Ударна установка
Формула / Реферат
Ударная установка, содержащая генератор импульсов, соединенный входом и первым выходом соответственно с выходом и управляющим входом генератора импульсов, формирователь пространственного ударного импульса, содержащий первый блок управления, соединенный первым выходом с первым выходом формирователя, первый, второй и третий регуляторы амплитуд, соединенные каждый сигнальным и управляющим входами со входом формирователя и вторым выходом первого блока управления соответственно, и первый блок фазоинверторов, соединенный первым, вторым входами и выходом соответственно с выходами регуляторов амплитуд, третьим выходом первого блока управления и вторым выходом формирователя и содержащий три параллельные цепи, состоящие каждая из ключа, соединенного первым сигнальным и управляющим входами с первым и вторым входами, а выходом - с выходом первого блока фазоинверторов, и собственно фазоинвертора, соединенного входом и выходом с первым и вторым сигнальными входами ключа соответственно, и соединенный третьим и четвертым выходами с четвертым выходом первого блока управления и первым входом первого блока фазоинверторов, блок сумматоров, соединенный первым входом со вторым выходом формирователя и содержащий три параллельные цепи, состоящие каждая из сумматора, соединенного первым и вторым входами с первым и вторым входами, а выходом - с выходом блока сумматоров, блок усилителей мощности, соединенный входом с выходом блока сумматоров, стенд трехкоординатной поступательной вибрации, соединенный входом с выходом блока усилителей мощности, размещенный на платформе стенда трехкомпонентный вибропреобразователь, и соединенный первым и вторым входами с третьим и четвертым выходами формирователя соответственно блок каналов обратной связи, каждый канал которого содержит дифференциатор, соединенный входом со вторым входом блока каналов обратной связи, второй блок управления, соединенный входом с выходом дифференциатора, первый и второй ключи, соединенные каждый первым и вторым входами с первым и вторым выходами второго блока управления соответственно, а третьими входами-с третьим входом блока каналов обратной связи, блоки положительной и отрицательной обратных связей, соединенные входами с выходами первого и второго ключей соответственно, а выходами - с выходом блока каналов обратной связи, первый нуль-орган, соединенный первым входом с третьим входом блока каналов обратной связи, а выходом - с четвертыми входами первого и второго ключей, и компаратор, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит идентичные первому второй, соединенный первым и вторым входами с выходом вибропреобразователя и пятым выходом формирователя соответственно, а выходом - с третьим входом блока каналов обратной связи, и третий, соединенный первым и вторым входами с выходом блока каналов обратной связи и пятым выходом формирователя соответственно, а выходом - со вторым входом блока сумматоров, блоки фазоинверторов, а каждый канал блока обратной связи дополнительно содержит третий ключ, соединенный первым и вторым входами с третьим входом блока каналов обратной связи и выходом дифференциатора соответственно, второй нуль-орган, соединенный первым и вторым входами с выходом третьего ключа и первым входом блока каналов обратной связи соответственно, источник опорного напряжения, четвертый ключ, соединенный первым и вторым входами с выходом второго нуль-органа и первым выходом источника опорного напряжения соответственно, первый интегратор, соединенный первым и вторым входами с выходом четвертого ключа и первым входом блока каналов обратной связи, а выходом - со вторым входом первого нуль-органа, пятый ключ, соединенный первым и вторым входами с третьим входом блока каналов обратной связи и выходом дифференциатора соответственно, третий нуль-орган, соединенный первым входом одновременно с выходом пятого ключа и входом компаратора, а выходом - с пятыми входами первого и второго ключей, шестой ключ, соединенный первым и вторым входами с выходом компаратора и вторым выходом источника опорного напряжения соответственно, второй интегратор, соединенный входом с выходом шестого ключа, а выходом - со вторым входом третьего нуль-органа.
Текст
Изобретение относится к испытательной технике, в частности, к установкам для испытания изделий на пространственный ударный импульс, а также ударные нагрузки, действующие по трем ортогональным направлениям. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является ударная установка [1], содержащая генератор импульсов, соединенный входом и первым выходом соответственно с вы ходом и управляющим входом генератора формирователь пространственного ударного импульса, содержащий первый блок управления, соединенный первым выходом с первым выходом формирователя, первый, второй и третий регуляторы амплитуд, соединенные каждый сигнальным и управляющим входами со входом формирователя и вторым выходом первого блока управления соответственно, первый блок фазоинверторов, соединенный первым, вторым входами и выходом соответственно с выходами регуляторов амплитуд, третьим выходом первого блока управления и вторым выходом формирователя и содержащий три параллельные цепи, состоящие каждая из ключа, соединенного первым сигнальным и управляющим входами с первым и вторым входами, а выходом - с вы ходом блока фазонинверторов, и собственно фазоинвертора, соединенного входом и выходом с первым и вторым сигнальными входами ключа соответственно, и соединенный третьим и четвертым выходами с четвертым выходом первого блока управления и первым входом блока фазоинверторов соответственно, блок сумматоров, соединенный первым входом со вторым выходом формирователя и содержащий три параллельные цепи, состоящие каждая из сумматора, соединенного первым и вторым входами с первым и вторым входами, а выходом - с вы ходом блока сумматоров, блок усилителей мощности, соединенный входом с выходом блока сумматоров, стенд трехкоординатной поступательной вибрации, соединенный входом с выходом блока усилителей мощности, размещенный на платформе стенда трехкомпонентный вибропреобразователь, и соединенный первым, вторым и третьим входами с третьим и четвертым выходами формирователя и выходом вибропреобразователя соответственно, а выходом - со вторым входом блока сумматоров блок каналов обратной связи, каждый канал которого содержит дифференциатор, соединенный входом со вторым входом блока каналов обратной связи, второй блок управления, соединенный входом с выходом дифференциатора, первый и второй ключи, соединенные каждый первым и вторым входами с первым и вторым выходами второго блока управления соответственно, а третьими входами - с третьим входом блока каналов обратной связи, блока положительной и отрицательной обратных связей, соединенные входами с выходами первого и второго ключей соответственно, а выходами - с выходом блока каналов обратной связи, первый нуль-орган, соединенный первым и вторым входами с третьим и первым входами блока каналов обратной связи соответственно, а выходом - с четвертыми входами первого и второго ключей, компаратор, соединенный входом с первым входом нуль-органа, а выходом - с пятыми входами первого и второго ключей. Недостатком известного устройства являются низкая точность воспроизведения заданных значений амплитуды и параметров ориентации пространственного ударного ипульса. Обусловлено это присущими устройству-прототипу перерегулированием и колебательностью воспроизводимых на платформе стенда сигналов ax, y,z(t) ударных воздействий (см. кривые I на фиг. 1 и 2), так как срабатывание нуль-органа в каждом автономном канале х, у, z обратной связи происходит при достижении выходными сигналами ax,y,z(t) виброизмерительного преобразователя заданных значений V*x,y,z амплитуды ударного импульса, а компаратора - при достижении соответственно нулевы х значений. Перерегулирование при воспроизведении вершины ударного импульса приводит к превышению (кривая I на фиг. I) амплитудой ударного импульса ее заданного значения V*x,y,z, а колебательность при воспроизведении основания ударного импульса - к эффекту возникновения ориентации ударного импульса противоположной (при отрицательной полярности сигнала a(t) на кривой I фиг. 2) заданной, что приводит к снижению достоверности ипытаний. В основу изобретения поставлена задача создания ударной установки, заключающаяся в применении в установке при формировании переднего и заднего фронтов, вершины и основания ударного импульса дополнительно второго и третьего блоков фазоинверторов, третьего, четвертого, пятого и шестого ключей, второго и третьего нуль-органов, первого и второго интеграторов, а также источника опорного напряжения, которые обеспечивают исключение эффектов перерегулирования и противоположной ориентации воспроизводимого на платформе ударного импульса, а за счет этого - повышение точности воспроизведения пространственного ударного импульса и достоверности испытаний. Поставленная задача решается тем, что ударная установка, содержащая генератор импульсов, соединенный входом и первым выходом соответственно с выходом и управляющим входом генератора импульсов, формирователь пространственного ударного импульса, содержащий первый блок управления, соединенный первым выходом с первым выходом формирователя, первый, второй и третий регуляторы амплитуд, соединенные каждый сигнальным и управляющим входами со входом формирователя и вторым выходом первого блока управления соответственно, и первый блок фазоинверторов. соединенный первым, вторым входами и выходом соответственно с выходами регуляторов амплитуд, третьим выходом первого блока управления и вторым выходом формирователя и содержащий три параллельные цепи, состоящие каждая из ключа, соединенного первым сигнальным и управляющим входами с первым и вторым входами, а выходом - с выходом первого блока фазоинверторов, и собственно фазоинвертора, соединенного входом и выходом с первым и вторым сигнальными входами ключа соответственно, и соединенный третьим и четвертым выходами с четвертым выходом первого блока управления и первым входом первого блока фазоинверторов, блок сумматоров, соединенный первым входом со вторым выходом формирователя и содержащий три параллельные цепи, состоящие каждая из сумматора, соединенного первым и вторым входами с первым и вторым входами, а выходом - с выходом блока сумматоров, блок усилителей мощности, соединенный входом с выходом блока сумматоров, стенд трехкоординатной поступательной вибрации, соединенный входом с выходом блока усилителей мощности, размещенный на платформе стенда трехкомпонентный вибропреобразователь, и соединенный первым и вторым входами с третьим и четвертым выходами формирователя соответственно блок каналов обратной связи, каждый канал которого содержит дифференциатор, соединенный входом со вторым входом блока каналов обратной связи, второй блок управления, соединенный входом с выходом дифференциатора, первый и второй ключи, соединенные каждый первым и вторым входами с первым и вторым выходами второго блока управления соответственно, а третьими входами- с третьим входом блока каналов обратной связи, блоки положительной и отрицательной обратных связей, соединенные входами с выходами первого и второго ключей соответственно, а выходами с выходом блока каналов обратной связи, первый нуль-орган, соединенный первым входом с третьим входом блока каналов обратной связи, а выходом - с четвертыми входами первого и второго ключей, и компаратор, согласно изобретению, дополнительно содержит идентичные первому второй, соединенный первым и вторым входами с выходом вибропреобразователя и пятым выходом формирователя, соответственно, а выходом - с третьим входом блока каналов обратной связи, и третий, соединенный первым и вторым входами с выходом блока каналов обратной связи и пятым выходом формирователя соответственно, а выходом -со вторым входом блока сумматоров, блоки фазоинверторов, а каждый канал блока обратной связи дополнительно содержит третий ключ, соединенный первым вторым входами с третьим входом блока каналов обратной связи и выходом дифференциатора соответственно, второй нуль-орган, соединенный первым и вторым входами с вы ходом третьего ключа и первым входом блока каналов обратной связи соответственно, источник опорного напряжения, четвертый ключ, соединенный первым и вторым входами с выходом второго нульоргана и первым выходом источника опорного напряжения соответственно, первый интегратор, соединенный первым и вторым входами с выходом четвертого ключа и первым входом блока каналов обратной связи, а выходом - со вторым входом первого нуль-органа, пятый ключ, соединенный первым и вторым входами с третьим входом блока каналов обратной связи и выходом дифференциатора соответственно, третий нульорган, соединенный первым входом одновременно с выходом пятого ключа и входом компаратора, а выходом - с пятыми входами первого и второго ключей, шестой ключ, соединенный первым и вторым входами с выходом компаратора и вторым выходом источника опорного напряжения соответственно, второй интегратор, соединенный входом с выходом шестого ключа, а вы ходом - со вторым входом третьего нуль-органа. Применение в устройстве второго и третьего блоков фазоинверторов, а в каждом канале блока обратной связи третьего, четвертого, пятого и шестого ключей, второго и третьего нуль-органов, источника опорного напряжения, первого и второго интеграторов приводит к увеличению скорости нарастания переднего фронта и скорости спада заднего фронта ударного импульса, исключению эффектов перерегулирования при воспроизведении вершины и основания ударного импульсов, повышению точности воспроизведения пространственного ударного импульса и достоверности испытаний. Совокупность отличительных признаков предлагаемого изобретения является необходимой и достаточной для решения поставленной задачи. На фиг, 3 представлена блок-схема установки; на фиг. 4 - блок-схема канала обратной связи. Ударная установка содержит генератор 1 импульсов, формирователь 2 пространственного ударного импульса, первый блок 3 управления, первый 4, второй 5, третий 6 регуляторы амплитуд, первый блок 7 фазоинверторов, содержащий три параллельные автономные цепи, состоящие каждая из ключа (8, 9, 10) и фазоинвертора (11, 12, 13), блок 14 сумматоров, содержащий три параллельные автономные цепи, состоящие каждая из сумматора (15, 16, 17), блок 18 усилителей мощности, содержащий три параллельные автономные цепи (на чертеже не показаны) усилителей мощности, стенд 19 трехкоординатной поступательной вибрации, содержащий три вибровозбудителя (на чертеже не показаны), установленные по ортогональным направлениям "Пространственное вибровозбуждение [Божке А. Е. и др. - Киев: Наук, думка, 1987. - С. 56-58], трехкомпонентный вибропреобразователь 20, размещенный на платформе (на чертеже не показана) стенда 19, идентичные первому 7 второй 21 и третий 22 блоки фазоинверторов, борк 23 обратной связи, каждый автономный канал (24,25,26) которого содержит (фиг. 4) дифференциатор 27, второй блок 28 управления, первый 29, второй 30, третий 33, четвертый 36, пятый 38 и шестой 41 ключи, блоки 31 и 32 положительной и отрицательной обратных связей, первый 34, второй 35 и третий 40 нуль-органы, первый 37 и второй 42 интеграторы, компаратор 39 и источник 43 опорного напряжения. Формирователь 2 пространственного ударного импульса соединен входом и первым выходом соответственно с вы ходом и управляющим входом генератора 1 и содержит первый блок 3 управления, соединенный первым выходом с первым выходом формирователя 2, первый 4, второй 5 и третий 6 регуляторы амплитуд, соединенные каждый сигнальным и управляющим входами со входом формирователя 2 и вторым выходом блока 3 управления, и первый блок 7 фазоинверторов, соединенный первым, вторым входами и выходом соответственно с выходами регуляторов 4-6 амплитуд, третьим выходом блока 3 управления и вторым выходом формирователя 2. Блок 7 фазоинверторов содержит три параллельные цепи, состоящие каждая из ключа (8-10), соединенного первым сигнальным и управляющим входами с первым и вторым входами, а выходом - с выходом первого блока 7 фазоинверторов, и фазоинвертора (11-13), соединенного входом и выходом с первым и вторым сигнальными входами собственного ключа (8-10) соответственно. Фазоинвертор 11 соединен входом и выходом со входами ключа 8, фазоинвертор 12 - ключа 9, а фазоинвертор 13 - ключа 10. Формирователь 2 соединен третьим и четвертым выходами с четвертым выходом блока 3 управления и первым входом первого блока 7 фазоинверторов. Блок 14 сумматоров соединен первым входом со вторым выходом формирователя 7 и содержит три параллельные цепи, состоящие каждая из собственного сумматора (15-17), соединенного первым и вторым входами с первым и вторым входами, а выходом - с выходом блока 14 сумматоров. Блок 18 усилителей мощности соединен входом с выходом блока 14 сумматоров. Стенд 19 трехкоординатной поступательной вибрации соединен входом с выходом блока 18 усилителей мощности. Второй блок 21 фазоинверторов соединен первым и вторым входами с выходом вибропреобразователя 20 и пятым выходом формирователя 2, а выходом - с третьим входом блока 23 каналов обратной связи. Третий блок 22 фазоинверторов соединен первым и вторым входами с вы ходом блока 23 и пятым выходом формирователя 2, а выходом - со вторым входом блока 14 сумматоров. Блок 23 каналов обратной связи соединен первым и вторым входами с третьим и четвертым выходами формирователя 2. Каждый канал 24-26 блока 23 содержит дифференциатор 27, соединенный входом со вторым входом блока 23, второй блок 28 управления, соединенный входом с выходом дифференциатора 27, первый 29 и второй 30 ключи, соединенные каждый первым и вторым входами с первым и вторым выходами второго блока 28 управления, а третьими входами - с третьим входом блока 23, а также блоки положительной 31 и отрицательной 32 обратных связей, соединенные входами с выходами ключей 29 и 30 соответственно, а выходами - с вы ходом блока 23. Кроме того, каналы 24-26 включают первый нуль-орган 34, соединенный первым входом с третьим входом блока 23, а выходом - с четвертыми входами первого 29 и второго 30 ключей, третий ключ 33, соединенный первым и вторым входами с третьим входом блока 23 и выходом дифференциатора 27 соответственно, второй нуль-орган 35, соединенный первым и вторым входами с выходом третьего ключа 33 и первым входом блока 23. Каналы 24-26 содержат четвертый ключ 36, соединенный первым и вторым входами с выходом второго нуль-органа 35 и первым выходом источника 43 опорного напряжения, первый интегратор 37, соединенный первым и вторым (вход начальных условий) входами с выходом четвертого ключа 36 и первым входом блока 23, а выходом - со вторым входом первого нуль-органа 34, пятый ключ 38, сединенный первым и вторым входами с третьим входом блока 23 и выходом дифференциатора 27 соответственно. Каналы 24-26 включают также третий нуль-орган 40, соединенный первым входом одновременно с выходом пятого ключа 38 и входом компаратора 39, а выходом - с пятыми входами первого 29 и второго 30 ключей, шестой 41 ключ, соединенный первым и вторым входами с выходом компаратора 39 и вторым выходом источника 43 соответственно, и второй интегратор 42, соединенный входом с вы ходом шестого ключа 41, а выходом - со вторым входом нуль-органа 40. Установка работает следующим образом. Первым блоком 3 управления устанавливают амплитуды сигналов импульсов Ax*(t), Ay*(t), Az*(t) вдоль координатных осей Χ, Υ, Ζ п утем подачи на регуляторы 4-6 управляющих сигналов Кх, К у, Κz , при этом на первый вход блока 23 подают с четвертого вы хода блока 3 через третий выход блока 2 сигналы Vx*, Vy*, Vz* смещений, равные амплитудам импульсов Ax*(t), Ay*(t), Az*(t), и устанавливают длительность и скважность импульсов генератора 1. Сформированные таким образом на выходах регуляторов 4-6 сигналы Ax*(t), Ay*(t), Az*(t), имеющие одинаковую (только положительную) полярность и длительность, но разные амплитуды, поступают одновременно на первый вход блока 7 и через четвертый выход блока 2 на второй вход блока 23. Затем задают пространственную ориентацию ударного импульса путем прямого подключения регуляторов 4-6 к сумматорам 15-17 или через фазоинверторы 11-13, которую устанавливают подачей через второй вход блока 7 с третьего выхода блока 3 управления на управляющие входы ключей 8-10 управляющих сигналов Ux, U y, Uz. Сигналы Ux, Uy, Uz одновременно поступают также на вторые входы уоторого 21 и третьего 22 блоков фазоинверторов. На выходе блока 2 формируется в результате ударный импульс с заданными значениями V*x,y,z амплитуды, длительности Ти и ориентации в трехмерном евклидовом пространстве в виде сигналов ax*(t), a y*(t), a z*(t), которые через блоки сумматоров 14 и усилителей мощности 18 поступают на вибровозбудители стенда 19 и вызывают колебания его платформы одновременно в трех взаимно ортогональных направлениях. При ориентации заданного ударного импульса a*(t)=(ax*2(t)+ay*2(t)+az*2(t))1/2, соответствующей первому октанту трехмерного евклидового пространства, все сигналы ax*(t), ay*(t), az*(t) положительной полярности, а функция преобразования F1(Ax*, Ay*, Αz*)=[fz(Ax*), f y(Ay*), fz(Az*)]’=[1,1,1]' первого блока 7 фазонверторов обеспечивает соотношения ax*(t)=Ax*(t), а у*(t)=Aу*(t), a z*(t)=Az*(t). Для F1(Ax*, Ау* Az*)=[1, -1, -1] ориентация пространственного импульса соответствует седьмому октанту, а a x*(t)=-Ax*(t), a y*(t)=Ay*(t), az*(t)=Az* (t). Колебания платформы стенда 19 воспринимаются вибропреобразователем 20 и в виде текущи х сигналов a x(t), a y(t), az(t) поступают на первый вход второго блока 21 фазоинверторов. Функция преобразования блока 21 фазоинверторов идентична функции преобразования блока 7. Поэтому передние фронты выходных импульсов Ax(t), Ay(t), Az(t) всегда положительной полярности. Выходные сигналы Ax(t), Ay(t) и Az(t) блока 21 поступают в каналы 24-26 блока 23, каждый из которых функционирует в автономном режиме: канал 24 преобразует сигнал Ax*(t), Ax(t), Vx* , канал 25 - сигналы Ay*(t), Ay(t), Vy* и т. д. Воспроизводимый на платформе стенда 19 ударный импульс формируется в че тыре этапа. Этап 1. Формирование переднего фронта импульса. Передние фронты импульсов ax(t), ay(t), az(t) формируются следующим образом. В силу автономности каналов 24-26 рассмотрим работу устройства на примере канала 24 и совокупности сигналов Ax*(t), Ax(t), Vx*, Bx(t), b x(t). При поступлении переднего фронта ударного импульса Ax*(t) на вы ходе дифференциатора 27 (фиг. 4) образуется сигнал положительной полярности, который через второй блок 28 управления поступает на первые входы ключей 29 и 30, включает ключ 29 и отключает ключ 30. При этом сигнал Ax(t) поступает на вход блока 31 положительной обратной связи по скорости. Выходной сигнал Bx(t) блока 31 поступает через выход блока 23 на первый вход блока 22 фазоинверторов, функция преобразования которого идентична функции преобразования блока 21. В результате выходной сигнал bx(t) блока 22 по отношению к заданному входному сигналу ax*(t) блок 14 является сигналом положительной обратной связи, что способствует увеличению скорости нарастания переднего фронта ударного импульса ax(t) на платформе стенда 19 и обеспечивает высокую точность воспроизведения переднего фронта ударного импульса. Этап 2. Формирование вершины ударного импульса. Величина смещения Vx*, поступающая на первый вход блока 23 определяет заданную амплитуду, ударного импульса, воспроизводимого на платформе стенда 19 (см. фиг. 1, 2). При достижении сигналов Ax(t) уровня смещения Vx1 срабатывает н уль-орган 34, в результате чего отключается ключ 29 и, следовательно, блок 31 положительной обратной связи, и включается ключ 30. При этом сигнал Ax(t) поступает на блок 32 отрицательной обратной связи по скорости, что способствует увеличению демпфирования и тем самым высокой точности воспроизведения вершины ударного импульса. Для первого ударного импульса величина смещения Vx1, формируемая на выходе интегратора 37 и поступающая на вход нуль-органа 34, равна амплитуде заданного импульса Ax*(t), т. е. Vx1=Vx*, что приводит из-за динамичности характеристики вибровозбудителя к перерегулированию воспроизводимого на платформе ударного импульса, т. е. превышению амплитудой ax(t) воспроизводимого импульса ее заданного значения Vx* (кривая 1 на фиг. 1, где Ти - длительность Ax*(t)). Предотвращение эффекта перерегулирования обеспечивается при помощи ключа 33, нуль-органа 35, ключа 36, источника 43 и интегратора 37, на вход которого поступают через ключ 36 от источника 43 опорное напряжение – U1on отрицательной полярности. Происходит это следующим образом. Сигналом положительной полярности, образующимся на выходе дифференциатора 27 при поступлении на его вход переднего фронта ударного импульса Ax*(t), включается ключ 33. При этом сигнал Ax(t) поступает на вход нуль-органа 35. Во время достижения сигналов Ax(t) уровня смещения Vx* срабатывает нуль-орган 35, включается ключ 36 и на вход интегратора 37 подключается на время Ти действия импульса Ax*(t) опорное напряжение – U1oп отрицательной полярности, что приводит к уменьшению величины, выходного сигнала интегратора 37, так как величина смещения Vx*, поступающего на вход для начальных условий интегратора 37 остается постоянной, и уменьшению величины поступающего на нуль-орган 34 смещения Vx1 . Опорное напряжение – U1oп отключается от входа интегратора 37 сигналом отрицательной полярности дифференциатора 27, образующегося на его выходе при поступлении на его вход заднего фронта импульса Ax*(t). Происходит это в следующей последовательности: выходным сигналом отрицательной полярности дифференциатора 27 отключается ключ 33, отключается сигнал Ax(t) от входа нуль-органа 35, что приводит к срабатыванию нуль-органа 35 и отключению ключа 36, отключающему, в свою очередь, опорное напряжение –V1 oп от входа интегратора 37. Новое подключение опорного напряжения – V1oп ко входу интегратора 37, т. е. очередное уменьшение величины смещения Vx1 на входе нуль-органа 34 происходит после поступления переднего фронта очередного импульса Ax*(t) на вход дифференциатора 27 и одновременного превышения очередным выходным сигналом Ax(t) величины смещения Vx*, т. е. после срабатывания нуль-органа 35, выходной сигнал которого включает ключ 36. Таким образом, при помощи ключа 33, нуль-органа 35, ключа 36 и интегратора 37 обеспечивается включение блока 32 отрицательной обратной связи после достижения сигналом Ax(t) смещения Vx1 (\/ х1¹\/ х*), при котором амплитуда воспроизводимого на платформе стенда 19 импульса ax(t) не превышает значения амплитуды Vx* заданного импульса, т. е. при полном отсутствии перерегулирования (кривая 2 на фиг. 1). Этап 3. Формирование заднего фронта ударного импульса. При поступлении на вход дифференциатора 27 заднего фронта ударного импульса Ax*(t) на его выходе образуется сигнал отрицательной полярности, который через блок 28 управления отключает ключ 30 (соответственно и блок 32 отрицательной обратной связи по скорости) и включает ключ 29 и через него блока 31 положительной обратной связи по скорости. В результате уменьшается демпфирование и увеличивается скорость спада заднего фронта воспроизводимого на платформе стенда 19 импульса ax(t), что обеспечивает высокую точность воспроизведения заднего фронта ударного импульса. Этап 4. Формирование основания ударного импульса. Основание ударного импульса формируется с помощью ключа 38, компаратора 39, нуль-органа 40, ключа 41, источника 43 и интегратора 42, на вход которого поступает через ключ 41 от источника 43 опорное напряжение +V2оп положительной полярности. Происходит это следующим образом. Сигналом отрицательной полярности, образующимся на выходе дифференциатора 27 при поступлении на его вход заднего фронта ударного импульса Ax*(t), включается ключ 38. При этом сигнал Ax(t) поступает на вход нуль-органа 40. После достижения сигналом Ax(t) уровня смещения Vx2 срабатывает н уль-орган 40, отключается ключ 29 и включается ключ 30, соответственно отключается блок 31 положительной обратной связи по скорости и включается блок 32 отрицательной обратной связи по скорости, что способствует увеличению демпфирования и тем самым высокой точности воспроизведения на платформе стенда 19 основания ударного импульса ax(t). Для первого ударного импульса величина смещения Vx2, формируемая на выходе интегратора 42 и поступающая на вход н уль-органа 40 равна нулю, т. е. Vx2=0, что приводит как и при воспроизведении вершины ударного импульса к перерегулированию импульса Ax(t) о тносительно значения Αх(t)=0 в область отрицательных значений и его колебательности (кривая 1 на фиг. 2). Для пространственного ударного импульса это приводит к воспроизведению на платформе сенда 19 ударного импульса с ориентацией, противоположной (при отрицательной полярности сигнала a(t) на кривой 1 фиг. 2) заданной. Предотвращение данного эффекта происходит следующим образом. При достижении сигналом Ax(t) отрицательного значения срабатывает компаратор 39, включается ключ 41 и на вход интегратора 42 подключается на время, определяющее интервалом между задним фронтом текущего и передним фронтом следующего импульсов, опорное напряжение +U2oп положительной полярности, что приводит к увеличению величины выходного сигнала интегратора 42, увеличению величины поступающего на вход н уль-органа 40 смещения Vx2 . Опорное напряжение +U2оп отключается от входа интегратора 42 сигналов положительной полярности дифференциатора 27, образующимся на его выходе при поступлении на его вход переднего фронта импульса Ax*(t). Происходит это следующим образом: выходным сигналом положительной полярности дифференциатора 27 отключается ключ 38, отключается сигнал Ax(t) от входа компаратора 39, что приводит к срабатыванию ключа 41, отключающего опорное напряжение +U2on от входа интегратора 42. Новое подключение опорного напряжения +U2on ко входу интегратора 42, т. е. очередное увеличение смещения Vx2 на входе н уль-органа 40 происходит только после поступления заднего фронта очередного импульса Ax*(t) на вход дифференциатора 27 и одновременно в случае достижения выходным сигналом Ax(t) отрицательного значения, т. е. срабатывания компаратора 39, выходным сигналом которого включается ключ 41. Таким образом, при помощи ключа 38, компаратора 39, нуль-органа 40, ключа 41 и интегратора 42 обеспечивается включение блока 32 отрицательной обратной связи по скорости при достижении сигналом Ax(t) смещения Vx2=0, при котором основание воспроизводимого на платформе стенда 19 импульса Ax(t) не перейдет в область отрицательных значений, т. е. при полном отсутствии перерегулирования импульса ax(t) в область отрицательных значений (кривая 2 на фиг, 2), в результате чего предотвращается эффект возникновения ориентации пространственного ударного импульса, обратного заданной. Аналогичным образом функционируют каналы 25, 26 блока 23. Использование предлагаемой установки обеспечивает воспроизведение на платформе стенда с высокой точностью ударного импульса с заданными амплитудой, скважностью и пространственной ориентацией, что, соответственно, повышает достоверность получаемой при испытаниях информации.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюImpact installation
Автори англійськоюShpachuk Volodymyr Petrovych
Назва патенту російськоюУдарная установка
Автори російськоюШпачук Владимир Петрович
МПК / Мітки
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-20015-udarna-ustanovka.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Ударна установка</a>
Попередній патент: Порошковий дріт для зварювання під водою
Наступний патент: Різальний інструмент для обробки отворів
Випадковий патент: Регулятор тиску