Page 1 of 2

Обеспечение требуемого ускорения

PostPosted: 29 Mar 2016, 07:12
by Danzel
Необходимо чтобы вибростенд обеспечивал требуемое ускорение.
Как я понимаю нужно построить АЧХ, ФЧХ вибростенда для конкретного изделия, а вот что после делать мне не совсем понятно, какие вычисления произвести, чтобы стенд обеспечивал заданное ускорение, подскажите

Re: Обеспечение требуемого ускорения

PostPosted: 29 Mar 2016, 18:12
by Andrew Lunev
Чтобы обеспечить требуемое ускорение нужна система автоматического управления ускорением вибростенда.
Для построения такой системы нужны минимум:
1. Датчик обратной связи. Он у вас вроде есть, судя по предыдущим сообщениям.
2. Исполнительный механизм. Устройство, способное выдавать ускорение и изменять его параметры.
3. Регулятор. Устройство, которое будет сравнивать текущее ускорение с заданным и по сигналу ошибки корректировать исполнительный механизм, чтобы свести эту ошибку к минимуму. То есть обеспечить заданное ускорение.

АЧХ и ФЧХ вам понадобятся, чтобы рассчитать регулятор и понять теоретические границы возможных амплитуд и ускорений.

Задача довольно сложная, а судя по вопросам, знаний в теории систем автоматического управления у вас никаких. Тяжело придется. Начните например с книги: "ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ «ЧАЙНИКОВ»

Re: Обеспечение требуемого ускорения

PostPosted: 29 Mar 2016, 18:17
by Andrew Lunev
Есть конечно и проще вариант. Сделать систему без обратной связи. В этом случае, зная передаточную функцию вашего вибростенда, можно определить необходимые параметры исполнительного механизма, чтобы получить на выходе требуемое ускорение. Но у этого варианта масса недостатков.
1. Для каждого объекта потребуется снимать заново АЧХ, потому что его масса будет влиять на передаточную функцию.
2. Будет влиять температура в помещении, время работы стенда, качество смазки, износ деталей.

В итоге точность метода получится очень низкой и ускорение будет постоянно уходить и его придется корректировать вручную.
Именно эту коррекцию и производит регулятор в системах автоматического управления, но без участия человека.

Re: Обеспечение требуемого ускорения

PostPosted: 31 Mar 2016, 10:19
by Danzel
А как определяется передаточная функция вибростенда?

Re: Обеспечение требуемого ускорения

PostPosted: 31 Mar 2016, 12:07
by Andrew Lunev
Переходные процессы вас не будут интересовать в ручном режиме, только установившиеся. Поэтому, для вашего случая передаточная функция и АЧХ это одно и то же. Только не забывайте, что и передаточная функция и АЧХ описывают только линейную часть системы. Чтобы ими пользоваться сначала надо определить диапазон работы вибростенда, в котором его характеристики линейны.

Если хотите подробней изучить вопрос, то есть прекрасная книга: Эйксхофф П. "Основы идентификации систем управления".

Вообще, если не хотите делать автоматику, то наилучший вариант, когда оператор просто выводит вибростенд на нужный режим и контролирует его параметры по сигналу с датчика ускорения. В случае ухода ускорения от заданного, он просто корректирует настройки в реальном времени. В этом случае никакие АЧХ снимать не надо.
Иначе, даже если вы снимете АЧХ, сделаете полный расчет, то система проработает менее минуты и снова потребуется коррекция из-за изменения параметров самого вибростенда. А если так, то смысл тратить время на расчеты?

Re: Обеспечение требуемого ускорения

PostPosted: 06 Apr 2016, 10:41
by Danzel
В книге Эйксхофф П. "Основы идентификации систем управления", очень много заумной теории, формул, можете предложить что нибудь по проще для понимания

Re: Обеспечение требуемого ускорения

PostPosted: 06 Apr 2016, 11:13
by Andrew Lunev
Danzel wrote:В книге очень много заумной теории, формул, можете предложить что нибудь по проще для понимания
Как может быть заумной книга, в которой только ОСНОВЫ? :wink: Начните тогда с книги, которую я советовал выше (для чайников).

Ну а если серьезно, то опишите подробней, что именно вы сейчас хотите создать. С учетом уже полученной информации.
Хотите делать систему автоматическую с обратной связью или без обратной связи?
Как будет происходить эксперимент и какие точности необходимо обеспечить?
Какой исполнительный механизм будет применяться? То есть какой вибростенд и какой усилитель к нему? Какие параметры можно в нем менять и в каком диапазоне?
Дальше подумаем, как проще всего реализовать задачу.

Re: Обеспечение требуемого ускорения

PostPosted: 06 Apr 2016, 13:25
by Blackman
В книге Эйксхофф П. "Основы идентификации систем управления", очень много заумной теории, формул, можете предложить что нибудь по проще для понимания

Предлагаю еще раз! На какой Ваш вопрос нет ответа в этой книге для всех?

Re: Обеспечение требуемого ускорения

PostPosted: 07 Apr 2016, 08:11
by Danzel
Имеется Вибростенд TV 51120, усилитель мощности ВАА 500 и акселерометр. Есть 3 режима вибрации: синусоидульная вибрация с качанием частоты, широкополосная случайная вибрации, и классический удар.
Пользователем в программе задаются входные параметры, а именно
1)Синусоидальная вибрация: амплитуда ускорения, амплитуда перемещения
2) Случайная широкополосная вибрация: спектральная плотность ускорения, пиковое значение ускорения;
3) Классический удар: Пиковое значение ускорения, изменение скорости импульса.
Программы режимов уже написаны, но вопрос в том чтобы система автоматически заданные параметры (амплитуда ускорения).
На сайте zetlab есть видео режима классический удар
http://www.zetlab.ru/catalog/funktsii-z ... -impulsov/
Хотел так же сделать но не совсем понятно как они это реализовали, а именно то что после подачи белого шума система проходит как бы автокалибровку, измеряет АЧХ, ФЧХ, а далее не понятно как исходя из этого выходит на заданный режим испытаний.

Re: Обеспечение требуемого ускорения

PostPosted: 07 Apr 2016, 12:05
by Andrew Lunev
Я не специалист по виброиспытаниям и информации на сайте ZETLAB крайне мало. Для установившегося синусоидального режима все просто. Но вот случайная вибрация и удар - режимы полигармонические и возникают дополнительные переходные процессы, вызванные собственной динамикой стенда.
В этом случае сложно сделать систему управления с настоящей обратной связью, когда каждое новое управляющее воздействие вычисляется по результатам текущих измерений. Если частота задающего сигнала до 10 кГц, то подобная система должна работать на частоте минимум 100 кГц. Такую можно сделать на cRIO но на оборудовании ZETLAB очень сомневаюсь. У них скорее всего происходит снятие АФЧХ системы перед испытанием, затем корректируются параметры задающего сигнала по данным АФЧХ. Затем система работает без обратной связи, но с коррекцией по интегральным значениям параметров. То есть обратная связь идет не по ускорению, а например по СКЗ или по спектральной мощности или еще по чему-то подобному.
Если на вход системы подать белый шум, то на выходе автоматически получается АФЧХ. Это по определению. В теории все красиво, но на практике белый шум создать невозможно, поэтому применяется множество допущений.
Далее в теории надо просто прогнать входной сигнал через систему, обратную АФЧХ, тогда получим сигнал, который надо подать на вход усилителя мощности, чтобы на датчике ускорения получить нужный сигнал. В теории опять же все красиво, но на практике чаще всего обратить АФЧХ невозможно. Опять же применяются допущения и приближенные методы.
В итоге пробуйте, но боюсь все равно придется изучить все указанные выше учебники. Чтобы понимать, что можно отбросить, а что нет и как упрощения влияют на точность и устойчивость надо понимать, как все это работает и откуда берется. То есть знания нужны очень глубокие. Есть красивая теория и есть практика ее применения. И между ними пропасть...

Re: Обеспечение требуемого ускорения

PostPosted: 13 Apr 2016, 17:50
by Alex Dem
Вопрос к профи. А реально ли вообще на Labview сделать аналог испытаний на воздействие ШСВ, аналогичный ZETLAB?
Хватит ли быстродействия обычного ноутбука для такой задачи при реализации на Labview?
Полоса частот для испытаний обычно от 10 до 2000Гц, по ГОСТ количество полос для анализа должно быть не менее 400.
Я реализовал на практике подобные испытания "дедовским" методом с применением модуля сбора данных и 50-ти фильтов,
для полосы каждого из которых задается требуемый уровень g2/Гц. ПИД-регуляторы решают задачу выхода и поддержания
требуемого режима испытаний. Но я уверен, что возможна более рациональная и правильная реализация, вот к чему и вопрос.

Re: Обеспечение требуемого ускорения

PostPosted: 14 Apr 2016, 07:55
by Blackman
Alex Dem wrote:... А реально ли вообще на Labview сделать аналог испытаний на воздействие ШСВ...?
... Но я уверен, что возможна более рациональная и правильная реализация, вот к чему и вопрос.

Если только как прототип, то пробовать можно.
И это на 100% так )

Re: Обеспечение требуемого ускорения

PostPosted: 14 Apr 2016, 20:12
by Alex Dem
Спасибо большое, ознакомился с удовольствием, но купить готовое железо и ПО к нему для меня не проблема, для этого нужны всего лишь деньги. :D
Если интересно, могу разместить видео, демонстрирующее работу моего "прототипа".

Re: Обеспечение требуемого ускорения

PostPosted: 15 Apr 2016, 09:30
by Blackman
Это хорошая идея. Думаю интересно будет всем.

Re: Обеспечение требуемого ускорения

PostPosted: 16 Apr 2016, 22:42
by Alex Dem
Как обещал, мой прототип. :wink:
https://www.youtube.com/watch?v=JAawuDZ1oaE