SU726506A1

SU726506A1 - Device for reproducing random broadband vibration

Info

Publication number: SU726506A1
Application number: SU762308119A
Authority: SU
Inventors: Ян Семенович Урецкий
Original assignee: Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А.Н.Туполева
Priority date: 1976-01-04
Filing date: 1976-01-04
Publication date: 1980-04-05

Description

Изобретение относитс к области вибрационной техники, а именно к устройствам дл воспроизведени широкополосной случайной вибрации, используемым при испытании изделий на случайные вибрации.The invention relates to the field of vibration technology, namely, devices for reproducing broadband random vibration used in testing products for random vibrations.

Известны устройства дл воспроизведени широкополосной случайной вибрации, в которых дл задани спектра этой вибрации сигнал генератора белого шума с помощью набора полосовых фильтров раздел етс на р д частотных полос и в каждой полосе уровень сигнала генератора белого шума измен етс с помощью усилител с управл емым коэффициентом передачи таким образом, чтобы воспроизводимый вибратором спектр широкополосной случайной вибрации соответствовал заданному 1.Devices for reproducing wideband random vibration are known in which for setting the spectrum of this vibration the white noise generator signal is divided into a number of frequency bands in each band, and the white noise generator signal level is varied with a controlled gain amplifier. so that the spectrum of a broadband random vibration reproduced by the vibrator corresponds to the given 1.

В этих устройствах формируетс только спектр сигнала возбуждени вибратора, а не воспроизводима вибраци , поэтому точность задани спектра воспроизводимой вибрации остаетс низкой.In these devices, only the spectrum of the vibrator excitation signal is formed, and not reproducible vibration, therefore the accuracy of setting the spectrum of reproducible vibration remains low.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство дл воспроизведени широкополосной случайной вибрации, содержащее последовательно соединенные генератор белого шума , сумматор, усилитель мощности и вибратор с установленным на нем виброизмерительным преобразователем, подключенным к цеп м многоканальной обратной св зи, каждый из каналов которой включает полосовой фильтр, подключенный к его выходу усилитель с управл емым коэффициентом передачи , выход которого подключен к одному из входов сумматора, блок сравнени , к одному из входов которого подключен источник напр жени программы, а к выходу -The closest in technical essence to the present invention is a device for reproducing wideband random vibration, comprising a series-connected white noise generator, an adder, a power amplifier and a vibrator with a vibration measuring transducer mounted on it connected to the multichannel feedback circuits, each of which includes a band-pass filter, an amplifier connected to its output with a controlled transmission coefficient, the output of which is connected to one of the adder's inputs, b c comparison, one of whose inputs is connected voltage source program, and output to the -

управл ющий вход усилител с управл емым коэффициентом передачи, и измеритель дисперсии, включенный между полосовым фильтром и вторым входом блока сравнени 2.a control input of the amplifier with a controlled transmission coefficient, and a dispersion meter connected between the bandpass filter and the second input of the comparator unit 2.

В этом устройстве характер обратной св зи определ етс фазой сигнала, подаваемого с выхода полос{жого фильтра на вход сумматора, котора , в свс о очередь зависит от фазо-частотной характеристики вибратора с испытуемым изделием. Дл реализации заданного спектра щнрокополосной случайной вибрации необходима положительна обратна св зь при коэффициенте усилени всего устройства, меньшем единицы , т. е. при отсутствии услови самоозбуждени системы с обратной св зью. ВибратЬр с; ;йспйтуёмым изделием имеет, ак правило, амплитудно- и фазо-частотиые характеристики с большой неравномерностью . Кроме того, эти характеристики могут измен тьс в процессе работы устройства. Поэтому с помощью этого устройства трудно реализовать заданный с большой неравномерностью спектр широкополосной случайной вибрации прр заданной точности воспроизведени .In this device, the nature of the feedback is determined by the phase of the signal supplied from the output of the bands {a live filter to the input of the adder, which, in turn, depends on the phase-frequency characteristic of the vibrator with the product under test. In order to realize a given spectrum of a wideband random vibration, a positive feedback is necessary when the gain of the entire device is less than one, i.e., in the absence of a condition of a feedback system. Vibrate with; ; The associated product has, as a rule, amplitude and phase-frequency characteristics with large irregularities. In addition, these characteristics may vary during device operation. Therefore, using this device, it is difficult to realize the broadband random vibration range of a given reproduction accuracy specified with great irregularity.

Цель изобретени - повышение точности воспроизведени заданного спектра широкополосной случайной вибрации.The purpose of the invention is to improve the accuracy of reproduction of a given range of broadband random vibration.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство снабжено шаговь1м искателем, блоком измен емой по величине дисперсионной задержки, вход которого подсоединен к виброизмеритель,ному преобразователю, а выходы через контакты шагового искател св заны со входами всех полосовых фильтров , пороговым ограничителем, вход которого подключен к выходу сумматора, и формирователем управл ющего напр жени , вход toToporo подключен к выходу порогдвого ограничител ; а выход - к управл ющему входу шагового искател .The goal is achieved by the fact that the device is equipped with a step finder, a variable dispersion delay unit, the input of which is connected to a vibration meter, a fixed transducer, and the outputs are connected to the inputs of all bandpass filters via the contacts of the step finder an adder, and a control voltage driver, the toToporo input is connected to the output of the double limiter; and the output is to the control input of the step finder.

На чертеже приведена блок-схема устройства ..The drawing shows the block diagram of the device ..

Устройство содержит генератор белого шума, сумматор 2, усилитель 3 мощности, вибратор 4 с установленным на нем виброизмерительным преобразователем 5, блок 6 измен емой по величине дисперсионной задержки , шаговый искатель 7 с контактной группой 8 н управл ющей обмоткой 9, набор полосовых фильтров 10, усилителей И с управл емым коэффициентом передачи, измерителей 12 дисперсии, блоков 13 сравнени , пороговый ограничитель 14 и формирователь 15 управл ющего напр жени .The device contains a white noise generator, an adder 2, a power amplifier 3, a vibrator 4 with a vibration measuring transducer 5 mounted on it, a variable dispersion delay unit 6, a step finder 7 with a contact group 8 n control winding 9, a set of band-pass filters 10, amplifiers with controlled transmission coefficient, dispersion meters 12, comparison units 13, threshold limiter 14, and control voltage driver 15.

Генератор 1 белого шума, служащий источником широкополосного случайного сигнала , соединен через сумматор 2 и усилитель 3 мощности с вибратором 4. Виброизмерительный преобразователь 5 подключен через блок 6 измен емой по величине дисперсионной задержки и контактную группу 8 шагового искател 7 ко входам всех полосовых фнльтров 10, выход каждого из которых через усилитель 11 с управл емым коэффициентом передачи подключен к одному из входов сумматора 2, а через измеритель 12 дисперсии - к одному из входов блока 13 сравнени , выход которого подсоединен к управл ющему входу усилител И, а второй вход - к источнику напр жени программы (обозначен на чертеже индексом Unp.).A white noise generator 1, which serves as a source of a wideband random signal, is connected via an adder 2 and a power amplifier 3 with a vibrator 4. The vibrating sensor 5 is connected via block 6 of variable dispersion delay and a contact group 8 of a step finder 7 to the inputs of all band passwords 10, the output of each of which is connected to one of the inputs of the adder 2 through the amplifier 11 with a controlled transmission coefficient, and through the dispersion meter 12 to one of the inputs of the comparison unit 13, the output of which is below oedinen to the control input of the amplifier and, as a second input - to a voltage source program (identified in the figure index Unp.).

Устройство работает Следующим образом/The device works as follows /

Широкополосный случайный сигнал генератора 1 белого шума поступает через сумматор 2 и усилитель 3 мощности на вибратор 4. Воспроизводима вибратором вибраци воспринимаетс вибронзмернтельным преобразователем 5, сигнал с которого через блок 6 дисперсионной задержки, величина которой определ етс положением шагового искател 7, поступает на входы всехThe broadband random signal of the white noise generator 1 is fed through the adder 2 and the power amplifier 3 to the vibrator 4. The vibration reproduced by the vibrator is perceived by the vibration-variable converter 5, the signal from which through the dispersion delay block 6, the value of which is determined by the position of the step finder 7, enters all inputs

полоссйых фильтров 10. Сигнал на выходе полос жого фильтра 10 измер етс измерителем 12 дисперсии и в блоке 13 сравнени сравниваетс с напр жением программы. Разностное напр жение блока 13 сравнени управл ет коэффициентом передачи такимband-pass filters 10. The signal at the output of the band-pass filter 10 is measured by the dispersion meter 12 and is compared in block 13 to the voltage of the program. The differential voltage of comparison unit 13 controls the transmission coefficient of such

e образом, чтобы суммарный сигнал, снимаемый с сумматора 2, об БСпечквал воспроизведение заданного спектра широкополосного случайного сигнала. При наличии самовозбуждени в каком-либо из контуров обратной св зи уровень сигнала на выходе сумматора 2 резко возрастает и при превышении некоторого заданного уровн на выходе порогового ограничител 14 по вл етс импульс , который запускает формирователь 15 управл Ющего напр жени . На управл ющую обмотку 9 шагового искател 7 подаетс сери импульсов, которые заставл ют контактную группу 8 переключатьс до тех пор, пока не будет подобрана величина дисперсионной задержки, при которой самовозбуждение устройства отсутствует.e in such a way that the sum signal removed from the adder 2, about the BS signal, reproduces the specified spectrum of the wideband random signal. When there is self-excitation in any of the feedback loops, the signal level at the output of adder 2 increases dramatically and when a certain predetermined level is exceeded, the output of the threshold limiter 14 is a pulse that triggers the junction voltage driver 15. A series of pulses is applied to the control winding 9 of the step finder 7, which cause the contact group 8 to switch until the dispersion delay value is selected, at which the device self-excitation is absent.

Введение в устройство блока измен емой по величине дисперсионной задержки, подбор величины которой осуществл етс с помощью управл емого пороговым ограничителем и формирователем управл ющего напр жени шаговым искателем, приводит к тому, что на сумматоре складываютс напр жени не по мгновенным значени м, а по дисперсии. При этом величина минимальной дисперсионной задержки выбираетс из услови отсутстви коррел ционной св зи между сигналами, т. е. их статической независимости . В случае, если годограф амплитудно-фазорой характеристики устройства при этом охватывает точку с координатами (-1 ;0),The introduction into the device of a variable dispersion delay unit, the selection of which is carried out using a control voltage controlled by a threshold limiter and a driver, and a step finder, causes the accumulator to accumulate on the accumulator not by instantaneous values, but by dispersion . In this case, the value of the minimum dispersion delay is selected from the condition that there is no correlation between the signals, i.e., their static independence. If the hodograph amplitude-phasor characteristics of the device at the same time covers a point with coordinates (-1; 0),

самовозбуждение устройства устран етс подбором величины задержки, при которой годограф поворачиваетс так, чтобы он не охватывал точку (-1;0 ).self-excitation of the device is eliminated by selecting the amount of delay at which the hodograph is rotated so that it does not cover the point (-1; 0).

Claims

1. USSR author's certificate number 347612, cl. G01 M 7/00, 1970.

2. USSR author's certificate

Yao 410328, class G01 R 23/18, 1972 (prototype).