CC BY
3
DOI 10.37909/2542-1352-2022-1-1011 УДК 621.3
АНАЛИЗ ЦЕПИ УПРАВЛЕНеМ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ВИБРОЗАЩИТЫ
Фомичева Е.В., кандидат технических наук, доцент
Новосибирский государственный университет архитекдудырдизайна иискурдтвимеоиАД. Кдадзова Новосибирский государственный технический универсБтдт Фомичев П.А., кандидат технических наук, доцент Новосибирский государственный технический унивеосиоет
Аннотация. В настоящей статье показана связ срсБктикнных и механических устройств преобразователей в системах виброзащиты. Введение в системы регулирования цепейрправления автоматизированных систем RC-цепочек в качестве интпгрирутрмп р вифференцирумщип ивегъев, рооътрав высоких и низких частот является целесообразньш и втпрываеу иизминигиоегие ии нпрвоаагъного проектирования.
Ключевые слова: виброзащита, вынужденные кзлееалия, еиатoеофumнъlоcиcmeмъl
Как известно, интегрирование и дифферен- щихевеньеемогве иополоиовапрся г^е - цепочеи.
цирование сигналов в системах регулирование Рурис. 1 озображено ефостейшае Ре - цегюикае
применяется довольно часто. Интегрирование пеоврагочиис Оункмоей сигнала, пропорционального относительному пе- я йСр Ткр
ремещению, применяется, например, при создании астатической системы, а дифференцирование
- для введения в систему демпфирования [1]. где тк = RC - постоииния ертннни. В качестве дифференцирующих и интегрирую-
(Р) = я _ ЯСР _ ТТр КР) Т + (Ср)1 1 + ЯСС 1+Дкр'
Рис. 1. Простейшая ЯС - цепочка с передаточной функцией оофр) определяемой поформуле (1)
Если частота < сигнала их - удовлетворяет условию Т<<<1 [2], то эта цепочка близка к идеальной дифференцирующей. Таким образом, РЖ - цепочка дифференцирует достаточно низкочастотные сигналы.
Передаточная функция цепочки, показанной на рис. 2, имеет вид:
т
( Р ) =
(Ср)-1 1 1 я+(Ср )-1 1+СЯр 1+Дкр'
Если Т^о»!, то цепочка становится интегрирующей.
От-Ц
л
м-не
и
6Х
Рис. 2. Простейшая КС -цепочкас передаточной функцией , определяемой по формуле (2)
Очевидно, что с уменьшением частоты сигнала постоянная времени интегрирующей цепочки должна увеличокавдся. роэоому дояинтогрировд-ния сигндлоп уостаяячно няокойаосочты, образно использовать электронные усилители постоянного тока с ёмкостной обратной связью. При достаточно больших коэффициентах усиления такой усилитесп япряеотя идолльным интограто(ор с передаточной фуняциед
о
( р ) = -(Тк р )-
корректирующего звена [3]. На рис. 3 показано механическое устройство, состоящее из пружины с о упертого доепфера б.Ядесь воно-иныи и <(; связаны с у-)) ссодующимн сяонллшеодкмя:
а =
Ьр
е + Ър
Т- Р У = У,
1+ткр' 1
-у =
е + Ьр 1 + Тк р
У,
В активных нмбродещитныд сисоемлх могят успешно использоваться механические преобразователи, совмещающие функции измерителя и
где Тк = Ьс1. Таким оЬразом, система может быть исдсеьдонана пак 0еффеленяндрющес иол инов-грсрдюуеезнело.
е
Рис. 3. Схема механического устройства, состоящего из пружины с и линейного демпфера Ь
В активных виброизолирующих системах довольно часто возникает необходимость не пропустить сигналы, частоты которых лежат в определённом диапазоне, через обратную связь. В этом
случае используются частотные фильтры. На рис. 4 изображена КС - цепочка, являющаяся фильтром высоких частот.
Рис. 4. RC - цепочка, являющаяся фильтром высоких частот Здесь напряжение навходе и выходе связаны шими, чемТ^1 фактически системой не пропу-
соотношением:
.. Ч2
чг 1+г р , ,
и— = ----— и— = Ю ( р ) ивх
ч2 +(ч-1 + Ср)-1 Ч1 + Ч 1+Т2 р
где: ЧГ1 = СБ4, Т2 = С^^(Я^)-1 .
(5)
скаются [4]. Если же частота сигнала достаточно высока, то
ю.
, .1 Ч2 Ггю
2 ,ю)1и Ч ■ тю*1
Если Я1>>еЧт тоотгналы с тастотами, миа- фИЛЬрром НШ]Жх частот.
№ р ис. Ьизображень цеперка,лвляющвзся
От
■С
>
Д,
н
ЯХ
о-*
го
п
вше
¡Ы
3 десь:
Ч2 +(Ср)-
Рис. 5. ЧС - цепочка, являющаяся фильтром низких частот
Ъ р+е
(ь.
(6)
1 + Т р ( ч
и„ =-1— и„ =®к( р )
1+Т2 р z =-— z .
Ч + Ч2 +(Ср )-1 1 + Т р
где: Т1 = Я2С, Т;4^^: .
Ечли Ч^Ж^Скстема непропускает симнавы шпсотнрсвлпоия. с частотами, существенно превышающими Т2-1. Могут создаваться и механические фильтры [5]. В системе, показанной на рис. 6, получаем:
(ь+Ъ ) р+е 1+Т1р '
где: Т^ф+Ь})с',Т2 = )Если2ърЬ.тоТ1асТ2 и рио-то(У)не пиопуссает сысосие частгтывка-
Рис. 6. Схема механического фильтра, не пропускающего высокие частоты в каналы управления
Для усиления электрических сигналов используются усилители постоянного и переменного тока. При тех частотах, которые встречаются в активных виброзащитных системах, эти усилители могут считаться безынерционными с передаточной функцией
<к(р) = к (8)
Вышеизложенное показывает связь электронных и механических устройств преобразователей в активных виброзащитных системах. Приведённые примеры показывают целесообразность введения в системы регулирования цепями управления автоматизированных систем РЖ-цепочек в качестве интегрирующих и дифференцирующих звеньев, фильтров высоких и низких частот.
Библиографический список
1. Фомичев, П.А. Гидравлические виброизолирующие опоры нового поколения. / С.П. Глушков, П.А. Фомичев, Е.В. Фомичева // Научное издание - Новосибирск, Новосибирская академия водного транспорта, 2005 г. - 190 с.
2. Генкин М.Д., Елезов В.Г., Яблонский В.В. Особенности некоторых схем активной виброизоляцни с комбинированным управлением. //Сб. науч. тр. / Акустическая динамика машин и конструкций. М. -1973. - с. 13 - 24.
3. КнязевА.С., Тартаковский Б.Д. О применении электромеханической обратной связи для демпфирования изгибных колебании. - Акустический журнал. 1965. - №11. - вып. 2. - с. 52 -6 4.
4. Кэрноп, Кросби, Харвуд. Уменьшение вибраций при помощи полуактивных генераторов усилий. // Конструирование и технология машиностроения. 1974, № 2, с. 239 - 244.
5. Арзамасов С.Н., Мальцев А.А. Адаптивный алгоритм активной компенсации широкополосного случайного поля. // Известия вузов. Радиофизика. 1985. Т. 28. № 8. - с. 130 - 142.
ANALYSIS OF THE CONTROL CIRCUIT OF THE AUTOMATED VIBRATION PROTECTION SYSTEMS
Fomicheva E.V. Candidate of Technical Sciences, Associate Professor Kryachkov Novosibirsk State University of Architecture, Design and Arts Novosibirsk State Technical University Fomichev P.A., Associate Professor Novosibirsk State Technical University
Abstract. This article shows the connection of electronic and mechanical devices of converters in vibration protection systems. The introduction of RC-chains as integrating and differentiating links, high and low-frequency filters into control systems of control circuits of automated systems is expedient and opens up the possibility of their rational design.
Keywords: vibration protection, forced vibrations, vibration protection systems
