ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Идентификация механических систем (В. А. Каминскас, А. А Немура) из "Вибрации в технике Справочник Том 5 " Состав оборудования. Полный состав миогоканального оборудования содержит Технические средства возбуждения, измерения и регистрации сил и кинематических Величин (рис. 10) [2, 5, 12, 13, 20, 23, 24]. [c.341] При испытаниях с многоточечным возбуждением необходимо применять многоканальное оборудование, которое обеспечивает возможность одновременного приложения сил во многих точках (10—12). При этом гармоническое возбуждение осуществляют с помощью средств, позволяющих регулировать амплитуду и фазовые сдвиги как всех сил одновременно, так и независимо в каждой точке возбуждения. Для этой Цели, как правило, используют специальные возбудители (силовоэбудители) электродинамического типа (ЭДВ). [c.341] Вибрации измеряют с помощью датчиков перемещения, скорости и ускорения (либо их комбинации), сигналы которых через коммутатор подают на вход измерительных приборов Для регистрации установившихся процессов (форм колебаний, амплитудыо- и фазочастотиых характеристик) сигналы датчиков фильтруют и с помощью аналого-цифровых преобразователей кодируют для регистрации на цифропечатающей машине (ЦПМ) или перфоленте. Переходные процессы регистрируют с помощью шлейфовых осциллографов либо инструментальных магнитофонов. [c.342] Средства возбуждения (рис. 11). Генератор гармонических сигналов (ГС) вместе с блоками подбора сил обеспечивает возможность установки частоты (вручную, с автоматической развергкой или внешними сигналами) в диапазоне от десятых долей Гц до нескольких сотен Гц (или нескольких килогерц). При этом регулируются уровень возбуждения и фазовый сдвиг. Значение частоты, определяемое с точностью до пятого знака, отсчитывается либо по соответствующим показаниям [енератора, либо с помощью отдельного цифрового частотомера. В последнем случае часто определяют период колебаний, что существенно быстрее измерения частоты, особенно на низких частотах. [c.342] Усилители мощности — генераторы тока — имеют глубокую отрицательную обратную связь по выходному току и высокое выходное сопротивление. Они преобразуют входное электрическое напряжение (5—10 В) в пропорциональный ему выходной ток с амплитудным значением до 5 А в случае ламповых выходных каскадов и на порядок выше в случае транзисторных, при фазовом сдвиге 1° — на частотах 0—300 Гц. [c.342] Возбудители (ЭДВ) специальной конструкции, обеспечивающей постоянство градуировки сила — ток при максимальных перемещениях, рассчитаны на получение выходной силы амплитудой 10—2000 Н. Используют различные возбудители с номинальными силами, отличающимися в 4—5 раз. Отношение выходной силы к весу подвижной системы не менее 30 (табл. 1). [c.342] Измерение и регистрация (рис 12). Амплитуду сигналов датчиков, составляющую от сотых долей до нескольких десятков вольт, определяют с помощью низкочастотных мпллиБольтмегров, нх форму наблюдают на экране электронного осциллографа или многоканального индикатора. В последнем случае может быть получено суждение о распределении амплитуд и фа- овых сдвигов колебаний по длине конструкции. [c.344] Приведенный на рис. 10—12 максимальный состав оборудования в случае более простых испытаний может быть сокращен как по количеству точек возбуждения и измерения, так и по составу аппаратуры. [c.344] При большом числе датчиков регистрацию можно ускорить увеличением числа наиболее инерционных каналов, осуществляющих преобразование переменного сигнала в постоянный. Так, увеличение числа пар синхронных детекторов до 10—20 позволяет с помощью групповой коммутации (усложнением коммутирующей аппаратуры) сократить время регистрации в 5—20 раз. [c.344] МНОГОКАНАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РЕЗОНАНСНЫХ ИСПЫТ. [c.345] Подавая суммарный сигнал U на вход одной пары синхронных детекторов, получают два постоянных напряжения — амплитуды составляющих Im (I и Re Обращение в нуль первой из них является критерием резонанса, величина второй характеризует уровень колебаний, который может поддерживаться автоматически изменением коэффициента усиления общего блока подбора сил. Для автоматизации поддерживания частоты резонанса условие Im = О реализуется соответствующим блоком управления частотой генератора. Оба контура работоспособны при больших значениях их постоянных времени, значительно превышающих наибольшее значение периода исследуемых колебаний. [c.345] Применение ЭВМ. Большие возможности открывает использование мини-ЭВМ [11, 12, 26, 14] в составе многоканального оборудования (рис. 14). Их характеризует высокое быстродействие (цикл памяти порядка сотен наносекунд), большой объем оперативной памяти (десятки килобайт), возможность работы с внешними устройствами — телетайпом, перфоратором, ЦПМ и т. д. [c.345] При использовании внешних запоминающих устройств (накопителей на магнитной ленте, магнитных дисков), а также устройств отображения информации (графический и алфавитно-цифровой дисплей, графопостроитель) вычислительные возможности мини-ЭВМ расширяются. Все эти качества позволяют использовать мини-ЭВМ для замены части измерительной и преобразующей аппаратуры многоканального оборудования, для частичной обработки информации, а также для управления отдельными этапами испытаний (см. рис. 14). [c.345] ЭВМ может реализовать простейшие программы первичной обработки данных умножение и деление показаний на коэффициент усиления, чувствительность, частоту или квадрат частоты, вычитание поправки на уход нуля и т. п, При этом со временем программа обработки может совершенствоваться. [c.345] Обработка данных при расширении вычислительных возможностей мини-ЭВМ может быть усложнена и дополнена построением частотных характеристик, форм колебаний, расчетом обобщенных параметров, диагностикой работоспособности отдельных элементов. Например, соотношение (25) следует из известного выражения МНК (для линейной регрессии) Ь= (t T) t Q, где Ь и Q— векторы с компонентами bi и Qm Т — матрица с элементами Тщ — (ТтУ, / = О, 1, 3 m = 1, 2,. .., N. Решение этой системы с помощью мини-ЭВМ дает значение tg х (равное Ь ) и обоб щенной массы а°. [c.346] Помимо измерительных функций мини-ЭВМ осуществляет определенные задачи управления [14, 1]. С этой целью основные блоки возбуждения дополняют элементами согласования с ЭВМ, обеспечивающими преобразование кодовых сигналов в изменение частоты или уровня возбуждения и т. п. Тогда реализуется автоматическое измерение частотной характеристики с переменным шагом по частоте, или изменение уровня возбуждения по определенному алгоритму, например поддержипание условий резонанса (по амплитуде и частоте). При разработке эффективной программы возможен подбор сил возбуждения для выделения одного тона собственных колебаний. Последнее реально в режиме диалога оператора с мини-ЭВМ. [c.346] При дополнении многоканального оборудования мини-ЭВМ расширяются возможности эксперимента, но одновременно усложняется его проведение. Такое усложнение оправдано в случае регулярных, дорогостоящих испытаний с использованием большого объема оборудования. [c.346] Погрешности измерения. Определение характеристик собственных колебаний связано с двумя видами погрешностей аппаратурных и методических, Первые носят случайный характер и зависят от класса измерительных приборов, а также от алгоритма обработки измерений, например при определении обобщенных масс. Методические погрешности обусловлены тем, что характер колебаний исследуемой конструкции отличается от предполагаемого, так как, например, на форму колебаний влияет механическая догрузка, обобщенные массы искажаются влиянием ЭДВ и т, п. Эти погрешности являются систематическими, поэтому их влияние может быть скорректировано при получении окончательных результатов. [c.346] Вернуться к основной статье