SU993218A1 - Устройство дл формировани спектра случайных вибраций - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СПЕКТРА СЛУЧАЙНЫХ ВИБРАЦИЙ

Изобретение относитс  к управлению параметрами вибраций, а именно к устройствам дл  формировани  спектра случайных вибраций и может быть использовано при вибрационных испытани х изделий. Известно устройство дл  формировани  спектра широкополосных случайных вибраций, содержащее параллельные каналы формировани , каждый из которых подключен к генератору белого шума и имеет последовательно включенные полосовой фильтр, регулируемый усилитель , измеритель, .измеритель дисперсии , блок-сравнени  и регулируемый аттенюатор с передаточной характерис тикой, обратной передаточной характе .ристике регулируемого усилител  U 3. Наличие в данном устройстве регули руемых аттенюаторов позвол ет повысить точность формировани , но не компенсирует погрешности, по вл ющейс  за счет низкой добротности полосовых фильтров. Поэтому недостатком уст ройства  вл етс  низка  точность формировани  спектра случайных вибраций. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  формировани  спектра широкополосных случайных вибраций, содержащее последовательно соединенные генератор белого шума, параллельные каналы формировани  с полосовым фильтром и регулируемым усилителем в каждом канале, общий сумматор, вибратор и многоканальную обратную св зь, имеющую в каждом канале по.лосовой анализирующий фильтр, измеритель дисперсии и блок сравнени . В каждый канал формировани  введен регулируемый аттенюатор , и, за исключением первого и последнего каналов, дополнительный сумматор 2 . В состав устройства вход т полосовые фильтры, применение которых не обеспечивает получение сигнала заданного спектрального состава, а следова .тельно, снижает точность формирова39932 ни  спектра случайных вибраций. Кроме того, в блоках сравнени  сравниваютс  напр жени , пропорциональные мощност м в полосах анализирующих фильтров с напр жением программ. Сравнение мощ- 5 ностей не позвол ет выделить вклад отдельной составл ющей спектра в управление регулируемыми усилител ми. Это снижает точность формировани 

спектра случайных вибраций. Сравнение 10го-цифровой преобразователь 12, блок

ведетс  непрерывно, в то врем , как13 пам ти и задатчик программ (не подл  обеспечени  достаточной точностиказан). Выход каждой секции блока засравнени  необходимо учитывать врем держки соединен с одним из входов усипереходн .ого процесса при установлении заданного режима вибрации. Поэтому

в течение переходного процесса на вхо-л  10 этого же формировател , два друде блоков сравнени  получаетс  неточный сигнал.рассогласовани . Это также снижает точность формировани  спектра случайных вибраций. Таким об разом, недостатком описанного устрой ства  вл етс  низка  точность формировани  спектра случайных вибраций. Цель изобретени  - повышение точности устройства зй счет увеличени  точности формировани  спектра случай ных вибраций. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  формировани  .спектра случайных вибраций, содержащее генератор белого шума, п формиро вателей с регулируемым усилителем в каждом из них, последовательно соеди ненные сумматор, вибратор и виброизмерительный преобразователь, а также блок сравнени /и задатчик программ, введены блок задержки, блок пам ти, а в каждом формирователе последовате льно соединенные перемножитель и интегратор , подключенный выходом к одному входу регулируемого усилител , причем выход генератора белого шума подключен к входу блока задержки, вы ходы которого соединены с другими входами регулируемых усилителей и пер выми входами перемножителей соответс вующих формирователей, выход виброиз мерительного преобразовател  св зан с первым входом блока сравнени , выходы регулируемых усилителей соедине ны с соответствующими входами сумматора и через блок пам ти - с вторым входом блока сравнени , выходом подключенного ко второму входу перемножител  каждого формировател , третьим входом, св занного с выходом задатчика программ. На чертеже представлена блок-схем устройства. лител  9 соответствующего формиоова15тел  и с одним из входов перемножите8 Устройство содержит генератор 1 белого шума, блок 2 задержки, формирователи 3, сумматор , вибратор 5, вибройзмерительный преобразователь 6, аналого-цифровой преобразователь 7 и блок 8 сравнени . Каждый из формирователей содержит регулируемый усилитель 9, перемножитель 10 и интегратор 11. Устройство содержит также аналогие входа перемножител  5 соединены соответственно с выходом блока 11 сравнени  и с задатчиком программ. Устройство работает следующим образом . Сигнал широкополосного генератора белого шума поступает в блок 2 задержки . Число секций в блоке равно числу параллельных каналов формировани . . Врем  задержки между выходами секций равно Т. Врем  t выбираетс  исход  из спектрального состава синтезируемого вибропроцесса. При этом оно должно удовлетвор ть условипТ,-де tnctn кругова  частота высшей гармонической составл ющей вибропроцесса. Число секций блока задержки равно числу формирователей и выбираетс  с учетом требуемого спектрального состава синтезируемого вибропроцесса, допустимой погрешности и конструктивных возможностей. Задержанные сигналы поступают на регулируемые усилители 9 и на перемножитель 10 соответствующего формировател . Одновременно на перемножитель 10 каждого формировател  поступает сигнал задатчика программ , соответствующий определенному весовому коэффициенту. Перемножение задержанного сигнала с соответствующим сигналом программ позвол ет получить нужную амплитуду спектральных составл ющих на выходе устройства. Результат перемножени  поступает на интегратор дл  определени  среднего значени  составл ющих спектра выходного сигнала умножител  и затем на регулируемый усилитель k дл  управлени  коэффициентом усилени . Далее сигналы с выходов регулируемых усилителей 9 поступают на сумматор 4 и затем на вход вибратора 5. 59 механические колебани  которого преобразуютс  в ви6роиэмеритальном преобразователе 6 в электрические сигна лы, которые сначала преобразуютс  в цифровую форму в аналого-цифровом пре образователе 7 и затем поступают э блок 8 сравнени  кодов. Сигналы с вы ходов регулируемых усилителей 9 поступают также на вход аналого-цифрового преобразовател  12, а затем в блок 13 пам ти. Врем  хранени  сигна ла в пам ти равно времени установлени  вибрационного процесса. Поэтому сигнал с выхода блока 13 пам ти пост пает в блок 8 сравнени  кодов одновр менно с сигналом с виброизмерительно го преобразовател  6, соответствующи установившемус  вибрационному процес су. С выхода блока 8 сравнени  кодов сигнал Vpcjc пропорциональный величи не рассогласовани  между выходным сиг налом формирователей 3 и сигналом с выхода виброизмерительного преобразовател  6 поступает на умножители 10 во все формирователи и осуществл ет необходимое управление коэффициентами передач регулируемых усилителей 9 таким образом, чтобы спектр сигнала с выхода виброизмерительного преобразовател  6 соответствовал спектру слу|Чайных вибраций. Устройство предусматривает наличие синхронизирующего блока (например, ге нератора тактовых импульсов - не показан ), обеспечивающего синхронную работу задатчика программ, блока пам ти и блока,сравнени  кодов. Частота синхронизируккцих импульсов выбираетс  с учетом времени установлени  вибрационного процесса. В предложенном устройстве многосекционный бхюк задержки 2 и формирователи 3 образуют адаптивный фильтр, комплексный коэффициент передачи G(jur) которого имеет вид GliU)), где величина оЦто весового коэффициента; N - число весовых коэффициентов. Модуль коэффициента передачи адаптивного фильтра определ етс  |с.Чи;).д.со5Си-п,).-с Использу  эти формулы и зна  спектры входного и выходного сигнала, можно рассчитать программу изменени  весовых коэффициентов. 18« Наличие в устройстве блока задержки позвол ет с выхода каждой секции получить сигнал с определенной спектральной плотностью.г причем в общем спектре сигнала по вл ютс  новые составл ющие . Это повышает точность предлагаемого устройства по сравнению с известным,- где за счет низкой добротности полосовых фильтров получить полосы сигнала с определенной спектральной плотностью невозможно. Наличие в каждом канале формировани  перемножител  и интегратора позвол ет оценить вклад каждой отдельной спектральной составл ющей в управление коэффициентом усилени  регулируемого усилител . Это также повышает точность формировани  спектра вибраций . В устройстве сигнал рассогласовани  получаетс  в результате сравнени  сигнала с виброизмерительного преобразовател  и сигнала с бжжа пам ти, врем  хранени  сигнала в котором равно времени переходного процесса установлени  заданного вибрационного режима , т. е, происходит сравнение сигнала ,, соответствующего установившемус  вибрационному процессу с сигналом управлени  процессом. Поэтому сигнал рассогласовани  в предлагаемом устройстве более точный по сравнению с прототипом, где сигнал рассогласовани  получаетс  в результате непрерывного сравнени  мощностей сигналов с виброизмерительного преобразовател  и с выходов усилителей без учета времени переходного процесса установлени  заданного режима вибраций. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает более высокую точность формировани  спектра случайных вибраций по сравнению с известным. Технико-экономический эффект предлагаемого устройства обуславливаетс  более достоверными данными по реализации .стохастических нагрузок, действующих на издели  машиностроени  и приборостроени  в реальных услови х эксплуатации путем задани  соответствующих величин весовых коэффициентов. Вследствие более точного задани  спектрального состава вибрационного процесса уменьшаютс  расходы на ремонт, повышаетс  достоверность вы влени  брака на ранних стади х эксплуатации изделий, сокращаетс  врем  на диагностирование скрытых Дефектов. Это в

свою очередь увеличивает срок службы изделий и уменьшает материальныезатраты .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 578639, кл. G 05 D 19/02, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР № б5741б, кл. G 05D 19/02,. 1979 (прототип) .