SU1084763A1

SU1084763A1 - Vibration amplitude controller

Info

Publication number: SU1084763A1
Application number: SU823468966A
Authority: SU
Inventors: Владимир Дмитриевич Гусев; Анатолий Константинович Ксенофонтов; Игорь Алексеевич Прохоров
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюро Производственного Объединения "Виброприбор"
Priority date: 1982-07-12
Filing date: 1982-07-12
Publication date: 1984-04-07

Abstract

РЕГУЛЯТОР АМПЛИТУДЫ ВИБРАЦИИ , содержащий первый элемент сравнени , первый вход которого подключен к выходу объекта регулировани , источник питани , св занный выходом . с первым входомрегулируемого усилител , выход которого соединен с входом объекта регулировани , а также задатчик амплитуды, отличающийс тем, что, с целью повышени быстродействи регул тора, он содержит последовательно соединенные генератор пилообразного напр жени , второй элемент сравнени , первый элемент И, переключатель и накопитель, а также два элемента НЕ и второй элемент И, первый вход которого подклю чен к выходу первого элемента сравнени и через первый элемент НЕ к второму входу первого элемента И второй вход - к выходу второго эле§ мента НЕ, а выход - к второму входу переключател , выход задатчика -ам (Л плитуды соединен с вторым входом с второго элемента сравнени , выход которого св зан с входом второго элемента НЕ, выход генератора пилообразного напр жени подключен к второму входу первого элемента сравнени , а выход накопител соединен с вторым эо входом регулируемого усилител . 4: САЭThe VIBRATION AMPLITUDE REGULATOR, containing the first comparison element, the first input of which is connected to the output of the control object, a power source connected to the output. with the first input of the adjustable amplifier, the output of which is connected to the input of the control object, as well as an amplitude adjuster, characterized in that, in order to increase the speed of the regulator, it contains serially connected sawtooth generator, second comparison element, first And element, switch and accumulator and also two elements NOT and the second element I, the first input of which is connected to the output of the first comparison element and through the first element NOT to the second input of the first element And the second input to the output in NO is the first element, and the output is to the second input of the switch, the output of the setter is (A) is connected to the second input from the second comparison element, the output of which is connected to the input of the second element, the output of the sawtooth generator is connected to the second input of the first element of comparison, and the output of the drive is connected to the second EO input of the adjustable amplifier. 4: EPS

Description

41084 Изобретение оТ юситс к автоматике , может примен тьс в виброкалибровочных средствах и в технике испытаний на вибрацию в частности при измерении динамических характеристик машин. Известны устройства статического регулировани амплитуды вибрации, корректирующие уход контролируемого параметра от заданного уровн по строго определённой характеристикеfO Однако эти устройства не учитывают нелинейность механической системы, нагрузку вибростола и различие законов изменени интенсивности колебаний при 41084 The invention of automation systems can be applied in vibratory calibration tools and in vibration testing techniques, in particular when measuring the dynamic characteristics of machines. There are known static vibration amplitude control devices that correct the departure of the monitored parameter from a given level according to a strictly defined characteristic. However, these devices do not take into account the nonlinearity of the mechanical system, the vibration table load and the difference in the laws of oscillation intensity variation

смене параметров и поэтому не могут быть использованы, если дестабилизирующие факторы вли ют на работу системы , произвольным образом.change of parameters and therefore cannot be used if destabilizing factors influence the operation of the system in an arbitrary manner.

. В св зи с этим наибольшее распространение получили астатические устг ройства, регулирующие амплитуду вибрации по сигналу рассогласовани ее с заданным значением.. In connection with this, astatic devices that regulate the amplitude of vibration on the basis of the error signal with a given value are most widely used.

Наиболее близким к предлагаемому устройству вл етс регул тор амплитуды вибрации, содержапсий элемент сравнени , к первому и второму вхо .дам которого подключены соответственно выходы задатчика напр жени и объекта регулировани , усилитель, выход которого соединен с обмоткой управлени двигател , потенциометр, подвижный контакт которого подключен к входу объекта регулировани , и механически соединен с валом двигател , источник питани , выход которого подключен к входу потенциомет- ра, дополнительный потенциометр, подвижный контакт которого подключен к входу усилител и механически соединен с валом двигател , а выход элемента сравнени подключен к входу дополнительного потенциометра, В данном устройстве напр жение, пропорциональное мгновенному значению амплитуды вибра ши, поступает на элемент сравнени с выхода объекта регулировани , в котором сравниваетс с заданным.значением напр жени от задатчика,пропорционального амплитуде возбуждающей силы. Разность между фактическим и заданным значением напр жений поступает через дополнительный потенциометр на вход усилител . Вал двигател под действием разностного сигнала начинает врацатьс и приводит в движение механически соединенные с ним подвижные. 5 10The closest to the proposed device is the vibration amplitude controller, the contents of the comparison element, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the voltage adjuster and the object to be controlled, an amplifier whose output is connected to the motor control winding, a potentiometer whose moving contact is connected to the input of the control object, and mechanically connected to the motor shaft, power source, the output of which is connected to the input of the potentiometer, additional potentiometer, the act of which is connected to the input of the amplifier and mechanically connected to the motor shaft, and the output of the reference element is connected to the input of an additional potentiometer. In this device, a voltage proportional to the instantaneous amplitude value of the vibration is supplied to the comparison element from the output of the control object, in which it is compared with the specified The value of the voltage from the setter, proportional to the amplitude of the exciting force. The difference between the actual and the specified voltage value is fed through an additional potentiometer to the input of the amplifier. The shaft of the engine under the action of a differential signal starts to rotate and sets in motion the mechanically connected with it moving. 5 10

Цель изобретени - повьш1ение быстродействи регул тора.The purpose of the invention is to increase the speed of the controller.

Поставленна цель достигаетс тем, что регул тор, содержащий первый элемент сравнени ,первый вход которого подключен к выходу объекта регулировани , источник питани , св занный выходом с nepBbJM входом регулирз емого усилител , выход которого соединен с входом объекта регулировани , а также задатчик ак(плитуды,содержит последовательно соединенные генератор пилообразного напр жени , второй элемент сравнени , первый элемент И, переключатель и накопитель, а также два элемента НЕ и второй элемент И, первс вход которого подключен к выходу первого элемента сравнени и через первый элемент НЕ - к второму входу первого элемента И, второй вход - к выходу второго элемента НЕ, а выход - к второму входу переключател , выход задатчика амплитуды соединен с вторым входом второго элемента сравнени , выход которого св зан с входом второго злемента НЕ, выход генератора пилообразного напр жени подключен . к второму входу первого элементаThe goal is achieved by the fact that the controller containing the first comparison element, the first input of which is connected to the output of the control object, the power source connected to the nepBbJM output of the adjustable amplifier, the output of which is connected to the input of the control object, as well as the setpoint controller (pounds) , contains a sawtooth voltage generator connected in series, a second reference element, the first element AND, a switch and a drive, as well as two elements NOT and a second element AND whose first input is connected to the output The first comparison element and through the first element NOT to the second input of the first element I, the second input to the output of the second element NOT, and the output to the second input of the switch, the output of the amplitude setting device is connected to the second input of the second comparison element whose output is connected to the input The second element is NOT, the output of the sawtooth generator is connected to the second input of the first element

выход накопител соедисравнени , а входом регулируемогоthe output of the accumulator accumulator, and the input of the regulated

нен с вторьм усилител .Not with the second amplifier.

На чертеже приведена блок-схема регул тора. The drawing shows a block diagram of the regulator.

Схема управл ет объектом 1 регулировани и содержит источник 2 питани , регулируемый ускшитель 3, задатчик 4 амплитуды, генератор 5 пилообразного напр жени , первый 6 и второй 7 элементы сравН1ени , первый 8 и второй 9 элементы И, первый 10 и второй 11, элементы НЕ, переключатель 12 и накопитель 13.The circuit controls the control object 1 and contains a power source 2, an adjustable accelerator 3, an amplitude setting device 4, a sawtooth voltage generator 5, the first 6 and second 7 elements of comparison, the first 8 and second 9 elements And, the first 10 and second 11, elements , switch 12 and drive 13.

Устройство работает следующим образом. 63 контакты потенциомет()а и дополнительного потенциометра, регулйрующ го коэффициент усилел и усилител . Вращение вала двигател и перёмещение подвижных контактов потенциометров происходит до тех пор, пока амплитуда вибрации не сравн етс с заданным значением . Однако наличие механического регул тора в данной системе ограничивает ее быстродействие. Инсфционность двигател не позвол ет выполнить быстрое частотное сканирование сигнала, что увеличивает врем и стоимость 15 операций виброкалибровки. Вибросигнал с выхода объекта 1, пропорциональный параметру, по кото рому производитс регулирование, по даетс на элемент 6 дл сравнени с пилообразным напр жением генерато pa 5, которое одновременно сравнива етс с напр жением задатчика 4 на элементе 7. Пилообразное напр жение (периодически нарастает от нулевого значени до максимального, В момент когда оно превьппает фактический или заданный уровень, соответствующий элемент сравнени вьфабатывает сигнал Лог, 1. В противном случае вы рабатываетс сигнал Лог. О. В ре зультате на одном из входов переклю чател 12 формируетс импульс, длительность которого пропорциональна разности указанных напр жений. При этом, если фактический уровень напр жени больше заданного, импульс формируетс на первом входе переклю чател и запускает цепь разр да на .копител . Накопитель разр жаетс , уменьша выходное напр жение. Если большее значение окажетс у заданного уровн , то импульс по витс на втором входе переключател , замкнет цепь зар да, и напр жение на выходе накопител увеличитс . Изменени выходного напр жени накопител приводит к соответствующим изменени м коэффициента передачи регулируемого усилител 3. В результате сигнал возбуждени с выхода источника 2 передаетс на объект 1 с большим или меньшим ослаблением, и таким образом контролируемый параметр поддер живаетс на заданном уровне. Импульсное управление накопител осуществл ют формирующие логические цепочки, составленные из элементов 6-11. В .начале цикла развертки пилообразное напр жение равно нулю, вследствие чего равны нулю потенциалы на выходах элементов 6 и 7 сравнени и выходные сигналы элементов И 8 и 9. В случае ,7Uj (фактичеснапр жение U превышает заданнов Uj) сигнал Лог. 1 по вл етс на выходе элемента 7 сравнени раньше , чем на выходе элемента 6. Элемент И 8 пропустит сформированный элементом 7 сигнал на первый вход переключател 12, замкнув цепь разр да накопител 13. С по влением сигнала Лог. 1 на выходе элемента 6 и с последующим инвертированием ее элементом НЕ 10 подача единичного сигнала на первый вход переключател 12 прекращаетс . На втором входе переключател 12 сигнал управлени не по вл етс вообще, так как элемент И 9 в это врем заперт элементом НЕ 11, инвертирующим Лог. 1 с выхода элемента 7. В итоге накопитель 13 получает импульс разр да, длительностью пропорциональной разности иф-из. Аналогичным образом срабатывает . цепь зар да накопител при соотношении Цф Uj . Вначале сигнал ЛИ. 1 по вл етс на выходе элемента 6. Поэтому в действие приходит цепь зар да накопител 13 (по второму входу переключател 12) и запираетс элемент И 8, а сигнал Лог. 1, который по вл етс на выходе элемента 7 сравнени по окончании импульса зар да, задерживаетс . Импульс зар да накопител окажетс пропорциональным по длительности разности напр жений .. Накопитель 13 представл ет собою блок, линейно отображающий .Накопитель 13 представл ет собою блок, линейно отображающий разность общей продолжительности поступивших на второй (зар дный) и первый (разр дный ) входы переключател 12 регулирующих импульсов. Основным элементом его может быть, напримерj конденсатор, накапливающий переносимый импульсами зар д. Предложенное устройство, в котором преобразование, накопление сигнала и регулировку уровн возбуждени объекта осуществл ют электронные схемы, обладает значительно более высоким быстродействием по срав нению с известньм регул тором, реапизукицин указанные- функции на мех., нических инерционных элементах.The device works as follows. 63 contacts of potentiometer () a and an additional potentiometer regulating the gain of the amplifier and the amplifier. The rotation of the motor shaft and the displacement of the moving contacts of the potentiometers occur until the amplitude of vibration is equal to the specified value. However, the presence of a mechanical controller in this system limits its speed. Informability of the engine does not allow for fast frequency scanning of the signal, which increases the time and cost of 15 vibration calibration operations. The vibration signal from the output of the object 1, proportional to the parameter according to which the adjustment is made, is given to element 6 for comparison with the sawtooth voltage generator 5, which is simultaneously compared with the voltage of the setpoint 4 on element 7. The sawtooth voltage (periodically increases from zero value to the maximum. At the moment when it exceeds the actual or specified level, the corresponding element of the comparison signals the Log, 1. Otherwise, the Log.O. signal is generated. As a result, one of the inputs One switch 12 generates a pulse, the duration of which is proportional to the difference between the indicated voltages. In this case, if the actual voltage level is greater than a predetermined pulse, the pulse is formed at the first input of the switch and starts the discharge circuit to the capacitor. The drive is discharged, reducing the output voltage If a larger value is at a predetermined level, then the pulse is applied to the second input of the switch, closes the charge circuit, and the voltage at the output of the storage device increases. Changes in the output voltage of the accumulator leads to corresponding changes in the transmission coefficient of adjustable amplifier 3. As a result, the excitation signal from the output of source 2 is transmitted to object 1 with more or less attenuation, and thus the controlled parameter is maintained at a predetermined level. The accumulator impulse control is carried out by forming logical chains made up of elements 6-11. At the beginning of the sweep cycle, the sawtooth voltage is zero, as a result of which the potentials at the outputs of elements 6 and 7 of the comparison and the output signals of elements And 8 and 9 are equal. In the case of 7 Uj (actual voltage U exceeds the predetermined Uj) signal Log. 1 appears at the output of the comparison element 7 earlier than at the output of element 6. And element 8 will pass the signal generated by element 7 to the first input of switch 12, closing the discharge circuit of drive 13. With the appearance of the signal Log. 1, at the output of element 6 and then inverted by its element NOT 10, the supply of a single signal to the first input of switch 12 is terminated. At the second input of the switch 12, the control signal does not appear at all, since the element AND 9 is at this time locked with the element HE 11, which inverts the Log. 1 from the output of the element 7. As a result, the drive 13 receives a discharge pulse, the duration of the proportional difference if-out. Similarly, it works. chain of charge of the accumulator with the ratio UF Uj. Initially the signal is LEE. 1 appears at the output of element 6. Therefore, the charging circuit of accumulator 13 comes into effect (at the second input of switch 12) and the element 8 is blocked, and the signal Log. 1, which appears at the output of the comparison element 7 at the end of the charge pulse, is delayed. The charge impulse of the accumulator turns out to be proportional to the voltage difference duration. The accumulator 13 represents a block linearly representing. The accumulator 13 represents a block linearly displaying the difference of the total duration of the incoming to the second (charge) and first (bit) switches 12 regulating impulses. The main element of it can be, for example, a capacitor that accumulates the charge transferred by pulses. The proposed device, in which the conversion, accumulation of the signal and adjustment of the excitation level of the object is carried out by electronic circuits, has a much higher speed than the limestone controller functions on fur., inertial elements.

Claims

VIBRATION AMPLITUDE REGULATOR, containing the first element of comparison, the first input of which is connected to the output of the regulating object, a power source connected to the output with the first input of the adjustable amplifier, the output of which is connected to the input of the regulating object, and an amplitude adjuster, Moreover, in order to increase the speed of the regulator, it contains serially connected sawtooth voltage generator, a second comparison element, the first AND element, a switch and a drive, as well as two elements NOT and the second element And, the first input of which is connected to the output of the first comparison element and through the first element NOT to the second input of the first element And, the second input to the output of the second element NOT, and the output to the second input of the switch, the output of the amplitude adjuster is connected to the second input of the second the comparison element, the output of which is connected to the input of the second element NOT, the output of the sawtooth voltage generator is connected to the second input of the first comparison element, and the drive output is connected to the second input of the adjustable amplifier.

; and ... "Ϊ084763

1 1084763