Регулятор амплитуды вибрации

 

РЕГУЛЯТОР АМПЛИТУДЫ ВИБРАЦИИ , содержащий первый элемент сравнения , первый вход которого подключен к выходу объекта регулирования, источник питания, связанный выходом . с первым входомрегулируемого усилителя , выход которого соединен с входом объекта регулирования, а также задатчик амплитуды, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия регулятора, он содержит последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, второй элемент сравнения, первый элемент И, переключатель и накопитель, а также два элемента НЕ и второй элемент И, первый вход которого подклю чен к выходу первого элемента сравнения и через первый элемент НЕ к второму входу первого элемента И второй вход - к выходу второго эле§ мента НЕ, а выход - к второму входу переключателя, выход задатчика -ам (Л плитуды соединен с вторым входом с второго элемента сравнения, выход которого связан с входом второго элемента НЕ, выход генератора пилообразного напряжения подключен к второму входу первого элемента сравнения, а выход накопителя соединен с вторым эо входом регулируемого усилителя. 4: САЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ШИММИ

РЕСПУБЛИН

09 (И) y@y G 05 9 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф1",1 (, Д г1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3468966/18-24 (22) 12.07.82 (46) 07.04.84. Бюл. Р 13 (72) В.Д. Гусев, А.К. Ксенофонтов и И.А. Прохоров (7Q Специальное конструкторское бю ро Производственного объединения "Виброприбор" г (53) 62-50(088.87 (56) 1. Черепов В.Ф., Веселов Ю.В., Кузин В.М. Аппаратура автоматического управления электродинамическими вибрационными установками. — Сер.

Приборы и устройства радиоэлектронной техники и автоматики". Л., ЛДНТП, 1972, с. 14.

2. Авторское свидетельство СССР

И 495650, кл. G 05 D 19/02, 1974 (прототип). (54)(57) РЕГУЛЯТОР. АМПЛИТУДЫ ВИБРАЦИИ, содержащий первый элемент срав нения, первый вход которого подключен к выходу объекта регулирования, источник питания, связанный выходом с первым входом регулируемого усили-. теля, выход которого соединен с вхо-. дом объекта регулирования, а также задатчик амплитуды, о: т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия регулятора, он содержит последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, второй элемент сравнения, первый . элемент И, переключатель и накопитель, а также два элемента НЕ и второй элемент И, первый вход которого подклю чен к выходу первого элемента сравнения и через первый элемент НЕк второму входу первого элемента И; второй вход — к выходу второго элемента НЕ, а выход — к второму входу переключателя, выход задатчика амплитуды соединен с вторым входом второго элемента сравнения, выход которого связан с входом второго элемента НЕ, выход генератора пилообразного напряжения подключен к второму входу первого элемента сравнения, а выход накопителя соединен с вторым входом регулируемого усилителя.

4 1084

Изобретение относится к автомати- ке, может применяться в виброкалибровочных средствах и в технике испытаний на вибрацию, в частности при измерении динамических характеристик машин.

Известны устройства статического регулирования амплитуды вибрации, корректирующие уход контролируемого параметра от заданного уровня по 10 строго определенной характеристике(11.

Однако эти устройства не учитывают нелинейность механической системы, нагрузку вибростола и различие законов изменения интенсивности колебаний при 15 смене параметров и поэтому не могут быть использованы, если дестабилизирующие факторы влияют на работу системы. произвольным образом.

В связи с этим наибольшее распро- 20 страненне получили астатические устройства, регулирующие амплитуду вибрации по сигналу рассогласования ее с заданным значением.

Наиболее близким к предлагаемому 25 устройству является регулятор амплитуды вибрации, содержащий элемент сравнения, к первому и второму вхо-

Ю ,дам которого подключены соответственно выходы задатчика напряжения и З0 объекта регулирования, усилитель, выход которого соединен с обмоткой управления двигателя, потенциометр, подвижный контакт которого подключен к входу объекта регулирования и механически соединен с валом двига35 теля, источник литания, выход которого подключен к входу потенциомет1 ра, дополнительный потенциометр, подвижный контакт которого подключен

40 к входу усилителя и механически соединен с валом двигателя, а выход элемента сравнения подключен к входу дополнительного потенциометра . В данном устройстве напряжение, пропор45 циональное мгновенному значению амплитуды вибрации, поступает на элемент сравнения с выхода объекта регулирования, в котором сравнивается с заданным, значением напряжения от задатчика,пропорционального ампли50 туде возбуждающей силы. Разность между фактическим и заданным значением напряжений поступает через дополнительный потенциометр на вход усилителя. Вал двигателя под действи- 55 ем разностного сигнала начинает вра щаться и приводит в движение механически соединенные с ним подвижные, 763 2 контакты потенциометра и дополнительного потенциометра, регулирующ го коэффициент усиления усилителя.

Вращение вала двигателя и перемещение подвижных контактов потенциометров происходит до тех пор, пока амплитуда вибрации не сравняется с заданным значением (2 3, Однако наличие механического регулятора в данной системе ограничивает ее быстродействие. Инерционность дви1 гателя не позволяет выполнить быстрое частотное сканирование сигнала, что увеличивает время и стоимость операций виброкалибровки.

Цель изобретения — повышение быстродействия регулятора, Поставленная цель достигается тем, что регулятор, содержащий первый элемент сравнения, первый вход которого подключен к выходу объекта регулирования,источникпитания,связанный выходом с первым входом регулируемого усилителя, выход которого соединен с входом объекта регулирования, а также задатчик амплитуды,содержит последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, второй элемент сравнения, первый элемент И, цереключатель и накопитель, а также два элемента HE и второй элемент И, первый вход которого подключен к выходу первого элемента сравнения и через первый. элемент НŠ— к второму входу первого элемента И, второй вход — к выходу второго элемента НЕ, а выход - к второму входу переключателя, выход эадатчика амплитуды соединен с вторым входом второго элемента сравнения, выход которого связан с входом второго элемента НЕ, выход генератора пилообразного напряжения подключен к второму входу первого элемента сравнения, а выход накопителя соединен с вторым входом регулируемого усилителя.

На чертеже приведена блок-схема регулятора.

Схема управляет объектом I регупирования и содержит источник 2 IlH тания, регулируемый усилитель 3, задатчик 4 амплитуды, генератор 5 пилообразного напряжения, первый

6 и второй 7 элементы сравнения, первый 8 и второй 9 элементы И, первый

10 и второй 11, элементы НЕ, переключатель 12 и накопитель 13.

Устройство работает следующим образом.

1,084763

Вибросигнал с выхода объекта 1, пропорциональный параметру, по которому производится регулирование, подается на элемент 6 для сравнения с пилообразным напряжением генератора 5, которое одновременно сравнивается с напряжением задатчика 4 на элементе 7, Пилообразное напряжение

1периодически нарастает от нулевого значения до максимального. В моменты,!0 когда оно превышает фактический или заданный уровень, соответствующий элемент сравнения вырабатывает cur-.

Ti и нал Лог. 1 . В противном случае вырабатывается сигнал "Лог. 0". В результате на одном из входов переключателя 12 формируется импульс, дли- тельность которого пропорциональна разности указанных напряжений. При этом, если фактический уровень на- 20 пряжения больше заданного, импульс формируется на первом входе переключателя и запускает цепь разряда накопителя. Накопитель разряжается, ! уменьшая выходное напряжение. Если 25 большее значение окажется у заданного уровня, то импульс появится на втором входе переключателя, замкнет цепь заряда, и напряжение на выходе накопителя увеличится. Изменения выходного напряжения накопителя приводит к соответствующим изменениям коэффициента передачи регулируемого усилителя 3. В результате сигнал возбуждения с выхода источника 2

35 передается на объект 1 с большим или меньшим ослаблением, и таким образом контролируемый параметр поддерживается на заданном уровне.

Импульсное управление накопителя 40 осуществляют формирующие логические цепочки, составленные из элементов

6-11. В начале цикла развертки пилообразное напряжение равно нулю, вследствие чего равны нулю потенциалы на выходах элементов 6 и 7 сравнения и выходные сигналы элементов

И 8 и 9. В случае 0 7 U3 (фактическое напряжение УФ превышает заданное U5) сигнал "Лог. 1" появляется

50 на выходе элемента 7 сравнения раньше, чем на выходе элемента 6. Эле4 мент И 8 пропустит сформированный элементом 7 сигнал на первый вход переключателя 12, замкнув цепь разряда накопителя lÇ. С появлением сигнала "Лог. 1" на выходе элемента 6 и с последующим инвертированием ее элементом НЕ 10 подача единичного сигнала на первый вход переключателя

12 прекращается. На втором входе переключателя 12 сигнал управления не появляется вообще, так как элемент

И 9 в это время заперт элементом НЕ

11, инвертирующим "Лог ° 1" с выхода элемента 7. В итоге накопитель 13 получает импульс разряда, длительностью пропорциональной разности

Бф-Б .

Аналогичным образом срабатывает цепь заряда накопителя при соотношении УФ < U> . Вначале сигнал "Л&. 1" появляется на выходе элемента 6. Поэтому в действие приходит цепь заряда накопителя 13 (по второму входу переключателя 12) и запирается элемент И 8, а сигнал "Лог. 1", который появляется на выходе элемента 7 сравнения по окончании импульса заряда, задерживается. Импульс заряда накопителя окажется пропорциональным по длительности разности напряжений

3 Ф

Накопитель 13 представляет собою блок, линейно отображающий U5-0Ф..

Накопитель 13 представляет собою блок, линейно отображающий разность общей продолжительности поступивших на второй (зарядный) и первый (разрядный) входы переключателя 12 регулирующих импульсов. Основным элементом его может быть, например, конденсатор, накапливающий переносимый импульсами заряд.

Предложенное устройство, в котором преобразование, накопление сигнала и регулировку уровня возбуждения объекта осущечтвляют электронные схемы, обладает значительно более высоким быстродействием по срав нению с известным регулятором, реализующим укаэанные- функции на мех;. нических инерционных элементах.

10847б3

Составитель Л. Цаллагова

РедактоР А. Шишкина ТехРед Г Дубннцак

Корректор Г. Решетник

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2009/42 Тираж 842

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5