UA82690C2

UA82690C2 - Device for control of vibration level

Info

Publication number: UA82690C2
Application number: UAA200510267A
Authority: UA
Inventors: Oleksandr Yevhenovych Bozhko; Yevhen Oleksandrovych Lychkatyi; Kostiantyn Borysovych Miahkohlib; Volodymyr Ivanovych Belykh; Ivan Serhiiovych Tretyshnyi
Original assignee: Inst Of Engineering Industry P
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2008-05-12

Abstract

The invention relates to means of testing equipment for simulation of vibrations in dynamical systems of automated control of vibrations. Device for control of level of vibration includes connected in sequence master generator, first rectifier, first smoothing filter, amplitude controller, first multiplier, power amplifier, vibro-exciter with object installed on its platform, back coupling circuit that includes vibro-transformer, matching amplifier, controller, second rectifier, second matching filter, with input connected to second input of amplitude controller. The device additionally has connected in sequence integrator input of which is connected to input of master generator, second multiplier and voltage divider with output connected to second input of the first multiplier and connected in sequence differentiator input of which is connected to output of master generator, third rectifier, third smoothing filter output of which is connected to the second input of the second multiplier. The invention increases noise stability of the device and accuracy of restoration of level of vibrations.

Description

Винахід належить до випробувальної техніки, а саме до пристроїв для відтворення вібрацій і може бути використаний в динамічних системах автоматичного керування вібрацією.The invention belongs to testing equipment, namely to devices for reproducing vibrations and can be used in dynamic systems of automatic vibration control.

Відомий пристрій для регулювання рівня вібрації |Ленк А., Ренитц Ю. Механические испьтания приборов и аппаратов, М: Мир, 1976, - С.207), що містить послідовно з'єднані задавальний генератор, згладжувальний фільтр, регулятор амплітуди, підсилювач з регульованим коефіцієнтом передачі, підсилювач потужності, віброзбуджувач, віброперетворювач і ланцюг зворотного зв'язку, що включає погоджувальний підсилювач, випрямляч, згладжувальний фільтр і порівняльний пристрій для керування амплітудою напруги задавального генератора.A well-known device for adjusting the level of vibration |Lenk A., Renitz Yu. Mekhanicheskie isptaniya priborov i aparatov, M: Mir, 1976, - P.207), which contains a series-connected setting generator, a smoothing filter, an amplitude regulator, an amplifier with an adjustable by a transmission factor, a power amplifier, a vibration exciter, a vibration converter and a feedback circuit, which includes a matching amplifier, a rectifier, a smoothing filter and a comparison device for controlling the amplitude of the voltage of the reference generator.

Установка та підтримання необхідного рівня вібрації здійснюється шляхом зсуву робочої точки по регулювальній характеристиці підсилювача з автоматичним регулюванням посилення, тобто за рахунок зменшення динамічного діапазону регулювання. Крім того, усяке збурювання в ланцюзі прямої передачі подається на віброзбуджувач, що призводить до поштовхів і неприпустимих перевантажень випробуваного виробу.Setting and maintaining the necessary level of vibration is carried out by shifting the operating point along the adjustment characteristic of the amplifier with automatic gain adjustment, that is, by reducing the dynamic range of adjustment. In addition, any disturbance in the direct transmission chain is applied to the vibration exciter, which leads to shocks and unacceptable overloads of the tested product.

Найбільш близьким за технічною сутністю є пристрій для регулювання рівня вібрації (Ас. СРСРThe closest in terms of technical essence is a device for adjusting the level of vibration (Ass. USSR

Ме1089556, 505019/02, бюл. Ме16, 1984), що містить послідовно з'єднані задавальний генератор, регулятор амплітуди, випрямляч, перший фільтр низької частоти, помножувач, підсилювач потужності, віброзбуджувач, ланцюг зворотного зв'язку, що включає віброперетворювач, другий фільтр низької частоти, виходом підключений до другого входу регулятора амплітуди, вихід якого з'єднано з входом першого помножувача.Me1089556, 505019/02, bull. Me16, 1984), containing a series-connected setting generator, an amplitude regulator, a rectifier, a first low-pass filter, a multiplier, a power amplifier, a vibration exciter, a feedback circuit including a vibration converter, a second low-pass filter, the output of which is connected to the second input of the amplitude regulator, the output of which is connected to the input of the first multiplier.

Недолік відомого пристрою полягає в низькій перешкодостійкості за рахунок збурювальних впливів, внесених нестаціонарними процесами (стрибками напруги живлення, імпульсами і т.п.) ланцюзі прямої передачі, що призводять до втрати.The disadvantage of the known device is low interference immunity due to disturbing effects introduced by non-stationary processes (surges in power supply voltage, pulses, etc.) to the direct transmission chain, which lead to loss.

Недолік відомого пристрою полягає в низькій перешкодостійкості за рахунок збурювальних впливів, внесених нестаціонарними процесами (стрибками напруги живлення, імпульсами і т.п.) у ланцюзі прямої передачі, що призводять до втрати стійкості регулювання, а також неприпустимих перевантажень випробуваних об'єктів, що згодом знижують їхню надійність.The disadvantage of the known device is low interference immunity due to disturbing influences introduced by non-stationary processes (surges in power supply voltage, pulses, etc.) in the direct transmission chain, which lead to a loss of regulation stability, as well as unacceptable overloads of the tested objects, which subsequently reduce their reliability.

В основу винаходу поставлено задачу створення пристрою для регулювання рівня вібрації шляхом перетворення стрибків напруги, внесених нестаціонарними процесами з подальшим усуненням залежності результуючого сигналу від частоти, за рахунок чого досягнуто підвищення перешкодостійкості пристрою.The basis of the invention is the task of creating a device for regulating the level of vibration by converting voltage spikes introduced by non-stationary processes with subsequent elimination of the dependence of the resulting signal on the frequency, due to which an increase in the immunity of the device is achieved.

Поставлена задача досягається тим, що в пристрої для регулювання рівня вібрації, що містить послідовно з'єднані задавальний генератор, перший випрямляч, перший згладжувальний фільтр, регулятор амплітуди, перший помножувач, підсилювач потужності, віброзбуджувач, ланцюг зворотного зв'язку, що включає віброперетворювач, погоджувальний підсилювач, регулятор, другий випрямляч, другий погоджувальний фільтр, вихід якого підключено до другого входу регулятора амплітуди, згідно з винаходом, введено послідовно з'єднані інтегратор, вхід якого з'єднано з входом задавального генератора, другий помножувач і подільник напруги, вихід якого з'єднано з другим входом першого помножувача, і послідовно з'єднані дифференціатор, вхід якого з'єднано з виходом задавального генератора, третій випрямляч, третій згладжувальний фільтр, вихід якого з'єднано з другим входом другого помножувача.The task is achieved by the fact that in the device for adjusting the vibration level, which contains a series-connected setting generator, the first rectifier, the first smoothing filter, the amplitude regulator, the first multiplier, the power amplifier, the vibration exciter, the feedback circuit, which includes the vibration converter, matching amplifier, regulator, second rectifier, second matching filter, the output of which is connected to the second input of the amplitude regulator, according to the invention, a series-connected integrator is introduced, the input of which is connected to the input of the reference generator, the second multiplier and voltage divider, the output of which connected to the second input of the first multiplier, and the differentiator, the input of which is connected to the output of the setting generator, the third rectifier, the third smoothing filter, the output of which is connected to the second input of the second multiplier, are connected in series.

Введення в пристрій інтегратора дає можливість усунути імпульсні збурювання в ланцюзі прямої передачі пристрою, що дозволяє підвищити перешкодостійкість, а отже, точність відтворення рівня вібрації.The introduction of an integrator into the device makes it possible to eliminate impulse disturbances in the direct transmission chain of the device, which makes it possible to increase the noise immunity, and therefore, the accuracy of the reproduction of the vibration level.

Введення в пристрій диференціатора, третього випрямляча, третього згладжувального фільтра, другого помножувача і подільника напруги дозволяє усунути залежність амплітуди сигналу змінного струму інтегратора від частоти в заданому діапазоні що підвищує перешкодостійкість, а значить і точність відтворення рівня вібрації.The introduction of a differentiator, a third rectifier, a third smoothing filter, a second multiplier and a voltage divider into the device makes it possible to eliminate the dependence of the amplitude of the integrator alternating current signal on the frequency in a given range, which increases the immunity, and therefore the accuracy of the reproduction of the vibration level.

На Фігурі зображено блок-схему пристрою для регулювання рівня вібрації.The figure shows the block diagram of the device for adjusting the vibration level.

Пристрій містить послідовно з'єднані задавальний генератор 1, перший випрямляч 2, перший згладжувальний фільтр З, регулятор 4 амплітуди, перший помножувач 5, підсилювач б потужності, віброзбуджувач 7 з установленим на його платформі об'єктом, ланцюг зворотного зв'язку, що включає віброперетворювач 8, погоджувальний підсилювач 9, регулятор 10, другий випрямляч 11, другий погоджувальний фільтр 12, вихід якого підключено до другого входу регулятора 4 амплітуди. Вихід задавального генератора 1 також підключено до ланцюга, послідовно з'єднаних інтегратора 13, другого помножувача 14 і подільника 15 напруги, вихід якого підключено до другого входу першого помножувача 5, і до ланцюга, послідовно з'єднаних диференціатора 16 третього випрямляча 17, третього згладжувального фільтра 18, підключеного до другого входу другого помножувача 14.The device contains a series-connected setting generator 1, the first rectifier 2, the first smoothing filter C, the amplitude regulator 4, the first multiplier 5, the power amplifier b, the vibrator 7 with an object installed on its platform, a feedback circuit that includes vibration transducer 8, matching amplifier 9, regulator 10, second rectifier 11, second matching filter 12, the output of which is connected to the second input of the amplitude regulator 4. The output of the setting generator 1 is also connected to the circuit connected in series with the integrator 13, the second multiplier 14 and the voltage divider 15, the output of which is connected to the second input of the first multiplier 5, and to the circuit connected in series with the differentiator 16 of the third rectifier 17, the third smoothing filter 18 connected to the second input of the second multiplier 14.

Пристрій для регулювання рівня вібрації працює у такий спосіб. Сигнал збудження, що формується задавальним генератором 1, першим випрямлювачем 2, згладжувальним фільтром 3, через регулятор 4 амплітуди, надходить на перший вхід помножувача 5, на другий вхід якого подається гармонійний сигнал по ланцюгу інтегратор 13 - другий помножувач 14 - подільник 15 напруги, Результуючий сигнал з виходу першого помножувача 5 надходить на підсилювач 6 потужності і віброзбуджувач 7, збуджуючи коливання його платформи з випробуваним об'єктом. Необхідний рівень вібрації встановлюють регулятором 10 ланцюга зворотного зв'язку. Стабілізація рівня коливального параметра (амплітуди віброприскорення) платформи віброзбуджувача 7 здійснюється регулюванням коефіцієнта підсилення регулятора 4 амплітуди за допомогою ланцюга зворотного зв'язку. При цьому сигнал з віброперетворювача 8, посилений погоджувальним підсилювачем 9, через випрямляч 11, згладжувальний фільтр 12 подається на керуючий вхід регулятора 4 амплітуди.The device for adjusting the level of vibration works in the following way. The excitation signal formed by the setting generator 1, the first rectifier 2, the smoothing filter 3, through the amplitude regulator 4, enters the first input of the multiplier 5, to the second input of which a harmonic signal is fed through the circuit of the integrator 13 - the second multiplier 14 - voltage divider 15, resulting the signal from the output of the first multiplier 5 is sent to the power amplifier 6 and the vibration exciter 7, exciting the vibrations of its platform with the tested object. The required level of vibration is set by the regulator 10 of the feedback circuit. Stabilization of the level of the oscillatory parameter (amplitude of vibration acceleration) of the vibration exciter platform 7 is carried out by adjusting the gain of the amplitude regulator 4 using a feedback circuit. At the same time, the signal from the vibration transducer 8, amplified by the matching amplifier 9, through the rectifier 11, the smoothing filter 12 is fed to the control input of the amplitude regulator 4.

У разі зміни величини рівня вібрації платформи віброзбуджувача 7, наприклад, при резонансі рухомої системи віброзбуджувача 7, кріпильного пристрою або випробуваного об'єкта, коефіцієнт передачі регулятора 4 амплітуди змінюється для відновлення заданого рівня вібрації.In the event of a change in the level of vibration of the platform of the vibration exciter 7, for example, during resonance of the moving system of the vibration exciter 7, the fastening device or the tested object, the transmission coefficient of the amplitude regulator 4 is changed to restore the given level of vibration.

Усунення поштовхів і перевантажень випробуваного об'єкта на платформі віброзбуджувача 7, унаслідок збурювальних впливів, що вносяться нестаціонарними процесами, забезпечується за допомогою інтегратора 13 у ланцюзі прямої передачі. Сигнал на виході інтегратора 13 визначається як:Elimination of jolts and overloads of the tested object on the platform of the vibration exciter 7, as a result of disturbing influences introduced by non-stationary processes, is ensured by the integrator 13 in the direct transmission chain. The signal at the output of integrator 13 is defined as:

В)IN)

Щ --7со501іSh --7so501i

ГО)GO)

Використання ланцюга послідовно з'єднаних диференціатора 16, третього випрямляча 17, третього згладжувального фільтра 18 і другого помножувача 14 дозволяє виключити залежність вихідної напруги інтегратора 13 від частоти. При цьому сигнал на виході третього згладжувального фільтра 18, що має вигляд:The use of a chain of serially connected differentiator 16, the third rectifier 17, the third smoothing filter 18 and the second multiplier 14 allows to exclude the dependence of the output voltage of the integrator 13 on the frequency. At the same time, the signal at the output of the third smoothing filter 18, which has the form:

ОзФез-Што на виході другого помножувача 14 не залежить від частоти о і має вигляд: р - ца совоїOzFez-What at the output of the second multiplier 14 does not depend on the frequency o and has the form: r - tsa sovoy

Після подільника 15 напруги, перетворений гармонійний сигнал необхідного рівня надходить на перший помножувач 5, який і формує сигнал ланцюга прямої передачі.After the voltage divider 15, the transformed harmonic signal of the required level is sent to the first multiplier 5, which forms the signal of the direct transmission circuit.

Таким чином, у порівнянні з відомими пристроями регулювання рівня вібрації віброзбуджувача, використання інтегратора й усунення частотної залежності його вихідної напруги за допомогою диференціатора, дозволяє підвищити перешкодостійкість пристрою, а, отже, точність відтворення рівня вібрації.Thus, in comparison with known devices for regulating the vibration level of the vibrator, the use of an integrator and elimination of the frequency dependence of its output voltage using a differentiator allows to increase the immunity of the device, and, therefore, the accuracy of the reproduction of the vibration level.

КуKu

САSA

ІAND

ФУ.FU.

Claims

A device for adjusting the vibration level, containing a series-connected setting generator, a first rectifier, a first smoothing filter, an amplitude regulator, a first multiplier, a power amplifier, a vibration exciter, a feedback circuit including a vibration converter, a matching amplifier, a regulator, a second rectifier , the second matching filter, the output of which is connected to the second input of the amplitude regulator, which is characterized by the fact that additionally introduced serially connected integrator, the input of which is connected to the input of the setting generator, the second multiplier 1 voltage divider, the output of which is connected to the second input of the first multiplier, as well as a differentiator, the input of which is connected to the output of the setting generator, a third rectifier, a third smoothing filter, the output of which is connected to the second input of the second multiplier, are connected in series.