SU869842A1

SU869842A1 - Electrodynamic vibrator

Info

Publication number: SU869842A1
Application number: SU802879159A
Authority: SU
Inventors: Казимерас Миколо Рагульскис; Игнас Юозо Скучас
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт Им. А.Снечкуса
Priority date: 1980-01-30
Filing date: 1980-01-30
Publication date: 1981-10-07

Description

II

Изобретение относитс к устройствам дл возбуждени механических колебаний и может быть использовано в стендах дл виброиспытаний приборов .The invention relates to devices for the initiation of mechanical vibrations and can be used in stands for vibration tests of devices.

Известен электродинамический вибратор l}, позвол ющий осуществить перемещение стола вибратора по заданному закону. Однако вибратор не позвол ет достичь высокой точности исполнени заданного закона из-за возникновени составл ющих шума в цеп х дифференцировани .An electrodynamic vibrator l} is known, which allows the vibrator table to be moved according to a given law. However, the vibrator does not allow to achieve high accuracy of execution of a given law due to the occurrence of noise components in the differentiation chains.

Известен также электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с обмоткой подмагничивани , установленной в воздушном зазоре магнитопровода , подвижную катушку, длина которой превьш1ает длину воздушного зазора, задающий генератор, соединенный с усилителем и усилитель мощности , подключенный к подвижной катзппке, к которой прикреплены датчики силы и ускорени С2.Also known is an electrodynamic vibrator containing a magnetic core with a bias winding installed in the air gap of the magnetic circuit, a moving coil, the length of which exceeds the length of the air gap, the driving oscillator connected to the amplifier and the power amplifier connected to the mobile cutter to which the force and acceleration sensors C2 are attached .

Однако в таком вибраторе возможны возникновени неустойчивых режимов колебаний, вызываемых фазовым сдвигом в электромагнитной части (т.е. из-за индуктивности катушки). Поэтому точное вьтолнение заданного закона невозможно, а также возникает опасность возникновени вредных неустойчивых колебаний, которые могут привести к разрзшению исследуемого объекта.However, in such a vibrator, unstable oscillation modes caused by a phase shift in the electromagnetic part (i.e., due to the inductance of the coil) are possible. Therefore, the exact implementation of a given law is impossible, and also there is a risk of harmful unstable fluctuations that can lead to the destruction of the object under study.

Целью изобретени вл етс исключение неустойчивых колебаний устройства .The aim of the invention is the elimination of unstable oscillations of the device.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство введены второй уси- , литель, интегратор и сумматор, причем ко входу второго усилител подключен датчик ускорени , а его выход соединен с интегратором и одним из входов сумматора, к остальным входам которого подключены выходы интегратора , первого усилител и датчикаThe goal is achieved by the introduction of a second amplifier, an actuator, an integrator and an adder, the acceleration sensor connected to the input of the second amplifier, and its output connected to the integrator and one of the inputs of the integrator, the first amplifier connected to the remaining inputs and sensor

ИЛЫ, а выход сумматора соединен со входом усилител , мощности.ILY, and the output of the adder is connected to the input of the amplifier, power.

На чертеже схематически изображен электродинамр ческий вибратор.The drawing schematically shows an electrodynamic vibrator.

Он содержит магнитопровод 1 с катушкой 2 подмагничивани , подключенной к источнику 3 посто нного тока, и подвижную катушку 4 имеющую цилиндривескую обмотку 5, испытываемый объект 6, датчик силы 7, расположенный между катушкой 4 и объектом 6, датчик ускорени 8, усилитель 9, интегратор 10, сумматор 11, первый вход которого соединен с выходом датчика силы, второй - с выходом усилител 9, третий - с выходом интегратора , а выход датчика 8 соединен с входом -усилител 9, выход которого, в свою очередъ, соединен с входом интегратора , усилитель мощности 12, через который выход сумматора соединен с входом подвижной катушки, генератор 13 и усилитель 14, через который выход генератор соединен с четвертым входом сумматора.It contains a magnetic circuit 1 with a bias coil 2 connected to a DC source 3, and a moving coil 4 having a cylindrical winding 5, test object 6, force sensor 7 located between coil 4 and object 6, acceleration sensor 8, amplifier 9, integrator 10, the adder 11, the first input of which is connected to the output of the force sensor, the second - to the output of the amplifier 9, the third - to the integrator's output, and the output of the sensor 8 is connected to the input of the amplifier 9, the output of which, in turn, is connected to the integrator's input, power amplifier 12 h Res adder output which is coupled to an input of the moving coil, the generator 13 and an amplifier 14 through which the generator output is connected to a fourth input of the adder.

Устройство работает следуюш 1м образом .The device works in the following way.

Сигнал с выхода генератора 13 через усилитель 14 поступает на вход сумматора 11 и через усилитель мощности поступает на вход обмотки 5 катушки 4 и вызывает усилие, пропорциональное этому сигналу, передаваемому .цилиндрической катушке 4 и тем самым объекту 6. Подвижна катушка 4 и объект 6 при этом начинают колебатьс . Колебани вызывают силу реакции между катушкой 4 и объектом 6, которую фиксирует датчик силы 7. Сигнал с выхода датчика силы 7 поступает на вход сумматора 11 и через усилитель мощности 12 действует на обмотку 5 катушки 4 и вызывает силу, компенсирующую силу, действующую между катушкой 4 и объектом 6. При этом координата перемещени объекта 6 и катушки 4 будет зависеть только от динамических свойств подвижной части вибратора, т.е. массы, демпфировани и жесткости подвески подвижной цилиндрической катушки. На выходе / датчика ускорени 8 получаетс сигнал , пропорциональный ускорению перемещени катушки 4, который поступает на.вход сумматора 11 через усилитель 9 с коэффициентом усилени , пропорциональным массе подвижной катушки, и на выходе сумматора вызывает составл ющую сигнала, равнуюThe signal from the output of the generator 13 through the amplifier 14 is fed to the input of the adder 11 and through the power amplifier is fed to the input of the winding 5 of the coil 4 and causes a force proportional to this signal transmitted to the cylindrical coil 4 and thus the object 6. The moving coil 4 and the object 6 when This begins to fluctuate. Oscillations cause a reaction force between the coil 4 and the object 6, which is fixed by the force sensor 7. The output signal from the force sensor 7 is fed to the input of the adder 11 and through the power amplifier 12 acts on the winding 5 of the coil 4 and causes a force compensating the force between the coil 4 and object 6. In this case, the coordinate of the movement of the object 6 and the coil 4 will depend only on the dynamic properties of the movable part of the vibrator, i.e. mass, damping and stiffness of the suspension of a movable cylindrical coil. The output / acceleration sensor 8 receives a signal proportional to the acceleration of the movement of the coil 4, which is fed to the input of the adder 11 through the amplifier 9 with a gain proportional to the mass of the moving coil, and at the output of the adder causes a signal component equal to

инерционной силе подвижной части вибратора. Этот сигнал подаетс через усилитель мощности 12 на обмотку 5 и вызывает силу, равную инерционной силе вибратора, но противоположного знака, и его компенсирует. Аналогично компенсируетс и диссипативна составл юща силы. Дл этого сигнал с выхода усилител 9 поступает на вход интегратора 10, на выходе которого по вл етс сигнал, пропорциональный скорости перемещени подвижной катушки 4. Этот сигнал с выхода блока 10 поступает на вход сумматора 11 через коэффициент демпфировани подвижной части вибратора и на выходе сумматора J1 вызывает составл ющую сигнала, пропорциональную диссипативной силе, действующей в подвижной части вибратора. Этот сигнал поступает через усилитель мощности 12 на обмотку 5 и вызывает усилие, равное диссипативной силе в подвижной части и противоположного знака. Таким образом осуществл етс и компенсаци диссипативной силы. Обмотка 5 катушки 4 имеет определеннук индуктивность, исход из этого и инерционность. По этому компенсирующее инерционное и диссипативное усилие будет действовать в подвижную часть вибратора с некоторым фазовым сдвигом относительно собственных сил, действующих в подвижной части. Это вызывает только некоторую небольшую ошибку при компенсации , но не вызывает неустойчивых движений в системе вплоть до полной компенсации этих сил. Однако, если далее произвести компенсирование упругой силы, действующей в подвижной части вибратора, то подобна запаздывающа обратна , св зь, как дл компенсации инерционной и диссипативной сил, будет приводить к неустойчивым движени м уже при небольших фазовых сдвигах.inertial force of the moving part of the vibrator. This signal is fed through the power amplifier 12 to the winding 5 and causes a force equal to the inertial force of the vibrator, but of opposite sign, and is compensated for. Similarly, the component strength is compensated and dissipative. For this, the signal from the output of amplifier 9 is fed to the input of integrator 10, the output of which is a signal proportional to the speed of movement of the moving coil 4. This signal from the output of block 10 is fed to the input of adder 11 through the damping coefficient of the movable part of the vibrator and at the output of adder J1 causes a signal component proportional to the dissipative force acting in the moving part of the vibrator. This signal enters through the power amplifier 12 to the winding 5 and causes a force equal to the dissipative force in the moving part and of opposite sign. In this way, the dissipative force is compensated. The winding 5 of the coil 4 has a certain inductance, based on this and inertia. Therefore, the compensating inertial and dissipative force will act in the movable part of the vibrator with a certain phase shift relative to its own forces acting in the movable part. This causes only some small error in compensation, but does not cause unstable movements in the system until the full compensation of these forces. However, if we further compensate for the elastic force acting in the moving part of the vibrator, then a similar delayed coupling, as for compensation of inertial and dissipative forces, will lead to unstable movements even at small phase shifts.

Claims

Therefore, the signal from the output of the generator 13 is fed to the input of the adder through the amplifier 14 with a gain that is numerically equal to the stiffness coefficient of the coil suspension. 4. So, after compensating the dissipative and inertial forces of the moving part of the vibrator, it becomes equivalent to the spring with the elastic coefficient C, the output signal generator 13, proportional to the specified movement of the coil 4, for example X, coming through the amplifier 14 with the gain factor C will cause a signal proportional to p at the output of the 1D amplifier H. This component of the signal, acting through the sum of the torus 11 and the amplifier 12 to the input of the winding 5, causes a force in the vibrator equal to CX. Since the dynamic equivalent of the movable part of the vibratora after compensation of inertial and hypingative forces is the spring with the coefficient of elasticity C, the force CX) acting on this spring with the coefficient of elasticity C will cause its elongation X, such that CX comes from X X, t . moving coil 4 is equal to the moment value of the signal at the generator output. Achieving an accurate simulation of the moving part of the vibrator, set by the generator without having arisen, updating unstable motion modes allows testing various objects without danger of destruction due to unstable oscillations, due to which it expands from the application of the vibrator, since the accuracy of the simulation of movement does not depend on the dynamic properties of the test object. Electrodynamic vibrator comprising a magnetic core with a bias winding installed in the air gap of the magnetic circuit, a moving coil, the length of which exceeds the length of the air gap, a master oscillator connected to an amplifier and a power amplifier connected to a moving coil to which force and acceleration sensors are attached, characterized in that, in order to eliminate unstable oscillations, a second amplifier, an integrator and an adder are inserted into it, the second amplifier being connected to the input of the second amplifier an acceleration sensor, and its output is connected to an integrator and one of the inputs of the adder, to the remaining inputs of which are connected the outputs of the integrator, the first amplifier and the force sensor, and the output of the adder is connected to the input of the power amplifier. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 546386, cl. B 06 B 1/04, 1975.

2. USSR author's certificate according to the application G 2417650 / 18-24, cl. B 06 B 1/04, .1976.