1. Системи формування сигналу для апаратної реалізації методу дії широкополосної випадкової вібрації (Віброустановки с аналоговими системами керування. Віброустановки з гібридними цифроаналоговими системами керування. Віброустановки з цифровими системами керування.). Системи з використанням вузькополосної випадкової вібрації.
2.1.2.5. Системы формирования сигнала для апаратной реализации метода широкополосной случайной вибрации (ШСВ)
Для приближения испытаний к реальным условиям эксплуатации целесообразно осуществлять их на широкополосную случайную вибрацию (ШСВ), позволяющую лучше моделировать статистический характер вибрации, возбуждать одновременно все механические резонансы испытуемого изделия и выявлять их взаимные влияния в более короткий срок по сравнению с испытаниями на воздействие синусоидальной вибрации.
Наиболее приемлемым для возбуждения ШСВ является электродинамический вибростенд. Однако АЧХ вибростенда неравномерна и может изменяться с изменением нагрузки. В связи с этим оборудование для испытаний на ШСВ должно иметь систему управления, обеспечивающую формирование спектра заданной формы.
Возможно осуществление разомкнутых и замкнутых систем для формирования спектра. Разомкнутые системы предусматривают ручное формирование заданного спектра. Лучшие результаты дают замкнутые системы. Находят применение аналоговые, гибридные и цифровые системы управления ШСВ. Разомкнутые системы с ручным формированием спектра требуют предварительного снятия АЧХ вибростенда для ее последующего выравнивания за счет специальной настройки узкополосных фильтров, делящих спектр на ряд параллельных частотных каналов.
2.1.2.5.1. Виброустановки с аналоговыми системами управления
Аналоговая замкнутая система управления автоматически выравнивает частотную характеристику при возбуждении широкополосного спектра. В данной системе спектр генератора шума также разделяется узкополосными фильтрами на ряд параллельных частотных каналов и в каждом из них осуществляется автоматическая регулировка усиления.
Достоинством непосредственной фильтрации является возможность использования активных RC -фильтров, обеспечивающих равномерную разрешающую способность управления и анализа за счет неравномерного распределения полос пропускания по частоте. Недостатком непосредственной фильтрации является трудность обеспечения стабильности системы и малое значение коэффициентов прямоугольности АЧХ фильтров.
2.1.2.5.2. Виброустановки с гибридными цифроаналоговыми системами управления
Гибридные цифроаналоговые виброустановки отличаются от аналоговых включением в систему управления цифровой ЭВМ, предназначенной для автоматической коррекции аналоговой системы управления для получения заданного спектра случайной вибрации. Включенная в систему ЭВМ, опрашивая данные о реализованных значениях спектральной плотности ускорения (СПУ) на выходе анализирующих фильтров, изменяет коэффициенты передачи отдельных каналов в соответствии с определенными алгоритмами, обеспечивая, например, минимальные значения погрешностей в полосе частот.
Гибридная система позволяет улучшить перераспределение энергии между каналами системы, формирующими спектр, и приблизить его к заданному. Приближение анализируемого спектра к белому шуму достигается за счет многократного повторения образования новой функции управления, а также и ведения в алгоритм коэффициентов, учитывающих «веса» каналов. При этом спектр сигнала, используемый для механического возбуждения испытуемого изделия, оказывается более обогащенным спектральными составляющими.
2.1.5.3. Виброустановки с цифровыми системами управления
В виброустановках с цифровой системой управления задача получения сплошного спектра и обработки информации решается с помощью единой алгоритмической базы, что экономит память ЭВМ и увеличивает быстродействие.
Наибольшее применение находят два варианта генерирования.
В первом оперируемая последовательность ограничена емкостью памяти ЭВМ, и поэтому при воспроизведении прибегают к ее циклическому повторению с периодом, равным длине синтезированного отрезка. Получаемый при этом псевдослучайный процесс имеет линейчатый спектр.
Во втором варианте используются вычисления двух-трех процессов с разными фазовыми спектрами и «сшивание» их в единый процесс (рисунок 2.1.7.). Задачей осуществляемого далее спектрального анализа является осреднение ординат выборочных спектров по некоторым полосам частот и использование их для управления. Скорректированный по заданной спектральной плотности белого шума процесс подается на вибростенд с изделием и вновь проводится оценка спектральной плотности воспроизведения процесса. Таким образом, путем указанной итерационной (неоднократно повторяющейся) процедуры осуществляется настройка с заданной точностью.
2.1.6. Системы с использованием узкополосной случайной вибрации (УСВ)
Основным недостатком систем ШСВ является их высокая техническая сложность и стоимость, поэтому было предложено производить испытания с помощью систем узкополосной случайной вибрации (УСВ).
Узкополосной случайной вибрацией (рисунок 2.1.9.) принято называть вибрацию, спектральная плотность ускорения которой сосредоточена в сравнительно узкой полосе частот Δf =fВ – fН относительно средней частоты полосы:
Для осуществления испытаний, эквивалентных ШСВ, проводят качание (развертывание) полосы частот Δf в пределах заданного диапазона частот. Ширина полосы Δf УСВ должна быть меньше эквивалентной ширины полосы частот резонирующих элементов конструкции. Желательно использовать ширину полосы Δf ~ 3 Гц.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
