Устройство для формирования спектра широкополосных случайных вибраций

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сотов Соаетскик

Социалистическик

Республик ()983662 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.01.81 (21) 3233814/1 8-24 (51) M. Кл.

С,058 19/02 с присоединением заявки №

3Ъоудорстоеиьа комитет

СССР ио делам изабретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.12.82. Бюллетень № 47 (53} УДК620.178. .53 {088.8) Дата опубликования описания 25.12.82 (72) Авторы изобретения

B.È.Дударева, A.A.ÊîùååB, Б. В.Михайлов и

i (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СПЕКТРА

ШИРОКОПОЛОСНЫХ СЛУЧАЙНЫХ ВИБРАЦИЙ

Изобретение относится к испытатель ной технике, а именно к системам управ- ления вибрационными испытаниями, и может быть использовано в машиностроении.

Известна система управления виб-. рационными испытаниями при полигармоI ническом возбуждении, содержащая задаю щие генераторы гармонических колебаний, сумматор и усилитель с вибратором (1 g. о

Недостатком данной системы является недостаточное приближение вибраций при стендовых испытаниях к натурным.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретенито является система управления вибрационными испытаниями, в которой для получения полигармонического сигнала применяют несколько стан,дартных задающих генераторов гармонических колебаний с регулируемой амплитудой. Напряжения соответствующих чаотот с генераторов суммируются и воздействуют через усилитель мощности на вибратор с изделием Г21, 2

Получаемый в заданной точке изделия вибропроцесс с вибропреобразователя подается в анализатор спектра. Сигналы от дельных каналов анализатора в измерителе рассогласования сравниваются с сигналами задания и разностные сигналы подаются в блок регуляторов, который управляет напряжениями задающих генераторов так, чтобы обеспечить требуемый уровень каждой гармоники.

Недостатком системы является то, что в ней используется гармоническое возбуждение, спектр которого является дискретным, а не сплошным. Это вызывает снижение точности виброиспытаний, так как может возникнуть случайная близость собственных частот испытываемого изде лия к частотам воздействия. При этом вибронагруженность отдельных частей изделия отличается от реальной, имеющей место при сплошном характере спектра.

Е(ель изобретения — повышение точности устройства для формирования спектра широкополосных случайных вибраций.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содефисащее последователь;но соединенные генераторы гармонических сИгналов, сумматор, усилитель мощности вибратор с испытуемым объектом, а так: же последовательно соединенные вибро преобразоватепЫ, установленный йа испы туемой объекте, анализатор. спектра, из.меритель рассогласования и блок регулято ров, выходы которого соединены с соответетвующими первыми управляющими входами генераторов гармонических сигналов, введен генератор белого шума, выход которого подключен к входам усщтителей с регулируемы коэффициентом усиления, выходами подключенньп. и .к соответствуюпп м вторым. управляющим входам генераторов гармонических сигналов., На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генераторы гармоничеслсих сигналов 1 — 1„, сумматор

2, усилитель мощности 3, вибратор 4 с испытуемым объектом, вибропреобразователь 5, анализатор 6 спектра, измеритель 7 рассогласования, блок 8 регуляторов, генератор 9 белого шума и усилители 10 - 10п. с регулируемыми коэффициентами усиления.

Устройство работает следующим .образом.

Генераторы 1 - 1. генерируют гармонические колебания с управляемыми амплитудами H частотами, которые подаются на сумматор 2. Начальные чаототы генераторов 1 — 1,„можно выбирать произвольным образом - равномерно отстоящими друг от друга в линейном масштабе, равномерно отстоящими друг от друга в логарифмическом масштабе и независимые частоты гармоник. Выходной сигнал сумматора 2 через усилитель мощности 3 подается на вибратор 4. Получаемые на выходе вибропреобразователя

5 колебания поступают в анализатор спектра 6. Сигналы с отдельных каналов анализатора .6 сравниваются с сигнала-.ми задания в измерителе 7 рассогласования и разностные сигналы подаются в блок 8 регуляторов, выходы которого соединены с управляющими амплитудой входами генераторов 11 - 1; Блок 8 регуляторов управляет амплитудами cIU налов генераторов 1 - 1 I так, чтобы обеспечить требуемый уровень каждой гармоники. Сигнал с генератора шума 9 через усилители 101 - 10„подается на вторые входы генераторов (управляющие частотой генераторов), обеспечивая частотную модуляцию гармонических сигналов по случайному закону, в результате чего спектр сигнала на выходе вибратора становится сплошным. Коэффициент усиления каждого усилителя 10 выбирается йропорциональным расстоянию между частотой соответствующего генератора 1,и соседнего генератора 1„+„ или 1; т.е. в зависимости от выбора начальных д частот генераторов.

Математически указанный аффект объ- ясняется известным свойством операции частотной модуляции, согласно которому м кривая спектральной плотности модулиI 15 рованной гармонической составляющей асимптотнчески прйближается (с некоторым постоянным множителем) к кривой одномерной плотности вероятности модулирующей функции.

20 Использование генераторов гармонических сигналов, снабженных дополните ными входами, управляющими, IBcTDToH, генератора белого шума и усилителей с регулируемым коэффициентом усиления

25 позволяет проводить виброиспытания изделия на воздействие вибраций со сплошным спектром, что повышает точность виброиспытаний.

Формула изобретения

Устройство для формирования спектра широкополосных случайных вибраций, содержащее последовательно соединенные генераторы гармонических сигналов, сумматор, усилитель мощности, вибратор с испытуемым объектом, а также последо35 вательно соединенные вибропреобразователь, установленный на испытуемом объекте, анализатор спектра, измеритель рассогласования и блок регуляторов, выходы которого соединены с соответствукм40 шими первыми управляющими входами ге нераторов гармонических сигналов, о тл н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит генератор белого шума, выход кото45 рого подключен к входам усилителей с регулируемым: коаффициентом усиления, выходами подключенными к соответству= ющкч вторым управляющим входам генераторов гармонических сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при акспертизе

1. Гетманов A.Ã. Автоматическое уп-равление вибрационными испытаниями. М., "Энергия", 1978, с. 59.

2. Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара. Справочник.

Книга 2-я, М„Машиностроение, 1978, с. 164, (прототип). 3 ММбй 4

983662

Составитель А. Терехин

Редактор А. Козориз Техред Л.Пекарь КорректорА. Ференц

Заказ 9921/56 Тираж 914 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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