Центробежный испытательный стенд

 

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД, содержащий вращающуюся платформу с приводом, дополнительный привод для программного перемещения кареток через редуктор, рычаг и четырехзвенный механизм, систему управления рриводами, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения заданного программного воздействия, в него введены два датчика положения и коммутирующий элемент, соединяющий их с системой управления приводами, причем подвижная часть первого датчика положения жестко соединена с валом дополнительного привода, а второго датчика положения - с одной из кареток. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А (191 (111:

3(51) G 01 P 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /",/

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ / (2 1) 349407 3/ 18-10 (22) 22. 09. 82 (46) 07.05.84. Бюл. М 17 (72) М. 3. Коловский, М. Я. Красильщиков, В.И. Каразин-и А.Н, Евграфов (71) Ленинградский ордена Ленина по-. литехнический институт им. И.И. Калинина (53) 531..768(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 524094, кл. С 01 P 21/00, 1973 °

2. Авторское свидетельство СССР

У 708235, кл. С, 01 P 21/00, 1977: (прототип). (54) (57) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ HCllbITATEJIbHbIA

СТЕНД, содержащий вращающуюся платформу с приводом, дополнительный привод для программного перемещения каре- ток через редуктор, рычаг и.четырехзвенный механизм, систему управления приводами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения заданного программного воздействия, в него введены два датчика положения и коммутирующий элемент, соединяющий их с системой управления приводами, причем подвижная часть первого датчика положения жестко соединена с валом дополнительного привода, а второго дат- ф чика положения — с одной из кареток.

1091

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения заданного программного воздействия.

Указанная цель достигается тем, что В центробежный испь,тательный 45 стенд, содержащий вращающуюся платформу с приводом, дополнительный привод для прбграммного перемещения кареток через редуктор, рычаг и четырехзванный механизм, сйстему управления приводами, введены два датчика положения и коммутирующий элемент, r соединяющий их с ситемой управления приводами, причем подвижная часть первого датчика положения, 5$ жестко соединена с валом дополнительного привода, а второго датчика положения — с одной из кареток.

Изобретение относится к испытатель" ной технике и предназначено для динамических испытаний, например, навигационных систем и приборных устройств, контролирующих параметры дви- 5 жения различных объектов.

Известны центробежные испытательные стенды, на которых возможно воспроизводить линейные ускорения, изменяющиеся по заданной программе, путем программного изменения радиуса вращения испытуемого иэделия с помощью дополнительного привода (1).

В силу особенностей конструкции на одних невозможно обеспечить требуемую точность испытательного воздействия иэ-эа дискретного уравновешивания центробежной силы, дейст вующей на испытуемое изделие, на других невозможно воспроизводить ускорение с высокой интенсивностью (свыше 10000 мс ).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является центробежный стенд, содержащий вращающуюся платформу с приводом, дополнительный привод для программного перемещения кареток через редуктор, рычаг и четырехзвенный механизм, систему управления приводами (2) . ЗО

Недостатком известного стенда является относительно низкая точность воспроизведения заданного программного испытательного воздействия из-за неспособности системы управления компенсировать динамическую ошибку двжкения, вызванную наличием податливости передаточного механизма (редуктора — привода радиального перемещения).

078 2

На чертеже показана схема предлагаемого центробежного стенда.

Стенд содержит платформу i,-ïðèводимую во вращение основным электродвигателем (Д1) 2. Испытуемое изделие 3 устанавливается в рабочую каретку 4, которая перемещается в. радиальном направлении установленным на платформе дополнительным электродвигателем (@II) 5 устройства радиального перемещения с помощью входящих в него редуктора (Р) 6 и шарнирного рычажного механизма, связывающего с кареткой 4 вторую каретку

7 и противовесы 8 и 9, перемещающиеся по радиальным направляющим 10 и

11, закрепленным на платформе 1, при повороте ведущего рычага 12, жестко связанного с выходным валом редуктора 6. Система управления стендом включает в себя источники

У

13 и 14 программно-задаваемых сигналов управления (ИЕ, HII) блок

15 управления (БУ) и коммутирующий элемент (КЭ) 16, а также датчики углового движения 17 (ДУ1) и 18 (ДУЕI) дополнительного электродвигателя 5 и датчик 19 радиального перемещения (ДП) каретки 4. Выход ДУ1 17 непосредственно связан с первым вхо-. дом БУ 15, выходы ДУЕЕ 18 и ДП .19 связаны с вторым и третьим входами

БУ 15 соответственно, прямо и через

КЗ 16, Четвертый и пятый входы БУ 15 связаны с выходами соответственно И1

13 и NII 14, выходные сигналы БУ 15 подаются на электродвигатели Д1 2 и /II 5.

Стенд работает следующим образом.

Эадающие сигналы управления

Б (й) H Upy (t) поступают QT HcToчников И1 13 и ИЕЕ 14 на четвертый и пятый входы БУ 15, где они складываются с дополнительными управляющими сигналами 6 (Ф) и 6 (t) сформированными с помощью обратных связей по соотношениям: „(= (,p(3;

a(= A p)31 s(- op(l3(<)PS p)

«jV,(à)-v,<ц), де P„„<(t) — программа углового движения привода главного вращения Д1 2, У я (t) — программа углового движения вспомогательного привода радиального перемещения каретки ДЕЕ5, 1091078 f (t) — реальный закон углового движения вала Д1 2, У () — реальный закон углового движения вала ДХХ 5 и входного вала редукто ра Р 6, P< (t) — реальный закон углового движения жестко связанного с кареткой 4 ведущего рычага 12 и выходного вала редуктора Р 6, ;ф„4,6,A>,P- коэффициенты усиления, P (К

Программные движения 1,д (с) и яр (t) формируются в БУ 15 из за дающих сигналов управления U„(t) и

Up< (t) . Информация о реальных движениях Y (t), Pz (t), 1 (t) посту" пает соответственно с датчиков

ДУ1 17, ДУХХ 18 и ДП 19. Дополнитель" ный управляющий сигнал U (t) формируется непосредственно в 87 15.

Дополнительный управляющий сигнал

U (t) состоит из двух слагаемых. Первое из них согласно (1) формируется стандартной отрицательной обратной связью в БУ 15 и предназначено для компенсации рассогласования между реальным движением вала ДХХ 5 и его программным движением. Второе слагаемое формируется с помощью КЭ 16 дополнительной положительной связью и предназначено для компенсации влия-З5 ния податливости редуктора 6.

Введение дополнительной обратной связи противоположного знака приводит к тому, что при движении каретки 4 со скоростью, меньшей программного значения, положительная обратная связь вызывает уменьшение величины управляющего сигнала на электро" двигателе радиального перемещения ,каретки ДХХ 5, что обеспечивает уменьшение скорости вращения его вала и уменьшение упругого закручивания входного вала редуктора 6 относительно его выходного вала, связанного с кареткой, и составляющая динамической ошибки движения каретки, вызванная. наличием податливости, уменьшается.

Возникшее при этом рассогласование скорости вращения вала ДХХ 5 с программой „ () компенсируется стандартной обратной отрицательной связью (первое слагаемое в выражении для

u< (t). Соотношения между величинами коэффициентов усиления сА ,Ф- „ g устанавливаются из анализа . устойчивости системы.

Таким образом, введение дополнительной положительной обратной связи для компенсации податливости передаточного механизма в совокупности с. отрицательной обратной связью для отработки программного движения приводит к снижению величины дина,мической ошибки движения каретки с испытуемым изделием, а это повышает точность воспроизведения программных испытательных воздействий.

1091078

Составитель Н. Иараховская

Техред A дч Корректор M. Шароши

«й

Редактор Л. Филь

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

Заказ 3074/41 Тираж 823 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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