Спосіб випробування виробів на випадкову вібрацію і багатоканкльне обладнання для його здійснення

Изобретение относится к технике автоматизации управления спектральными ха рактериетика ми вибровоздействия и может быть использовано в различных отраслях промышленности, выпускающих изделия, подверженные воздействию вибраций в процессе эксплуатации Цель изобретения — расширение класса испытуемых изделий и повышение качества виброиспытаний, — достигается путем принципиальной возможности воспроизведения взаимной спектральной плотности векторных вибропроцессов на вы ходе изделия с перекрестными связями Сигнал генератора I белого шума проходит режекторные фильтры 4, 5, суммируется с гармоническим сигналом, поступающим от генератора 7, и подается на компонентный сумматор 9, на выходе которого формируется входной сигнал изделия 21 первой компоненты с требуемой спектральной плотностью Выходной сигнал общего канального сумматора 16 поступает на компонентный сумматор 20, на выходе которого формируется входной сигнал изделия 21 второй компоненты с требуемой спектральной плотностью Измеряемые датчиками 22, 23 ускорения вибро сигналы первой и второй компоненты поступают на спектроаналилаторы 24, 25, 26, 27 каждой компоненты Полосы пропускания анализаторов меньше полос пропускания режекторных фильтров, вследствие чего каждый спектроанализатор выделяет только детерминированную г армоническую составляющую, в результате отпадает необходимость в осреднении шумового сигнала 2 с п ф лы, 2 ил (Л 00 со ел со СО соединенных по входам и выходам частот25 вращате ія 18 Выход первою программно ных каналов прямой цепи замкнутой сисзадающего блока 40 подсоединен к управ темы Каждый такой канал первой комляюшему входу первого звена 15 с регупоненты содержит последовательно соедилируемым коэффициентом передачи, а выход ненные формирующий фильтр 3, режекторвторого прої раммно-задающсі о блока 41 ные фильтры 4 и 5, канальный сумматор 6, подсоединен к управляющим входам второго к второму ВХОДА которою подключен вы28 и третьего 29 фазовращателей ход І онера юра 7 гармонического сигнала, 30 а к выходу — вход реіулятора 8 собСпособ заключается в том, что в кажственной спектральной плотное і и, подсоедый из суммируемых узкополосных некординенного своим выходом к входу общею релированных случайных сигналов до суммидля всех каналов компонентного сумматорования вводят детерминированные гармора 9. Такой же канал второй компоненты Нгіческис составляющие с различными частосодержит последовательно соединенные фор- 35 тами, изменяют их амплитуды пропорциомирующий фильтр 10, режекторные фильтры нально соответствующим весовым коэффициI I и 12, канальный сумматор 13, к второму ентам узкополосных некоррелированных слувходу которого подключен выход дополничайных сигналов на входе объекта, выделяют тельного генератора 14 гармонического сигвсе гармонические составляющие и І ВЫХОДнала, первое звено 15 с регулируемым 40 НОГО сигнала объема каждой узкой полосы коэффициентом передачи, общий канальный каждой компоненты и формируют и-v них сумматор !б, второй вход которою подсигналы обратной связи для управления соединен к второму шену 17 с регулируекак собственной спектральной плотностью, мым коэффициентом передачи, соединенному гак и модулем и аргументом взаимной своим входом с выходом канального сумспектральной щотности вибропроцесса на матора 6, управляемый фазовращатель 18 и 45 выходе объекта с неизвестными параметрегулятор 19 собственной спектральной плотрами При этом сигнал обратной связи для ности, выход которого подсоединен к входу управления взаимной спектральной плотобщего для всех кана юв компонентного ностью формируют путем перемножения сумматора 20. Выходы компонентных суммежду собой амплитуд совпадающих по часматоров 9 и 20'соединены с входами изтоте выходных гармонических сигналов всех делия 2! по первой и второй компонен- 50 компонент, а результаты перемножения те соответственно, а выходы изделия 21 по суммируют. первой и второй компоненте через датМногоканальное устройство работает слечики 22 и 23 ускорения подключены к дующим образом. параллельно соединенным для всех каналов Выходной сигнал іеиератора 1 белого каждой компоненты входам основных 24 и 26 шума первой компоненты поступает на и вспомогательных 25 и 27 спектроанали 55 формирующий фильтр 'Л с прямоугольной загоров. Выходы основных спектроанализачастотной характеристикой Выходной слуторов 24 и 26 подсоединены к информачайный ужополоеный сигнал фильтра 3 проционным входам регуляторов 8 и 1У ходит последовательно чере | первой компоненты в суммарный выходной сигнал объекта второй компоненты с учетом перекрестной связи объекта от первой компоненты к второй, а параметры выходного сигнала вспомогательного спектроанализатора 25 первой компоненты определяют составляющую взаимной спектральной плотности, обусловленную узкополосным некоррелированным сигналом S Z H наличием перекрестной связи в объекте со второй компоненты на первую. Выходные сигналы основных спектроанализаторов 24 и 26 в значительной части определяют собственные спектральные плотности первой и второй компоненты выходного сигнала объекта. В каждом спектроанализаторе происходит выделение синфазной комплексной амплитуды (амплитуды а и начальной фазы ф Ас = а • е^4") гармонического сигнала соответствующей частоты и квадратурной комплексной амплитуды (амплитуды а и на• ЧІ чальной фазы < , сдвинутой на р ~) 2 А = ае* ™ ' , что необходимо для определения обоих указанных параметров а и ф. В результате перемножения синфазных составляющих выходных сигналов спектроанализаторов 24 и 27 в множительном блоке 30, а спектроанализаторов 25 и 26 — в множительном блоке 33 и суммирования выходных сигналов этих множительных блоков на выходе сумматора 34 должен формироваться сигнал Р|, пропорциональный действительной части взаимной спектральной плотности Pi = = к- Re [S12] - Аналогично в результате перемножения синфазных составляющих выходных сигналов спектроанализаторов 24 и 26 с квадратурными составляющими выходных спекгроанализаторов 27 и 25 в множительных блоках 31 и 32 соответственно и сложения результирующих сигналов на выходе сумматора 38 должен формироваться сигнал Рэ пропорциональный мнимой части взаимной спектральной плотности: Рэ = = к I m [S12J. Однако синфазные составляющие выходных сигналов спектроанализаторов 24 и 26 пропущены в устройстве через управляемые фазовращатели 28 и 29, обеспечивающие сдвиг указанных сигналов по фазе на величину аргумента в взаимной спектральной плотности, задаваемого от второго программно-задающего блока 41. Вследствие этого выходные сигналы сумматоров 34 и 38 оказываются смещенными на величину ©: < Р, = Р|Є~ (5' ^ 2 = Р 2 е~' 0 = k | S ] 2 | cos (Є — 6; = k j S i 2 ) s i n ( e —О), 1395969 чальные фазы и частоты всех гармонических составляющих, которые выделяют из узкой полосы соответствующей компоненты выходного сигнала испытуемого изделия, сигЕсли 6 = 6, то выходной сигнал сумманалы, изменяющиеся пропорционально взатора 38 равен нулю, а его отклонение имной спектральной плотности выходного от нуля используется для управления с процесса, формируют путем перемножения помощью усилителя 39 обратной связи и упмежду собой комплексных амплитуд совпаравляемою фазовращателя 18 аргументов дающих по частоте выходных гармоничесвзаимной спектральной плотности При этом ких сигналов всех компонентов, результаты же условии О = В выходной сигнал сумматора 34 оказывается пропорциональным 10 перемножения суммируют и из полученной комплексной величины выделяют модуль модулю взаимной спектральной плотности, а взаимной спектральной плотности (ВСП) его отклонение от задаваемого с помощью для управления весовыми коэффициентами, третьего программно-задающего блока 36 с которыми суммируются некоррелированные требуемого значения модуля взаимной спекузкополосные случайные процессы, и аргутральной плотности используется как ошибка отклонения (на выходе элемента 35 сравне- 15 мент БСП для управления фазовыми сдвигами между этими процессами ния) для управления этим модулем {с помощью усилителя 37 обратной связи и вто2. Многоканальное устройство для испырого звена 17 с регулируемым коэффициентания изделий на случайную вибрацию, том передачи) включающее в себя общие для всех ка20 налов два генератора белого шума, каждый из которых подсоединен своим выходом к Формула изобретения параллельно соединенным по входу канальным формирующим фильтрам соответствую1 Способ испытания изделий на случайщей компоненты, генератор гармонического ную вибрацию, заключающийся в том, что сигнала, два звена с регулируемыми узкополосные входные случайные сигналы формируют в виде суммы некоррелированных 25 коэффициентами передачи, подсоединенные своими выходами к входам общего канальслучайных сигналов, весовые коэффициенты ного сумматора, два управляемых фазовракоторых изменяют в соответствии с защателя, канальные регуляторы собственных данной программой, в каждый суммарный спектральных плотностей, сигнальный вход узкополосный сигнал на входе испытуемого где в — аргумент взаимной спектральной плотности на выходе объекта. изделия вводят гармоническую составляюIII v m кПТППит выделяют из выходного гигщую, которую «КІПР ПЯШТ ЫЧ Hkl vn П НПГП сиг нала испытуемого изделия каждой компоненты, и используют ее амплитуду, а также сдвиг фаз между гармоническими составляющими для формирования сигналов, изменяющихся пропорционально собственной спектральной плотности и аргументу взаимной спектральной плотности вибрации испытуемого изделия и воздействующих на дисперсию узкополосных сигналов и фазовый сдвиг между компонентами вибросигнала на входе испытуемою изделия, отличающийся тем, что, с целью расширения класса испытуемых изделий и повышения ка чества виброиспытаний, в каждый из суммируемых узкополосных некоррелированных случайных сигналов отдельных компонент до суммирования вводят детерминированные гармонические сигналы различных частот, изменяют их амплитуды, весовые коэффициенты, с которыми они суммируются, и фазовые сдвиги между ними пропорционально требуемым среднеквадратичным значениям узкополосных случайных сигналов на входе испытуемого изделия, степени их корреляции и фазовым сдвигам между этими узкополосными сигналами с помощью сигналов управления, которые получают в результате сравнения заданной программы и сигналов, изменяющихся пропорционально собственной и взаимной спектральной плотностям вибраций испытуемого изделия, для получения которых используют амплитуды, на ~_ одного из которых через первый управляє ччй А - і о т і п о і г і а т о пи спо пи чаи г* nulvnnriA мый фазовращатель соединен с выходом общего канального сумматора, а выходы обоих соединены с канальными входами соответствующих компонентных сумматоров, подключенных своими выходами к входам первой и второй компонент испытуемого 35 изделия, два основных спектроанализатора, подключенных своими входами через датчики виброускорений к выходам первой и второй компонент испытуемого изделия, а канальными выходами — к информационным 40 входам регуляторов собственных спектральных плотностей соответствующих каналов каждой компоненты, множительный блок, один из входов которого через второй управляемый фазовращатель подсоединен к ка. нальному входу первого основного спектро 45 анализатора, три программно-задающих блока, выход первого из которых подсоединен к управляющему входу первого звена с регулируемым коэффициентом передачи, а выход второго программно-задающего блока — к управляющему входу второго управляемого фазовращателя, усилитель обратной связи, подключенный своим выходом к управляющему входу первого управляемого фазовращателя, отличающееся тем, что, с целью расширения класса испытуемых изделий и « повышения качества виброиспытаний, оно содержит дополнительный генератор гармонического сигнала, подключенные к каждому канальному входу формирующего фильтра обеих компонент последовательно соединен 1395969 a ные два режекторных фильтра и канальпо житсльных множите 1ьны\ о т к о в , а вы ный сумматор, второй вход которого подход — к входу усилите']я обратной свя їй соединен к выходу соответствующего генера дополни і ел ьный управляемый фазовраща тора гармонического сигнала, а выход — тель, сигнатьныи вход которою соединен с к входу соответствующего звена с регуливыходом второго основною спекгроаналтл руемым коэффициентом передачи, два допол гора, управ іяющии вхої — с выходом нительных спектроанализатора, входы котовторого программно задающего б юка, а вы рых подключены к датчикам вибросигналов, ход — с входами первого н второю три дополнительных множительных блока, д полнительных множитетьных блоков, при суммагор сигналов обратной свя,и по моду этом вход второю звена с регулируемым лю взаимной спектральной плотности, входы 10 коэффициентом передачи соединен с входом которого соединены с выходами основною канального регулятора собственной спеки первого вспомогательного множительных тральной плотности, выход второго управблоков, элемент сравнения, первый вход ко чяемого фазовращателя соединен с первым торого соединен с выходом этого сумма входом третьего дополнительно! о множитора, а второй — с выходом третьего тельного блока, второй вход которого соепрограммно задающего блока, дополнитель 15 динен с квадратурным выходом второго ный усилитель обратной связи, подключендополнительного епектроанали ытора, вто ный своим входом к выходу элемента рой вход основної о множительною блока сравнения, а выходом — к управляющем\ соединен с синфазным выходом ^того же входу второго звенл с регулируемым ко^ф аіекіроансіли іатора, вторые входы первою фициентом передачи, суммагор сигналов об и второю дополнительных множительных ратной связи по аргументу взаимной спек- 20 блоков соединены соответственно с синфаз тральной плотности, входы которою подктю ным и квадратурным -.ыходами первого чены к выходам второго и третьего до дополнительного спектроанализатора со 5 СО П •*- со ППП -*- со ППП -»- со шп К -*. со піпіпПІПІОПіПЛпіпіПпНіпПІпіп фи? Z со Ссктавиті ль К Т