Електродинамічний вібратор

Електродинамічний вібратор, що містить магнітопровід з обмоткою підмагнічування, установлену в повітряному зазорі магнітопроводу рухому циліндричну котушку, довжина якої більша довжини повітряного зазору, задавальний генератор, підсилювач струму, вихід якого під'єднаний до обмотки рухомої циліндричної котушки, перший і другий суматори, коло зворотного зв'язку, що складається з послідовно з'єднаних датчика положення рухомої котушки і блока зворотного зв'язку, ви хід якого під'єднаний до віднімального входу другого суматора, перший блок формування моделіеталона вібратора, перший і другий випрямлячі, перший і другий згладжувальні фільтри, третій і четвертий суматори, перший підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення, вихід задавального генератора під'єднаний через перший підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення до входу першого блока формування моделіеталона вібратора, а через послідовно з'єднані перший випрямляч і перший згладжувальний фільтр - до підсумовувального входу третього су A (54) ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНИЙ ВІБРАТОР 40446 підмагнічування, установлену в повітряному зазорі магнітопроводу рухому циліндричну котушку, довжина якої більша довжини повітряного зазору, задавальний генератор, під'єднаний до обмотки рухомої циліндричної котушки через послідовно з'єднані перший і другий суматори і підсилювач струму, а також коло зворотного зв'язку, що містить послідовно з'єднані датчик положення рухомої котушки і блок зворотного зв'язку, ви хід якого сполучений з другим входом другого суматора, блок формування моделі-еталона вібратора, перший та другий випрямлячі, перший та другий згладжувальні фільтри, третій та четвертий суматори і підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення, причому вихід задавального генератора сполучений через підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення до входу блоку формування моделі-еталона вібратора, а через послідовно з'єднані перший випрямляч і перший згладжувальний фільтр - до підсумовувального входу третього суматора, до віднімального входу якого під'єднаний через послідовно з'єднані другий випрямляч і другий згладжувальний фільтр вихід блока формування моделі-еталона вібратора, а вихід третього суматора сполучений з керувальним входом підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення, який під'єднаний своїм виходом до віднімального входу четвертого суматора, до підсумовувального входу якого під'єднаний вихід другого суматора, а вихід третього суматора і його підсумовувальний вхід під'єднані, відповідно, до другого і третього входів першого суматора (див.: А.с. СРСР № 902861, МПК В06В1/04, 1982). Основним недоліком цього пристрою є недостатня точність, що призводить до обмеженої області використання, обумовлена похибкою при формуванні силового навантаження на випробуваний об'єкт, що начебто змінюється по закону, що визначається сигналом на виході задавального генератора. При формуванні структурної схеми прототипу бралися до уваги наступні міркування. Операційне зображення переміщення Y1(p) рухомої платформи вібратора з випробуваним об'єктом являє собою рішення диференційного рівняння другого порядку, а саме: (m 1p2+b1p+c1)Y1(p)+R(p)=F(p) (1) де m 1 - маса рухомої системи ЕДВ разом з випробуваним об'єктом; ЕДВ - електродинамічний вібратор; b1 - коефіцієнт опору системи вібратора; c1 - коефіцієнт жорсткості системи вібратора; P=d/dt; Y1(p) - операційне зображення переміщення рухомої платформи при установці на платформі ЕДВ випробуваного об'єкту (ВО); F(р) - операційне зображення заданої силової дії; R(p) - задане силове навантаження на випробуваний об'єкт (реакція опори). Операційне зображення переміщення Y2(p) рухомої платформи вібратора при відсутності на платформі випробуваного об'єкту являє собою рішення диференційного рівняння другого порядку, а саме: (m 2p2+b2p+c2)Y2(p)=F(p) (2) де m 2 - маса рухомої платформи EДВ без маси випробуваного об’єкту; b2, c2 - коефіцієнти опору та жорсткості рухомої системи вібратора. До речі, можна прийняти умову m 1¹m 2, b1=b2, c1=c2. Операційне зображення (1), (2) залишимо у формі W1-1(p )Y1(p ) + R (p ) = F( p)ü ï (3) ý -1 W2 ( p)Y2 (p ) = F( P) ï þ де W1(p)=(m 1p2+b1p+c1)-1; W2(p)=(m 2p2+b2p+c2)-1 передатні функції рухомої системи вібратора, якщо рахувати установку випробуваного об'єкту (ВО), то операційне зображення переміщення є Y1(p) при відсутності ВО – Y2(p). Із системи рівнянь (3) маємо співвідношення: R(p)=W2-1(p)Y2(p)-W 1-1(p)Y1(p) (4) Із (4) маємо формулу: Y1(p)=[K Г VГ(p)-R(p)+W1-1(p)Y1(p)]W1(p) (5) де Кг - коефіцієнт підсилення напруги VГ(p) задавального генератора. Співвідношення (5) визначає алгоритм формування заданого силового навантаження (силової дії R(p)) на випробуваний об'єкт. Якщо позначити W1-1(p)Y1(p)=Х1(р), W2-1(p)Y2(p)=Х2(р), (6) то співвідношення (6) має вигляд KГV(p)=Х2(р)-Х1(р)=R(p). (7) В пристрої прототипі сигнал на виході задавального генератора відповідає співвідношенню (7), а на вхід обмотки рухомої котушки надходить сигнал Х1(р) (в операційній формі). На підставі (7) маємо вираз: Х1(р)=Х2(р)-R(р). (8) Таким чином, Х1(р)¹R(p) (9) або Х1(р)=Х2(р)-KГ VГ(p), (10) тобто Х1(р)¹KГ VГ(p) (11) і тільки при Х2(р)