SU771381A2

SU771381A2 - Automatic-control shock-absorber

Info

Publication number: SU771381A2
Application number: SU772524943A
Authority: SU
Inventors: Владимир Гаврилович Елезов
Original assignee: Государственный Научно-Исследовательский Институт Машиноведения Им. Академика А.А.Благонравова
Priority date: 1977-09-19
Filing date: 1977-09-19
Publication date: 1980-10-15

Description

II

Изобретение относитс к устройствам дл гашени колебаний, а именно к конструкции амортизаторов с автоматическим управлением .The invention relates to damping devices, in particular to the construction of automatic shock absorbers.

Известен амортизатор с автоматическим управлением, содержапдий упругие элементы , закрепленные каждый одним концом к колеблющемус объекту, а другим - через электромеханический динамометр к изолируемому объекту, усилитель, подключенный к выходу электромеханического динамометра , запитываемый усилителем мощности электромеханический вибратор, корпус, рабочий орган которого жестко закреплены к колеблющемус и изолируемому объектам 1 .The automatic shock absorber is known, the elastic elements each attached to the oscillating object at one end and the other through an electromechanical dynamometer to an isolated object, an amplifier connected to the output of an electromechanical dynamometer powered by an electromechanical vibrator power amplifier, a housing whose working body is rigidly fixed to oscillating and insulated objects 1.

Недостаток этого амортизатора заключаетс в том, что его эффективность в широкой полосе частот ограничена самовозбуждением электромеханической системы регулировани The disadvantage of this shock absorber is that its effectiveness in a wide frequency band is limited by self-excitation of an electromechanical control system.

По основному авт. св. № 589482 известен амортизатор с автоматическим управлением , содержащий электромеханические динамометры , упругие элементы, св зываемые одним концом с колеблющимс объекто.м, а другим - через электромеханические динамометры с изолируемым объектом, предва рительные усилители, св занные с выходами дина.мометров, усилитель мощности, полосовые след щие фильтры, аналоговые сумматоры , один из которых соедин ет выходы предварительных усилителей с входами полосовых фильтров, а другой - выходы полосовых фильтров с входом усилител мощности , электромеханический запитываемый усилителем мощности вибратор, корпус и рабочий орган которого предназначены дл According to the main author. St. No. 589482 is a self-controlled shock absorber containing electromechanical dynamometers, elastic elements connected at one end to an oscillating object, and the other through electromechanical dynamometers with an isolated object, preliminary amplifiers connected to the outputs of dynamometers, power amplifier, band-pass next filters, analog adders, one of which connects the outputs of the pre-amplifiers to the inputs of the band-pass filters, and the other - the outputs of the band-pass filters to the input of the power amplifier, Electromechanical powered by a power amplifier vibrator, the body and the working body which are intended for

10 креплени к колеблющемус и изолируемому объектам 2.10 attachment to oscillating and insulated objects 2.

По технической сущности и достигаемому результату данный амортизатор наиболее близок к предлагаемому.The technical essence and the achieved result of this shock absorber closest to the proposed.

Недостаток амортизатора заключаетс вThe lack of a shock absorber is

5 том, что его эффективность, определ ема как отношение величины вибрации изолируемого объекта под амортизатором до и после включени цепи обратной св зи электромеханической системы регулировани , супгествен2Q но снижаетс при изменении коэффициентов передачи отдельных звеньев системы на частотах вибрационных составл юпгих, подлежащих гащению. Особенно существенными эти изменени оказываютс при установке5 that its efficiency, defined as the ratio of the magnitude of the vibration of an isolated object under a shock absorber before and after switching on the feedback circuit of an electromechanical adjustment system, decreases but decreases with changing transmission coefficients of individual links of the system at frequencies of vibrating components that are to be attenuated. These changes are especially significant when installing

виброактивных объектов на подвижных основани х , например судах. Объ сн етс это тем, что при наклонах основани мен етс взаимное расположение корпуса и рабочего органа вибратора (например, кор относительно сердечника с катушкой дл случа применени вибратора электромагнитного типа ), что сопровождаетс значительным изменением коэффициента передачи вибратора .vibroactive objects on mobile bases, for example, ships. This is explained by the fact that when the base is tilted, the relative position of the body and the working body of the vibrator (for example, the core relative to the core with the coil for the case of using an electromagnetic type vibrator) changes, which is accompanied by a significant change in the transfer coefficient of the vibrator.

Цель изобретени - повышение эффективности при гашении мен ющихс по амплитуде и частоте вибрационных составл юших .The purpose of the invention is to increase the efficiency when extinguishing vibrating components varying in amplitude and frequency.

Это достигаетс тем, что амортизатор предлагаемой конструкции снабжен дополнительным электромеханическим динамометром , устанавливаемым между рабочим органом вибратора и изолируемым объектом, предварительным усилителем, электрически св занным с дополнительным динамометром, несколькими парами последовательно соединенных амплитудных и фазовых регул торов, кажда из которых св зана с выходом соответствуюшего полосового фильтра и одним из входов аналогового сумматора, несколькими парами амплитудных ч фазовых различителей , входы которых ct .динены с выходами предварительных усилителей, а выходы - с соответствуюш,ими управл ющими входами фазовых и амплитудных регул торов .This is achieved by the fact that the damper of the proposed design is equipped with an additional electromechanical dynamometer installed between the vibrator working body and the object to be isolated, a preamplifier electrically connected to the additional dynamometer, several pairs of successively connected amplitude and phase regulators, each of which is connected to an output corresponding to bandpass filter and one of the inputs of an analog adder, several pairs of amplitude h phase discriminators, inputs ct. are single with the outputs of the preamplifiers, and the outputs with the corresponding, control inputs of the phase and amplitude regulators.

На чертеже изображена функциональна схема предлагаемого амортизатора с автоматическим управлением.The drawing shows a functional diagram of the proposed shock absorber with automatic control.

Амортизатор с автоматическим управлением содержит электромеханический динамометр 1, упругий элемент 2, сг зываемый одним концом с колеблющимс объектом 3, а другим - через электромеханический динамометр 1 с изолируемым объектом 4, полосовые фильтры 5, предварительный усилитель 6, запитываемый усилителем 7 мощности электромеханический вибратор 8, корпус которого предназначен дл закреплени к колеблющемус объекту 3, аналоговый сумматор 9, выход которого соединен с входом усилител 7 мощности.The automatic-controlled shock absorber contains an electromechanical dynamometer 1, an elastic element 2, which is bridged at one end with an oscillating object 3, and the other through an electromechanical dynamometer 1 with an insulated object 4, band-pass filters 5, a pre-amplifier 6, powered by an amplifier 7 of power, an electromechanical vibrator 8, the casing of which is intended to be fixed to the oscillating object 3, an analog adder 9, the output of which is connected to the input of the power amplifier 7.

Кроме того, он снабжен дополнительными предварительным усилителем 10 и электромеханическим динамометром 11, устанавливаемым между рабочим органом вибратора 8 и изолируемым объектом 4 и подключенным к дополнительному усилителю 10, нес ;олькими парами последовательно соединенных управл емых фазовых 12 и амплитудных 13 регул торов, св занных каждый с соответствующим выходом полосового фильтра 5 и одним из входов аналогового сумматора 9, несколькими парами избирательных фазовых 14 и амплитудных 15 различителей , входы которых соединены с выходами предварительных усилителей 6 и 10, а выходы - с соответствующими управл емыми входами фазовых -1 и амплитудныхIn addition, it is equipped with an additional preamplifier 10 and an electromechanical dynamometer 11 mounted between the working body of the vibrator 8 and the insulated object 4 and connected to the additional amplifier 10, carried; with the corresponding output of the bandpass filter 5 and one of the inputs of the analog adder 9, several pairs of selective phase 14 and amplitude 15 discriminators whose inputs are connected to the out One of the preamplifiers is 6 and 10, and the outputs are with the corresponding controlled inputs of phase -1 and amplitude

13регул торов.13regul tori.

В качестве избирательного фазового различител 14 может быть использован фазовый детектор 16, один из входов которого соединен с выходом предварительного усилител 6, а второй - с выходом синхронного генератора 17, блоки 18 синхронизации которого подключены к выходу дополнительного предварительного усилител 10, приче.м выходом фазового различител вл етс выO ход фильтра 19 нижних частот, вход которого подключен к выходу фазового детектора 16.As a selective phase discriminator 14, a phase detector 16 can be used, one of the inputs of which is connected to the output of the preamplifier 6, and the second - to the output of the synchronous generator 17, the synchronization blocks 18 of which are connected to the output of the additional preamplifier 10, and the output of the phase The discriminator is the output of the low-pass filter 19, the input of which is connected to the output of the phase detector 16.

В качестве избирательного а.мплитудного различител 15 могут быть использованы два избирательных детектора 20 и 21, входы которых вл ютс входами амплитудного различител , а выходы подключены к входам аналогового сумматора 22, выход которого вл етс выходом амплитудного различител .As a selective amplitude discriminator 15, two selective detectors 20 and 21 can be used, the inputs of which are the inputs of the amplitude discriminator, and the outputs are connected to the inputs of the analog adder 22, the output of which is the output of the amplitude discriminator.

- Предлагаемый амортизатор работает следуюш ,им образом. Настройка каналов формировани компенсирующих сил заключаетс в том, что параметры полосовых фильтров 5, фазовых 12 и амплитудных 13 регул торов подбирают так, что при некоторых- The proposed shock absorber works in the following way. The setting of the channels for the formation of compensating forces lies in the fact that the parameters of the bandpass filters 5, phase 12 and amplitude 13 regulators are selected so that for some

5 (обычно средних) значени х частот вибрации составл ющие усили , развиваемого вибратором 8, равны по величине и противоположны по направлению соответствующим составл ющим вибрационного усили , которое действует на изолируемый объект 4 со The 5 (usually average) frequencies of the vibration components of the force developed by the vibrator 8 are equal in magnitude and opposite in direction to the corresponding components of the vibration force that acts on the insulated object 4

0 стороны упругого элемента 2. При этом все составл ющие вибрационного усили , на которые настраиваютс каналы управлени , полностью компенсируютс усили ми со стороны вибратора 8, и возбуждени изолируеJ мого объекта 4 на этих частотах не происходит . Фазовые 14 и амплитудные 15 различители при этом настраиваютс так, что напр жени на их выходах равно нулю. Если из-за из.менений частот вибрационных составл ющих развиваемого вибратором 8 уси ЛИЯ отклон ютс от требуемых дл полной компенсации составл ющих вибрации значений , то на выходах соответствующих фазовых 14 и амплитудных 15 различителей по вл ютс напр жени , которые управл ют соJ ответствующими фазовыми 12 и амплитудными 13 регул торами так, что режи.м полной компенсации вибрационных составл ющих во всех каналах восстанавливаетс . 0 of the side of the elastic element 2. In this case, all components of the vibration force, to which the control channels are tuned, are fully compensated by the forces on the side of the vibrator 8, and the excitation of the insulated object 4 at these frequencies does not occur. Phase 14 and amplitude 15 discriminators are tuned so that the voltage at their outputs is zero. If, due to changes in the frequencies of the vibration components developed by the vibrator 8, the forces of the LIA deviate from the values required to fully compensate the components of the vibration, then at the outputs of the corresponding phase 14 and amplitude 15 discriminators there appear voltages that control the corresponding phase 12 and amplitude 13 controllers so that the full compensation of the vibration components in all channels is restored.

Фазовые 4 и амплитудные 15 различите ли предназначены дл фор.мировани напр жений , величина которых пр мс5 пропорциональна разности фаз и амплитуд подаваемых на них сигналов, а знак напр жений определ етс знаком разности фаз и амплитуд. В том случае, когда подаваемые на фазовыеPhase 4 and amplitude 15 are distinguished for shaping voltages, the magnitude of which forward ms5 is proportional to the phase difference and the amplitude of the signals supplied to them, and the sign of the voltage is determined by the sign of the phase difference and amplitude. In the case when supplied to the phase

14и амплитудные 15 различители сигналы имеют в своем составе несколько составл ющих различных частот, фазовые 14 и амплитудные 15 различители должны быть избирательными .14 and amplitude 15 discriminators The signals are composed of several components of different frequencies, phase 14 and amplitude 15 discriminators must be selective.

Используемые в устройстве схемы фазового и амплитудного различителен работают следующим образом.The phase and amplitude diagrams used in the device are distinctive as follows.

На фазовый детектор 16 фазового различител 14 подаютс виорационный сигнал с выхода предварительного усилител 6 и сигнал с синхронного генератора 17, блоки 18 синхронизации которого подключены к выходу дополнительного предварительного усилител 10. В общем случае, когда гашению подлежат вибрационные составл ющие нескольких частот, вибратор 8 одновременно воздействует на изолируемый объект 4 несколькими составл ющими усилий, имеющими те же частоты, что и вибрационный сигнал . Выходной сигнал динамометра 11, пропорциональный этим составл ющим, после усилени усилителем 10 подаетс на блоки 18 синхронизации синхронного генератора .17. В результате синхронизации генератора 17 соответствующей составл ющей выходного сигнала усилител 10 его частота и фаза равны частоте и фазе этой составл ющей. Фаза выходного напр жени синхронного генератора 17 сравниваетс с фазой соответствующей составл ющей сигнала, поступающего на другой вход фазового детектора 16 с выхода предварительного усилител 6. Величина выходного напр жени фазового различител пропорциональна разно ти фаз поданных на его входы напр жений, а знак определ етс знаком этой разности, т.е. при смене знака разности фаз знак выходного напр жени фазового различител мен етс . Пол рность напр жени на выходе фазового различител 16 выбираетс такой , чтобы будучи поданным на управл емый вход фазового регул тора 12 это напр жение измен ло бы фазу управл ющего сигнала так, что фаза компенсирующего усили со стороны вибратора 8 были бы всегда сдвинута на 180° по отношению к соответствующей составл ющей вибрационной силы, передаваемой на изолируемый объект 4 и упругим элементом 2. Избирательность фазового различител определ етс полосой пропускани фильтра 19 нижних частот. При медленных изменени х фазы управл ющего сигнала полоса пропускани фильтра нижних частот может быть узкой, а избирательность фазового различител высокой.The phase detector 16 of the phase discriminator 14 is supplied with a vibration signal from the output of preamplifier 6 and a signal from a synchronous generator 17, whose synchronization blocks 18 are connected to the output of an additional preamplifier 10. In general, when vibration components of several frequencies are to be quenched, the vibrator 8 affects the insulated object 4 with several force components having the same frequencies as the vibration signal. The output signal of the dynamometer 11, which is proportional to this component, after amplification by the amplifier 10, is fed to the synchronization generator blocks 18 of the synchronous generator. As a result of the synchronization of the generator 17 with the corresponding component of the output signal of the amplifier 10, its frequency and phase are equal to the frequency and phase of this component. The phase of the output voltage of the synchronous generator 17 is compared with the phase of the corresponding component of the signal fed to the other input of the phase detector 16 from the output of the preamplifier 6. The output voltage of the phase discriminator is proportional to the phase difference of the voltage applied to its inputs, and the sign is determined by this difference, i.e. when the sign of the phase difference is changed, the sign of the output voltage of the phase discriminator changes. The polarity of the voltage at the output of the phase discriminator 16 is chosen such that when applied to the control input of the phase regulator 12, this voltage would change the phase of the control signal so that the phase of the compensating force from the vibrator 8 would always be shifted by 180 ° with respect to the corresponding component of the vibration force transmitted to the insulated object 4 and the elastic element 2. The selectivity of the phase discriminator is determined by the bandwidth of the low-pass filter 19. With slow changes in the phase of the control signal, the passband of the low pass filter may be narrow, and the selectivity of the phase discriminator is high.

При гашении одночастотной вибрации выходной сигнал дополнительного динамометра 11 вл етс одночастотным и синхронный генератор 17 с блоками 18 синхронизации в фазовом различителе могут отсутствовать. При этом напр жение с выхода дополнительного предварительного усилител 10 может быть подано непосредственно на вход фазового детектора 16.When damping single-frequency vibration, the output signal of the additional dynamometer 11 is single-frequency and the synchronous generator 17 with synchronization blocks 18 in the phase discriminator may be absent. In this case, the voltage from the output of the additional preamplifier 10 can be fed directly to the input of the phase detector 16.

Напр жени с выходов избирательных детекторов 20 и 21 суммируютс в аналоговом сумматоре 22, выходное напр жение которого пропорционально разности амплитуд входных сигналов, а знак определ етс знаком разности амплитуд.The voltages from the outputs of the selective detectors 20 and 21 are summed in analog adder 22, the output voltage of which is proportional to the difference in amplitudes of the input signals, and the sign is determined by the sign of the difference in amplitudes.

Благодар тому, что амортизатор снабжен системой автоматической подстройки амплитуды и фазы составл ющих компенсирующего усили , эффективность амортизатора с автоматическим управлением при гашении одной или нескольких мен ющихс по амплитуде и частоте вибрационных составл ющих увеличиваетс .Due to the fact that the shock absorber is equipped with an automatic adjustment system for the amplitude and phase of the compensating force components, the effectiveness of the automatic control damper when extinguishing one or several amplitude and frequency varying vibration components increases.

Claims

1. USSR author's certificate number 259568, cl. F 16 F 03/15, 1970.

2. USSR author's certificate

No. 589482, cl. F 16 F 15/03, 1976 (prototype).