SU607239A1 - Устройство дл моделировани виброзащитных систем - Google Patents

Description

исследований непосредственно определить оптимальные параметры виброзащнтных средств.

Целыа изобретени   вл етс  повышение то юсп) и быстродействи  устройства.

Это достигаетс  тем, .что предлагаемое устрсйство содержит блоки моделировани  инструмента и виброзаищты, фазовращатель и блок сравие к  фаз, первый вход которого подсоединен к выходу датчика перемещени , а выход - к первому входу фазовращател , подключенного выходом к дополнительному входу усилител , первые входы и выходы блоков моделировани  инструмента и виброзащиты соеданены с соответЬтвующими вьь ходами и входами блока оптимизации, второй выход блока моделировани  виброзащиты цодключей ко вторым входам блока сравнени , фазовращател  и блока сравнени  фаз, а его второй и входы подсоедипе11Ы соответственно к датчику ш ы и ко второму выходу блока моделирова{ш  инструмента.

На чертеже представлена блок-схема описьшаемого устройства дл  моделировани  виброзашитных систем.

Устройство дл  моделировани  виброзащитных систем содержит возбудитель колебаний 1 с руко ткой 2, датчики ускорений 3, расположе1шые на динамических звень х руки. Датчики силы 4 и перемещени  5, расположен1п 1е на руко тке 2, блок оптимизации 6, блок 7 моделировани  виброзащнты , блок моделировани  инструмента 8, блок сравнени  9, усилитель JO, фазовращатель 11 и блок 12 сравнени  фаз.

Устршство работает следующим образом.

В блоке 8 модулируютс  дифференциальные уравнени , описьшаюиие дшшлшку рабочих частей исследуемого инструмента. Результатом решени  з(гах.уравнений  вл етс  функда  перемещени  корпуса инструмента от времеш. Сигнал, пропорциональный этой функщга, поступает на вход блока 7, в котором моделируютс  дифференциальные уравнени , описывающие виброзащитное устройство На вход блока 7 поступает сигнал, пропорциональный силе взаимодействи  руки с руко ткой; из датчика силы 4. Таким образом, на виброзащитюё устройство, моделируемое в блоке 7, действует со стороны корпуса инструмента кинематическое и силовое возбуждени , которые в виде электр{ческих сигналов поступают на соответствующий вход. Результатом совместного решеш  уравнений, модеашруемыхв блоке 8 и в блоке 7,  вл етс  функци  перемещени  руко тки исследуемого инструмента от времени, сигаал, пропорциональньш которой, поступает на выход блока 7.

Этот сшнал через фазовращатель 11 и усилитель 10 поступает на вход возбудител  колебаний 1, который трансформирует электрический сигнал в механическое движение и прикрепленна  к нему руко тка 2 имитирует перемещение руко тки иссле дуемого инструмента. Сила взаимодействи  руки человека-оператора с укрепленной на столе возбудател  колебаний 1 руко ткой 2 регастрируетс  датчиком (эщы 4. Ввиду того, что дл  имитации перемеще ш  руко тки исследуемого инструмента требуетс  высока  точность трансформации злектрического сигнала, а присоединенна  масса руки человека-оператора к руко же 2  вл етс  переменной величииой, дл  управлени  возбудителем колебаний введена обратна  св зь. Она осуществлен с помощью блока сравнени  9 и блока сравнени  фаз 12, фазовращател  Ни усилител  10. На входы блока сравнени  фаз 12 поступает сигнал, пропорциональный перемещению руко тки 2 с датчика S, и задающий сигнал с выхода блока 7. Отклонение , по вивщеес  При сравнении на ишьных фаз зтих сигналов, управл ет фазовращателем 11, управл ющий вход которого соединен с выходом блока 12. Дл  поддержани  амплитуды перемещени  руко тки 2, соответствующей сигналу с выхода блока 7, служит блок сравнени  9, входы которого соединены с выходом перемещени  бис выходом блока 7, а выход с управл ющим входом ушлител  10.

Блок оптимизации 6 предназначен дл  автоматической настройки параметров жесткости и диссипативности по заранее заданному критертю качества работы виброзащиты. Критерием качества работы виброзащиты могут быть наименьшие амплитуды перемещени  руко тки и последующих звеньев руки при ограниченных виброскорост х или наименьшие амплитуды виброускорений при наличии ограничений на перемещение руко тки относительно корпуса инструмента.

Таким образом, на входы блока оптимизации6 поступает информаф  о текущих значени х координат из датчиков 4, 4, 2, а также значение координаты перемещени  корпуса инструмента с выхода блока 8 и иекоторьге динамические характеристики само виброзащиты с выхода блока 7,

Пусть моделируемый инструмент описываетс  системой дифференциальных уравнешш;

li(j4 i fi CjK)Y,,I,(i) Ш

и координата YJM()  вл етс  функций) перемеще{ш  корпуса инструмента. Если руко тка бы.ла бы прикреплена к корпусу инструмента непосредственно , то и ее движение, соответствовало бы коор динате Yjjj(t). Однако дл  снижени  уровн  вибрации на руко тке используетс  виброзащитное устройство, состо щее из упругих и диссилативных элементов. Система уравнешй (1) моделируетс  в блоке 8 и сигнал, пропорциональный коордатате Yi-j (i) j с выходов поступает на вход блока 7 моделировани  виброзащиты и в блок оптимизации 6.

В простейшем случае виброзащитное устройство состоит из упругого элемента жесткости С и демпфера с коэффициентом сопротивлени  h, и