SU752254A1 - Устройство дл регулировани частоты колебаний платформы - Google Patents

Description

Иэобрегение относитс  к области регулировани  механических колебаний резонансных объектов, например вибрационных устройств, примен емых в строительной индустрии, обогатительной, пищевой и других отрасл х промышленности, Известно устройство, используемое дл вы влени  и поддержани  экстремальных значений амплитуды колебаний резонансного объекта СЧ В известном устройстве дл  поддержани  экстремальных значений амплитуды колебаний используютс , фазовые характеристики объекта, св занные однозначной зависимостью с амплитудными характерис тиками, имеющими экстремум .(резонансный режим), причем предполагаетс , что резонансному режиму соответствует фазовый сдвиг между управл ющим воздействием и управл емой величиной, равный Указанное соответствие справедлив дл  объектов, обладающих высокой добротностью , т. е, малой степенью затухани  колебаний. Однако р д резонансных объектов, выполн ющих технологические операции, например виброуплотнение бетонных смесей , обладает относительно низкой добротностыо . Применение дл  этих объектов известного устройства не обеспечивает поддержание максимальной амплитуды колебаний , так как дл  объектов с низкой добротностью уг-оп фазового сдвига, равный , не соответствует резонансу . Дл  резонансных объектов, обладающих низкой добротностью, возможно построение систем экстремального управлени  на основе известных .методов поиска экстремума (метод запоминани  экстремума, метод синхронного детектировани  и т. д). Однако применение указанных методов к резонансным объектам требует введени  в экстремальный, регул тор устройства выделени  огибающей амплитуд колебаний управл емой величины. Построение таких устройств предогав- п ет собой сложную техническую задачу, а дл  промышленных резонансных объектов , работающих, как правило, на низких частотах, проблема построени  устройств дл  выделени  огибающей ампли .туд колебаний резко усложн етс . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  регулировани  колебаний резонансного объекта, состо щее из элект .ромагнитного вибровоабудител  с рабочим органом и упругих элементов, включающее датчик виброперемещений рабочего органа и усилитель 2. Устройство  вл етс  самовозбуждаЮ щейс  колебательной системой, установив шиес  колебани  в которой осуществл ю с  на частоте, равной частоте собственных колебаний системы. Дл  объектов с высокой добротностью устройство обеспечивает колебани , близкие к резонансу, поскольку в таких объектах частота собственных колебаний практически срвпада- .ет с частотой резонанса, т. е. с частотой , при которой амплитуда колебаний максимальна. В объектах низкой добротностью частота собственных кодебаний существенно отличаетс  от частоты резонанса, и, следовательно, установление в системе колебаний с частотой, равной частоте собственных колебаний системы, не обеспечивает вы влени  и поддержани  резонансного реншма. Это снижает интенсивность колебаний электрр . магнитного вибровозбудител  с рабочим органом- й,как следствие, снижает эффек тивность ведени  технологического проце са, протекающего в рабочем органе. Цель изобретени  ,- повышение быстро действи  устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство содержит преобразовател последовательно соединенные генератор напр жени  и коммутатор и последоЬател но Соединенные регул тор, дифференциатор , ключ, блок пам ти, суммато Генератор частоты и второй ключ, выход которого подключен к первому входу уси лител , второй вход которого соединен с выходом первого ключа, а выход - со входом преобразовател , св занного выходом с электромагнитным вибровозбу- дителем, первый выход коммутатора под ключен ко второму входу первого ключа второй выход - ко второму входу второг ключа, а вход - ко второму входу сумм тора, вход регул тора соединен с выхо- дом датчика виброперемещени . На фиг, 1 изображена функциональна  хема устройства; на фиг, 2 - эпюры, ллюстрирующие работу устройства в ежиме самовозбуждени ; на фиг. 3 пюры , иллюстрирующие работу устройства в режиме принудительного возбуждени  колебаний. Устройство содержит платформу 1, электромагнитный вибровозбудитель 2, упругие (виброизолирующие) элементы 3, датчик 4 виброперемещени  платформы , регул тор 5, дифференциатор 6, первый 7 и второй 8 1ШЮЧИ, коммутатор 9, усилитель 10, преобразователь 11, упругие элементы 12 электромагнитного вибровозбудител , блок 13пам ти, генератор 14 напр жени , сумматор 15, генератор 16 частоты. На приведенных на фиг. 2 эпюрах обозначены импульсы 1,0 тока) протекающие через электромагнитный вибровозбуди- тель, импульсы Р т гового усили , развиваемого электромагнитным вибровозбудителём , перемещение сГ платформы, сигнал. X на выходе дифференциатора, импульсы Up питани  электромагнитного вибровозбудител . На приведенных на фиг. 3 эпюрах обозначены напр жение U на выходе генератора напр жени , напр жени  Uj/-) . на выходах коммутатора, управл ющие соответственно первым и вторым ключами , напр жение выходе блока пам ти, напр жение U на выходе сумматора . Устройство работает следзгющим образом . Платформе 1 сообщаетс  вибрацион юе воздействие, создаваемое электромагнитным вибровозбудителем.. 2. Вибровозбудитель 2 установлен на упругих элементах 3, осуществл ющих виброизол цию фундамента. Гармонические колебани  платформы 1 воспринимаютс  датчиком 4 вйброперемещений, сигнал с которого поступает на регул тор 5, осуществл ющий автоматическую регулировку усилени . Сигнал с регул тора 5, амплитуйа которого посто нна независимо от амплитуды колебаний платформы 1, поступает на в.ход дифференциатора 6. Поскольку сигнал на входе дифференциатора 6 измен етс  по гармоническому закону Asinuji; где А - амплитуда, посто нна  на всех частотах, на выходе дифференциатора 6 по вл етс  сигнал, измен ющийс  по закону со Aco9U)t, т. е. пропорциональный частоте колебаний платформы 1.

. Дальнейша  работа устройства зависит от состо ни  первого 7 и второго 8 ключей , управл емых коммутатором 9, При замкнутом первом ключе 7 и разомкнутом втором ключе 8 устройство- работает в режиме самовозбуждени , при разомкнутом первом ключе 7 и замкнутом- втором ключе 8 устройство работает в .режиме принудительного возбуждени  колебаний.

В режиме самовозбуждени  сигнал с выхода дифференциатора 6 через замкнутый ключ 7 поступает на первый вход усилител  10, а с выхода последнего

через тиристорный преобразователь 11 питани  - на вход электромагнитного вибровозбудител  2.

При подаче на устройство напр жени  возникает первоначальный возмущающий импульс, вызывающий сжатие упругих элементов 12 вибровозбудител  2 и движение платформы 1, пере)(:од щее в собственные колебани . В результате этого -на выходе датчика 4 виброперемещени  .возникает электрический сигнал переменного тока, пропорциональный перемещению сО (фиг. 2) платформы 1, частота которого равна частоте собственных колебаний В регул торе 5 сигнал, сохран   гармо- ническую форму, стабилизируетс  по амплитуде и далее дифференциатором Q дифференцируетс . Образовавшийс  на выходе дифференциатора гармонический сигнал V (фиг.2) через усилитель 10 поступает на тиристорный преобразователь 11 питани , вырабатывающий пр моугольные импульсы Ufi (фиг. 2) питани  вибровозбудител  2.

Поскольку длительность импульсов

Un составл ет половину периода собственных колебаний, обратное движение платформы 1 осуществл етс  за счет энергии, накопленной во врем  сжати  упругих элементов. Возникает режим установившихс  колебаний, при котором йреобразователь 11 питает вибровозбудитель 2 импульсами тока Чо (фиг. 2), частота пов:торени  которых, как и импульсов т гового усили  F (фиг. 2), равна частоте соб .ственных колебаний.

При изменении параметров технологи- .ческого процесса, -протекающего в платформе 1 во врем  вибрационного воздействи , измен ютс  параметры резонансного объекта (электромагнитный внбровоз- |будитель с платформой), что приводит к установлению в устройстве новой частоты

собственных колебаний. Таким образом, частота собственных колебаний функцио нально св зана с изменением свойств объекта.

Дл  резонансных объектов с низкой добротностью частота собственных ко- (лебаний, котора  устанавливаетс  в устройстве , существенно отличаетс  от частоты резонанса, при котором амплитуда колебаний максимальна, причем частота резонанса всегда меньше частоты собственных колебаний. Это интенсивность колебаний электромагнитного : вибровозбудител  2 с платформой 1 и, соответственно, интенсивность технологических процессов, протекающих в платформе .

Ха эактерной особенностью устройства - вл етс  повышение интенсивности колебаний электромагнитного вибровозбудител  2 с платформой 1 путем периодического уменьшени  частоты колебаний относительно установившейс  частоты собственных колебаний, нрйчем периодическое уменьшение частоты колебаний , осуществл етс  так, чтобы проходилась

частота , соответствующа  частоте резонанса . Это осуществл етс  путем пе- ревода устройства в режим принудительного возбуждени  колебаний.

Подготовка к режиму принудительно-

го возбуждени  колебаний осуществл етс  еще во врем  режима самовозбуждени

; Во врем  работы устройства в режиме самовозбуждени : сигнал с дифференциатора б через перВый ключ поступает, кроме усилител  1О, на вход блока пам ти 13, в котором фиксируетс  амплитудное значение сигнала с дифференциатора 6, пропорциональное частоте собственных колебаний (фиг. 3, крива  U56 ).

Переход на режим принудительного возбуждени  колебаний осуществл етс  при размыкании первого ключа 7 и за .мыкании второго ключа В, причем перек:лючение ключей осуществл етс  коммутатором 9, управл емым напр жением с выхода генератора 14 пилообразного напр жений (фиг. 3, крива  Upp ). Интервалам времени, на которых напр жение Up,, равное нулю, соответствует наличие напр жени  на том выходе коммутатора 9, который управл ет замыканием первого ключа 7 (фиг. 3, крива  U ), а интервалам времени, на которых напр жение Орпн отлично от нул , соответствует наличие напр жени  на том выходе коммутатора 9, который управл ет замы санием второго ключа 8 (фиг. 3, крива 

JKI )

Напр жение Ujg с выхода блока 13

пам ти алгебраически суммируетс  в сумматоре 15 с напр жением У, посту-. пающим с выхода генератора 14 пилообразного напр жени . Алгебраическа  сумма напр жений U (фиг. 3) с выхода сумматора 15 поступает на вход генера тора 16 частоты, определ   частоту

принудительных колебаний электромагнитного вибровоабудител  2 с платформой 1, причем частота принудительных колебаний в этом режиме плавно уменьшаетс  относительно установившейс  частоты собственных колебаний, проход  частоту, соответствующую резонансу. Напр жение с выхода генератора 16 частоты через замкнутый второй ключ 8 поступает на . второй вход усилител  1О, управл  

тиристорным преобразователем 11 питани  с частотой, вырабатываемой генератором 16.

Поскольку переключение ключей 7 и 8. определ етс  режимом работы генера- тора .14 пилообразного напр жени , устройство периодически переключаетс  с режима самовозбуждени  на режим принудительного возбуждени  Еопебаний. Такое переключение обеспечиБаёт не толь ко периодическое прохождение частоты, соответствующей резонансу, но и периодическую настройку на новые ЗЕичени  частоты собственных колебаний, которые воз никают из-за изменени  иараметров з-ех- нологического прсжесса, преугекающего в платформе при вибрационном воздействи

Периодическое прохождение частоты, соответствующей резонансу, увеличивает

амплитуду колебаний платформы в области резонанса, интенсифициру  процессы, протекающие в платформе.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР

№ 590695, кл. Q 05 В 13/02, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 91880, кл. Q 01 М 7/00, 1957 (прототип).

. -f