций, в частности летательных аппаратов и их моделей. С помощью устройства, помимо воспроизведени  силовых воздействий, принципиально возможно поддерживать (регулировать) амплитуду , например, вектора скорости или ускорений колебаний подвижной системы электродинамического возбудител , при этом в цепь обратной св зи необходимо установить соответствующий измерительный преобразователь. Формула изобретени  Устройство дл  воспроизведени  силовых воздействий, содержащее в пр мой цепи задающий генератор, сумматор, усилитель мощности , электродинамический возбудитель колебаний , а в цепи обратной св зи - силоизмерительный преобразователь с усилителем апр жеии  и фазоинвертор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  запаса усойчивости и точности работы устройства в ироком диапазоне частот, в цепь обратной в зи между усилителем напр жени  и фазонвертором включены последовательно соедиенные двухполупериодный выпр митель со глаживающим фильтром и блок перемножеи  напр жений, второй вход которого через елитель напр жеии  подключен к нерегулиуемому выходу задающего генератора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Генкин М. Д. и др. Электродинамические ибраторы. М., «Машиностроение, 1975, с. 25.
2. 2. Авторское свидетельство СССР ЛЬ 146567, л. G 01М 7/00, 1960.

   -7

   13

   -