Регулятор для электрогидравлических систем нагружения
Изобретение относится к эпектрогидравлическим системам управления в частноаи к электрогидравлическим системам воспроизведения заданных усилий при ресурсных испытаниях образцов и элементов конструкций. Регулятор содерис т последовательно соединенные усилитель 1 рассогласования , формирователь 2 закона регулирования регулируемый усилитель 3. умножитель 4, усилитель 5 мощности, параллельно входу формирователя 2 подключено апериодическое звено 6, к входу и выходу звена подюточены блоки 7 и 8 oпpe eлeния амплитуды периодического сигнала, выходы которых подключены к делителю 9, а выход делителя 9 соединен с умножителем 4. Предложенное решение обеспечивает ограничение амплитудной частотной характеристики с заданной чааоты без искажения формы сигнала, что приводит к повышению запасов уаойчивости и расширения частотного диапазона 1 иа
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕЫТ СССР)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН
% В
К ЛВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4244120/24 (22) 12.05В? (46) 30.11.93 Бюп. Мя 43-44 (72) Баринов АИ„Карташев Ю.В„ Миодушевский
П.В„Фурман АВ. . (54) РЕГУЛЯТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ НАГРУЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электрогидравлическим системам управления, в частности к электрогидравлическим системам-воспроизведения заданных усилий при ресурсных испытаниях образцов и элементов конструкций. Регулятор содержит последовательно соединенные усилитель 1 рассогла(в) SU (11) 1457633 А1 (51) 5 G05B 11 01 сования, формирователь 2 закона регулирования, регулируемый усилитель 3, умножитель 4, усилитель
5 мощности, параллельно входу формирователя 2 подключено апериодическое звено 6, к входу и выходу звена подключены блоки? и 8 определения амплитуды периодического сигнала, выходй которых подключены к делителю 9, а выход делителя 9 соединен с умножитепем 4. Предложенное решение обеспечивает ограничение амплитудной частотной характеристики с заданной частоты без искажения формы сигнала, что приводит к повыше— нию запасов устойчивости и расширения частотного диапазона 1 ил.
1457633
Изобретение относится к экспериментальной технике для прочностных испытаний конструкций. При прочностных исследованиях, в частности при ресурсных испытаниях, конструкцию периодически нагружают циклическими нагрузками заданной амплитуды, причем количество циклов нагружения при типовых испытаниях образцов составляет 10 -10 . Длительность испы5 б таний определяется частотой нагружения, которая зависит от динамики электрогидравлического привода. Системы нагружения при ресурсных испытаниях работают в основном в периодических установившихся режимах с небольшим числом переходов от одного установившегося режима к другому после отработки заданного числа периодов (циклов) нагружения.
Цель изобретения — повышение устойчивости и точности воспроизведения вход- 20 ного сигнала, Структурная схема устройства представлена на чертеже.
Устройство содержит усилитель 1 сигнала рассогласования, формирователь 2 зако- 25 на регулирования, регулируемый усилитель
3, умножитель 4, усилитель 5 мощности, апериодическое звено 6, блоки 7 и 8 определения амплитуды периодического сигнала и . делитель 9. 30
Рассмотрим работу предлагаемого устройства в установившемся режиме при . входном сигнале, являющемся пепиодической функцией времени х1(1) = А1з!пв t.
Периодический сигнал проходит через 35 усилитель 1, формирователь 2 закона регулирования (например пропорционально-интегрально-дифференциального закона) регулируемый усилитель 3, умножитель 4 и усилитель 5. Амплитуда выходного сигнала 40 при частотах в > в1, увеличивается, и происходит положительный сдвиг фазы. Периодический сигнал х2 поступает также на апериодическое звено 6, происходят определение амплитуд периодических сигналов 45
xz и хз с помощьк> блоков 7 и 8 определения амплитуды и деление амплитудных значений в делителе 9. При частотах в - вр коэффициент передачи звена 6 равен единице, амплитуды сигналов х7 и xg одина- 50 ковы, и на вход умножителя 4 поступает постоянный сигнал x1Q принятый за единицу. В этом случае амплитуда сигналов х4 при прохождении через умножитель 4 не изменяется, При частотах в > вр уменьшается амплитуда выходного сигнала х8 и, соответственно, выходной сигнал делителя 9, Так как амплитуда выходных сигналов хз и ха формирователя 2 и апериодического звена
6, начиная с в >вр, изменяются обратно пропорционально, то амплитуда выходного сигнала умножителя 4 при частотах в > op не изменяется. Причем апериодическое звено 6 не вносит запаздывания по фазе, так как происходят только умножение синусоидального сигнала на постоянную величину, зависящую от частоты установившегося периодического режима, что приводит только к изменению амплитуды сигнала. Поэтому фазо-частотная характеристика регулятора остается без изменения и по-прежнему вносит положительный сдвиг.
Таким образом, происходит "полезная" коррекция только амплитудно-частотной характеристики регулятора при положительном. сдвиге фазы, что увеличивает запас устойчивости замкнутой системы. Независимость амплитуды выходного сигнала устройства х5 от частоты входного сигнала при в ) вр, а также независимость фазы выходного сигнала х6 отключения апериодического звена 6 можно показать аналитически. Предварительно заметим, что частотная передаточная функция формирователя 2
W7(J о) =(1 + +JTgo))
1 а для апериодического звена 6: причем выбирают ТА =—
Np где вр — максимальная рабочая частота нагружения.
При частотах в >вр амплитудно-частотную характеристику формирователя 2 можно представить в виде Аг(в) =Тя в, а апериодического звена — в виде
А6(в) 1/Т N, причем логарифмическая амплитудно-частотная характеристика формирователя 2 имеет подьем +20 дб/дек, а апериодического звена 6 имеет наклон — 20 дб/дек, В установившемся режиме при циклическом нагру>кении представим гармонические сигналы в устройстве в комплексной форме
x1(l) - Ас (в) е > < (в); х2(т) = А1(в) К, е у> (): в >вр, 1457633 хз = Азе = ru ТдК1А1; х4 = А4 е - = = К2 соТдК1А1 е ;
) 1/>> ф) = K>KgV — д А> е -"
Т/
Тд . Таким образом, выходной сигнал устройства хф) при со > со» не завис т ат частоты, а фаза определяется только положительным сдвигом фазы. который вносится дифференциальной гоставляющей формирователя 2. С помощью предложенного решения формируется
"ограничитель", работающий только для амплитудно-частотной характеристики с заданной частотой, который не искажает периодического сигнала, так как происходит только умножение текущего значения синусаидального сигнала на постоянную величину. (56) Регулятор электрический аналоговый типа РЭЛ-4 ПРС.1 05.00,000ТО.
Ялышев А,У., Разоренов О.Н. Многофун20 кцианальные аналоговые регулирующие устройства автоматики. — М.:
Машиностроение. 1981 с.166-370, хз = Ав е = А1К1е ;
Тд со
1 хд = Аз = — A1K1;
Тд со хт=A> = К1А1; х
x>о- ——
x) ТдсоА K) Тдсо хв - х4х1о = К2К1 соТдА е ф
Тисо
- К1К2 — - A> е ;
Т
Тд
Составитель Н.Кудрявцев
Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор- C tueKMap
Редактор Б.Федотов
Заказ 3335
Тираж Подписное
НПО "Поиск" Роспатента
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. У>кгорад, ул.Гагарина, 101
Формула изобретения
РЕГУЛЯТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ НАГРУЖЕНИЯ, содержащий последовательно соединенные 30 усилитель рассогласования, формирователь закона регулирования, регулируемый усилитель и усилитель мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости и точности воспроизведения 35 формы входного сигнала, введены апериодическое звено, два блока определения амплитуды периодического сигнала, делитель и умножитель, причем выход усилитеJ ля сигнала рассогласования соединен с
-входами апериодического звена и первого блока определения амплитуды периодического сигнала, выходом подключенного к первому выходу делителя, вход «делимое» которого соединен с выходом второго блока определения амплитуды периодического сигнала, выходом соединенного с выходом апериодического звена, первый вход умножителя подключен к выходу регулируемого усилителя, второй вход умножителя соединен с выходом делителя, а вход усилителя мощности соединен с выходом умножителя,
