Устройство для автоматического нагружения конструкций при испытаниях на прочность

 

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для нагружения при испытаниях на прочность. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения нагрузок. Устройство для автоматического нагружения при испытаниях на прочность содержит задатчик 1 нагрузки и каналы нагружения, включающие регулятор 2, блок 3 адаптации, электрогидравлический преобразователь 4, гидравлический силовозбудитель 5, датчик 6 усилия, нормирующий усилитель 7, источник 18 стабилизированного напряжения, подключенный через управляемый ключ 19 к входу регулятора 3 параллельно задатчику 1. Регулятор содержит цепи формирования интегральной, дифференциальной и пропорциональной составляющих сигнала рассогласования на соответствующих входах сумматора 14 с помощью измерителя 8 рассогласования, интегратора 12 и дифференциатора 13. Изменение коэффициентов 6 этих составляющих производится посредством цифроуправляемых сопротивлений 9, 10, 11. По команде с блока 3 адаптации при заданных уровнях нагрузки формируют ступенчатый сигнал от источника 18 на входе регулятора 3. С помощью вычислителя 17 и запоминающего устройства 16 записывают и обрабатывают переходный процесс, и в соответствии с заданным алгоритмом и критериями оптимизации с помощью цифроуправляемых сопротивлений 9, 10, 11 устанавливают оптимальные коэффициенты составляющих сигнала рассогласования. Процесс оптимизации проводят на различных уровнях нагрузок до начала испытаний и с различными интервалами во времени в процессе испытаний. В процессе нагружения блок 3 адаптации автоматически устанавливает оптимальные значения коэффициентов составляющих сигнала рассогласования в зависимости от уровня нагрузки. 1 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (SD 4 G 01 N 3i32

Г Г rl ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р, .л .r „.

E. еэг 11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4367388/25-28 (22) 25.01.88 ,(46) 30.08.89. Бюл. Р 32 (71) Харьковский авиационный институт нм. Н.E. Жуковского (72) В.С. Азарин, В.Н. Аристов, И.Ф. Дудник, Б.л. Паценкер, В.И. Тимченко и А.Г. Хильченко (53) 620. t78.311.5(088.8) (56) Adaptiver Digitalregler RA311:

Проспект фирмы "SCHENCK", 1981, р. 2708 °

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

НАГРУЖЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ HA ПРОЧНОСТЬ г (57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для нагружения при испытаниях на прочность. Цель изобретения — повьппение точности воспроизведения нагрузок. Устройство для автоматического нагружения при испытаниях на прочность содержит задатчик 1 нагрузки и

1504562 каналы нагружения, включающие регулятор 2, блок 3 адаптации, электрогидравлический преобразователь 4, гидравлический силовозбудитель 5, датчик 6 усилия, нормирующий усилитель 7, источник 18 стабилизированного напряжения, подключенный через управляемый ключ 19 к входу регулятора 3 параллельно эадатчику 1. Регулярно содер- 10 жит цепи формирования интегральной, дифференциальной и пропорциональной составляющих сигнала рассогласования на соответствующих входах сумматора

14 с помощью измерителя 8 рассогла- 15 сования, интегратора 12 и дифференциатора 13 ° Изменение коэффициентов 6 этих составляющих производится посредством цифроуправляемых сопротивлений

9, 10, 11. По команде с блока 3 адап- 20 тации при заданных уровнях нагрузки формируют ступенчатый сигнал от источника 18 на входе регулятора 3. С помощью вычислителя 17 и запоминающего устройства 16 записывают и обрабатывают переходный процесс и в соответствии с заданным алгоритмом и критериями оптимизации с помощью цифроуправляемых сопротивлений 9, 10, 11 устанавливают оптимальные коэффициенты составляющих сигнала рассогласования. Процесс оптимизации проводят на различных уровнях нагрузок до начала испытаний и с различными интервалами во времени в процессе испытаний. В процессе нагружения блок 3 адаптации автоматически устанавливает: оптимальные значения коэффициентов составляющих сигнала рассогласования в зависимости от уровня нагрузки.

1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для нагружения при испытаниях на прочность различных конструкций, например летательных аппаратов.

Цель изобретения — повышение точности воспроизведения нагрузок.

На чертеже представлена блок-схема устройства для автоматического Harpy- 35 жения конструкций при испытаниях на прочность.

Устройство содержит задатчик 1 нагрузки и каналы нагружения (на чертеже показан один канал). Каждый 40 канал нагружения состоит из регулятора 2, блока 3 адаптации, последовательно соединенных электрогидравлического преобразователя 4, гидравлического силовоэбудитсля 5, датчика 6 45 усилия и нормирующего усилителя 7, Регулятор 2 состоит из измерителя 8 рассогласования, умножителей 9-11, выполненных в виде цифроуправляемых сопротивлений, интегратора 12, дифференциатора 13 и сумматора 14. Первый и второй входы измерителя 8 рассогласования подключены соответственно к выходам задатчика 1 нагрузки и нормирующего усилителя 7. Первые входы умножителей 9-11 подключены к выходу измерителя 8 рассогласования.

Входы интегратора 12 и дифференциатора 13 подключены к выходам умножителей 9, 10 соответственно, а входы сумматора 14 подключены к выходам интегратора 12, дифференциатора 13 и умножителH 11.

Блок 3 адаптации состоит иэ аналого-цифрового преобразователя 15, запоминающего устройства 16, вычислителя 17. Первый, второй и третий выходы вычислителя 17 подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам блока 3 адаптации, которые подключены к вторым входам соответствующих умножителей 9-11 регулятора 2. Сигнальный вход аналого-цифрового преобразователя 15 подключен к входу блока 3 адаптации, а вход управления — к управляющему выходу вычислителя 17. В каждом канале нагружения установлен источник

18 стабилизированного напряжения, который через управляемый ключ 19 подключен к третьему входу измерителя 8 рассогласования. Управляющий вход ключа 19 подключен к четвертому выходу блока 3 адаптации, который соединен с выходом командного сигнала вычислителя 17.

Устройство для автоматического нагружения работает следующим образом.

В эадатчике 1 нагрузки вырабатываются сигналы задаваемых нагрузок, которые отслеживаются каналами на5 15 гружения в различных местах испытуемой конструкции на своем четвертом выходе. При этом измеритель 8 рассогласования формирует сигнал рассогласования между задаваемой и фактической нагрузками, который через умножитель 11, сумматор 14, эле»»трогидравлический преобразователь 4 преобразуется в скорость изменения нагрузки на выходе гидравлического силовозбудителя. Процесс нагружения продолжается до тех пор, пока сигнал фактической нагрузки, иэмеренньп датчиком 6 усилия и нормирующим усилителем 7 не сравняется с сигналом заданной нагрузки. Введение в контур регулирования цепей, формирующих сигналы интегральной (посредством умножителя 9 и интегратора 12) и дифференциальной (посредством умножителя

10 и дифференциатора 13) составляющих сигнала рассогласования, позволяет повысить точность воспроизведения нагрузок на конструкцию.

Процесс настройки коэффициентов интегральной, дифференциальной и пропорциональной составляющих сигнала рассогласования в каждом канале нагружения осуществляется следующим образом.

04562 6 лы, соотве тствующие оптимальным ко— эффициентам. Значения этих сигналов при заданном уровне фактической на5 грузки записываются в запоминающем устройстве 16 блока 3 адаптации и используются в дальнейшем в процессе нагр»ужения. Аналогично проводится оптимизация при других уровнях нагрузки. Процесс определения оптимальных коэффициентов составляю»»»»»х сигнала рассогласования может производиться с заданным интервалом во времени или при изменении параметров канала нагружения и испытуемой конструкции в процессе нагружения, что обеспечивает адаптацию этих коэффициентов к изменению условий исгп»ташш.

В процессе нагружения па вход блока 3 адаптации поступают сигналы фактической нагрузк»», а с выхода блока адаптации на входы умном»телей непрерывно поступают сигналы, соответствующие оптимальным коэффициентам составляющих сигнала рассогласования.

Выполнение умножителей в виде цифроуправляемых сопротивлений обеспечивает повышенное быстродействие блока адаптации и регулятора, поскольку сигналы

30 управления на входы сумматора с выхода измерителя рассогласования проходят по аналоговым целям, а блок адаптации разгружается от операций пошагового интегрирования и дифференцирования. Тем саь»ь»м повышается точность

35 воспроизведения статических и динамических нагрузок на конструкцию.

При заданных значениях нагрузки блок 3 адаптации на своем четвертом выходе формирует командный сигнал, благодаря которому от источника 18 стабилизированного напряжения на третий вход измерителя рассогласования поступает ступенчатый сигнал. Этот сигнал отрабатывается каналом нагружения в виде переходного процесса изменения фактической нагрузки во времени, которь»й посредством аналогоцифрового преобразователя 15 записывается в запоминающем устройстве 16.

С помощью вьгчислителя 17 и запоминающего устройства 16 обрабатывается математически в соответствг»и с заданным алгоритмом и выбранными критериями оптимизации и на вторые входы умножителей 9 — 11 с выходов блока

3 адаптации поступают кодовые сигналы, изменя»оцие коэффициенты интегральной, дифференциальной и пропорциональной составляющих сигнала рассогласования в сторону приближения значений этих коэффициентов к оптимальным значениям. После нескольких итераций на вторых выходах умножг»телей 9 — 11 будут установлены сигнаФормула изобретения

40 Устройство для автоматического нагружения при испытаниях на прочность, содержащее задатчик нагрузки и каналы нагружения, каждый из которых содержит измеритель рассогласова»п»я, 45 подключенный первым входом к соответствующему выходу задатчпка нагрузки, три умножителя, подключенные первыми входами к выходу измерителя рассогласования, интегратор и дифференциатор, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго умножителей, сумматор, подключенный входами к выходам соответственно интегратора, дифференциатора и третьего

6JIoK аДаптаЦии, TPH Bbl хода которого подключены к вторым входам соответствующих умножителей, и последовательно соединенные электрогидравлический преобразователь,гид1504562

Составитель Б. Гуков

Техред М.Моргентал Корректор M. Васильева

Редактор М. Циткина

Заказ 5245/44 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул . Гагарина,101 равлический силовозбудитель, датчик усилия и нормирующий усилитель, выход которого подключен к входу блока адаптации и второму входу измерителя рассогласования, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения нагрузок, в каждом канале нагружения оно снабжено источником стабилизированного напряжения, подключенным через управляемый ключ к третьему входу измерителя рассогласования, управляющий вход ключа соединен с четвертым выходом блока адаптации, а умножители выполнены в виде цифроуправляемых сопротивлений.