SU983662A1 - Устройство дл формировани спектра широкополосных случайных вибраций - Google Patents

Description

Изобретение относится к испытателе ной технике, а именно к системам управления вибрационными испытаниями, и может быть использовано в машиностроении.

Известна система управления виб— ⁵ рационными испытаниями при полигармо— ническом возбуждении, содержащая задающие генераторы гармонических колебаний, сумматор и усилитель с вибратором [1J.

Недостатком данной системы является недостаточное приближение вибраций при стендовых испытаниях к натурным.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система управления вибрационными испытаниями, ‘в которой для получения полигармоничеокого сигнала применяют несколько стан.дартных задающих генераторов гармонических колебаний с регулируемой ампли- го тудой. Напряжения соответствующих чаотот с генераторов суммируются и воздействуют через усилитель мощности на вибратор с изделием Г 2).

Получаемый в заданной точке изделий вибропроцесс с вибропреобразователя подается в анализатор спектра. Сигналы отдельных каналов анализатора в измерите— ле рассогласования сравниваются с сигналами задания и разностные сигналы подаются в блок регуляторов, который управляет напряжениями задающих генераторов так, чтобы обеспечить требуемый уровень каждой гармоники.

Недостатком системы является то, что в ней используется гармоническое возбуждение, спектр'которого является дискретным, а не сплошным. Это вызывает снижение точности виброиспытаний, так как может возникнуть случайная близость собственных частот испытываемого изделия к частотам воздействия. При этом вибронагруженность отдельных частей изделия отличается от реальной, имеющей место при сплошном характере спектра.

. Цель изобретения - повышение точности устройства для формирования спектра широкополосных случайных вибраций.

• Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последователь— но соединенные генераторы гармонических сигналов, сумматор, усилитель мощности; вибратор с испытуемым объектом, а так-; 5 же последовательно соединенные вйбропреобразователк, установленный На испытуемой объекте, анализатор спектра, измеритель рассогласования и блок регуляторов, выходы которого соединены с соответствующими первыми управляющими входами генераторов гармонических сигналов,введен генератор белого шума,выход которого подключен к входам усилителей с регулируемым коэффициентом усиления^выходами подклю- Ίίί ценными к соответствующим вторым, управляющим входам генераторов гармонических сигналов. ’

- ₄ На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. 20

Устройство содержит генераторы гармонических, сигналов Ι4 —lp, сумматор 2, усилитель мощности 3, вибратор 4 с испытуемым объектом, вибропреобразователь 5, анализатор 6 спектра, измери- 25 гель 7 рассогласования, блок 8 регуляторов, генератор 9 ^белого шума и усилители IO4 -10^ с регулируемыми коэффициентами усиления.

Устройство работает следующим обра- 30 зом.

Генераторы 1^ - 1_П генерируют гармонические колебания с управляемыми амплитудами и частотами, которые подаются на сумматор 2. Начальные частоты генераторов 1-, - 1_п можно выбирать произвольным образом - равномерно отстоящими друг от друга в линейном масштабе, равномерно отстоящими друг от друга в логарифмическом масштабе и , независимые частоты гармоник. Выходной сигнал сумматора 2 через усилитель мощности 3 подается на вибратор 4. Получаемые на выходе вибропреобразователя 5 колебания поступают в анализатор спектра 6. Сигналы с отдельных каналов анализатора 6 сравниваются с сигнала- г ми задания в измерителе 7 рассогласования и разностные сигналы подаются в блок 8 регуляторов, выходы которого соединены с управляющими амплитудой' входами генераторов 1η - 1η· Блок 8 регуляторов управляет амплитудами сигналов генераторов Ι4 - 1 η ^так» чтобы обеспечить требуемый уровень каждой ’ гармоники. Сигнал с генератора шума 9 через усилители 104 - 1О_п подается на вторые входы генераторов (управляющие частотой генераторов), обеспечивая час

4 тотную модуляцию гармонических сигналов по случайному закону, в результате чего спектр сигнала на выходе вибратора становится сплошным. Коэффициент усиления каждого усилителя 104 выбирается пропорциональным расстоянию между частотой соответствующего генератора 1,и соседнего генератора _{+ 1} или lj_₁, т.е. в зависимости от выбора начальных частот генераторов. ’

Математически указанный эффект объясняется известным свойством операции частотной модуляции, согласно которому кривая спектральной плотности модулированной гармонической составляющей асимптотически приближается (с некоторым постоянным множителем) к кривой одномерной плотности вероятности модулирующей функции.

Использование генераторов гармонических сигналов, снабженных дополнителъгными входами, управляющими, частотой, генератора белого шума и усилителей с регулируемым коэффициентом усиления позволяет проводить виброиспытания изделия на воздействие вибраций со сплошным спектром, что повышает точность вйброиспытаний.

Claims (2)

1. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СПЕКТРА ШИРОКОПОЛОСНЫХ СЛУЧАЙНЫХ ВИБРАЦИЙ 1 . Изобретение относитс  к испытатещ ной технике, а именно к системам управлени  вибрационными испытани ми, и может быть использовано в машиностроении Известна система управлени  виб- рационными испытани ми при -полигармоническом возбуждении, содержаща  задаю щие -генераторы гармонических колебаний, сумматор и усилитель с вибратором Cl 3Недостатком данной системы  вл етс  недостаточное приближение вибраций при стендоБь1х испытани х к натурным. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению  вл етс  система управлени  вибрационными испытани ми, в которой дл  получени  полигармоничеокого сигнала примен ют несколько стан .дартнызс задающих генераторов гармонических колебаний с регулируемой амплитудой . Напр жени  соответствующих чаотот с генераторов суммируютс  и воздействуют через усилитель мощности на вибратор с изделием С 2}. Получаемый в заданной точке изделий вибропроцесс с вибропреобразовател  подаетс  в анализатор спектра. отдель ,1Ыл каналов анализатора в измерйт&ле рассогласовани  сравниваютс  с СИ1 налами задани  и разностные сигналы подаютс  в блок регул торов, который управл ет напр жени ми задающих генераторов так, чтобы обеспечить требуемый уровень каждой гармоники. Недостатком системы  вл етс  то, что в ней используетс  гармоническое возбуждение , спектр которого  вл етс  дискретным , а не сплошным. Это вызывает снижение точности виброиспытаний, так как может возникнуть случайна  близость собственных частот испытываемого издеЛИЯ к частотам воздействи .. При этом вибронагруженность отдельных частей издели  отличаетс  от реальной, имеющей место при сплошном характере спектра. . Цель изобретени  - повышение точности устройства дл  формировани  спектра широкополосных случайных вибраций. Указа Bffiua цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее носпедоватепьг но ссюдввенкые генераторы гармонических сигналов, сумматор, усилитель мощности вибратор с Испытуемым объектом, а такг же последовательно соединенные вибропреобразовател , установленный (ш испы- туемий объекте, анализатор спектра, измеритель рассогласовани  и блок регул то ров, выходы которого соедине ВЫ с cooтввI ствующими первыми управл ющими входам генераторов гармонических сигналов,введе reHejiaTop белого шума,выход которохтр под ключен к входам усилителей с регулируемы коэффициентом усилени ,выходами подключенньшш к соответствующим вторым, уйравл юшим входам генераторов гармонических сигналов. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генераторы гармонических , сигналов 1-, 1р, сумматор 2, усилитель мощности 3, вибратор 4 с испытуемым объектом, вибродреобразователь 5, анализатор 6 спектра, измеритель 7 рассогласовани , блок 8 регугшторов , генератор 9 белого шума и ускн лители 10-1 -lOfT-c регулируемыми коэффициентами усилени . Устройство работает следующим образом . Генераторы 1 -j - 1 j, генерируют rapмонические колебани  с управл емыми амплитудами и частотами, которые подаютс  на сумматор 2. Начальные частрты генераторов 1-) - 1 ., можно выбирать прои31вольным образом - равномерно отсто щими друг от друга в линейном масщтабе, равномерно отсто пгами друг от друт в логарифмическом масштабе и независимые частоты гармоник. Выходной сигнал сумматора 2 через усилитель мощ ности 3 подаетс  на вибратор 4. Получаемые на выходе вибропреобразовател  5 колебани  поступают в анализатор спектра 6. Сигналы с отдельных каналов анализатора б сравниваютс  с сигнала- г -МИ задани  в измерителе 7 рассогласовани  и раз ноет Hbie сигналы подаютс  в блок 8 регул торов, выходы которого соединены с управл ющими амплитудой входами генераторов 1-, Блок 8 регул торов управл ет амплитудами сигналов генераторов 1/j -In чтобы х)беспечить требуемый уровень каждой гармоники. Сигнал с генератора щума 9 через усилители ID-j - 10 подаетс  на вторые входы генераторов {управл дощие частотой генераторов), обеспечива  частотную модул цию гармонических сигналов по случайному закону, в результате чего спектр сигнала на выходе вибратора становитс  сплошным. Коэ(|)фициент усилени  каждого усилител  10 выбираетс  йропорциональным рассто нию между частотой соответствующего генератора 1,и соседнего генератора 1 + или I,.., т.е. в зависимости от выбора начальных частот генераторов. Математически указанный эффект объ сн етс  известным свойством операции частотной модул ции, согласно которому крива  спектральной плотности модулированной гармонической составл ющей асимптотически пр бт1жаетс  (с некоторым посто нным множителем) к кривой одномерной плотности веро тности модулирующей функции. Использование генераторов гармонических сигналов, снабженных дополшгтелъгными входами, управл ющимиi частотой, генератора белого шума и усилителей с регулируемым коэффициентом усилени  позвол ет проводить виброиспытат1Я издели  на воздействие вибраций со сплошным спектром, что повышает точность виброиспытаний. Формула изобретени  Устройство дл  формировани  спектра широкополосных случайных вибраций, содержащее последовательно соединенные генераторы гармонических сигналов, сумматор , усилитель мощности, вибратор с испытуемым объектом, а также последовательно соединенные вибропреобразоватетоз , установленный на испытуемом объекте , анализатор спектра, измеритель рассогласовани  к блок регул торов, выходы которого соединены -с соответствую щими первыми управл ющими входами генераторов гарг«(онических сигналов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства, оно содержит генератор белого шума, выход которого подключен к входам усилителей с регудируемьм: коэффициентом усилени , выходами подключенными к соответству-ющнм вторым управл ющим входам генераторов гармонических сигналов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Гетманов А. Г. Автоматическое управление вибрахгаонными испытани ми. М., Энерги  , 1978, с. 59.
2. 2. Приборы и системы дл  тшмерени  вибрации, шума и удара. Справочник. . 2- , М., Машиностроение, 1978, с. 164, (прототип).