數(shù)字式振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)

數(shù)字式振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)第一頁，共五十二頁，2022年，8月28日

數(shù)字式控制軟件水平的高低，反映在其可靠性，計(jì)算方法的合理性，操作界面的友好性等方面。

優(yōu)秀的控制軟件能明顯提高振動(dòng)臺(tái)的使用壽命，并使試驗(yàn)操作者能準(zhǔn)確輕松地完成預(yù)定的試驗(yàn)任務(wù)。

性能要求第二頁，共五十二頁，2022年，8月28日第一部分正弦掃頻

第三頁，共五十二頁，2022年，8月28日特點(diǎn)

對(duì)振動(dòng)臺(tái)有嚴(yán)格的保護(hù)?？紤]到所有的異常情況，在異常情況出現(xiàn)時(shí)，能對(duì)振動(dòng)臺(tái)采取保護(hù)措施。

計(jì)算方法合理。正弦掃頻計(jì)算方法的關(guān)鍵為反饋信號(hào)幅值的計(jì)算，閉環(huán)控制的建模。

第四頁，共五十二頁，2022年，8月28日操作界面非常友好:關(guān)鍵控制狀態(tài)信息要非常醒目，能隨時(shí)用簡明信息顯示當(dāng)前的控制狀態(tài)

用戶可在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)操作，并領(lǐng)會(huì)其原理

用戶能很快按試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)建立目標(biāo)譜，輕松準(zhǔn)確地完成試驗(yàn)任務(wù)有強(qiáng)大的后處理功能

特點(diǎn)

第五頁，共五十二頁，2022年，8月28日高可靠性正弦掃頻控制軟件中最關(guān)鍵的指標(biāo)是LoopTime。能達(dá)到5ms以內(nèi)。在如此短的時(shí)間內(nèi)，采用了先進(jìn)的參數(shù)識(shí)別方法，可準(zhǔn)確識(shí)別出反饋信號(hào)的幅值，進(jìn)行有效的控制。每個(gè)閉環(huán)環(huán)節(jié)進(jìn)行閉環(huán)回路檢查，反饋通道開路時(shí)立即停止試驗(yàn)。第六頁，共五十二頁，2022年，8月28日每次正式試驗(yàn)前，進(jìn)行自檢，確定無信號(hào)輸出時(shí)，反饋回路的本底噪聲以及直流分量在合理的范圍內(nèi)。輸出控制信號(hào)時(shí)，各反饋回路的信號(hào)和控制信號(hào)有線性關(guān)系。并對(duì)目標(biāo)譜的總量級(jí)，最大加速度，最大速度，最大位移，最大輸出電壓和振動(dòng)臺(tái)的允許極限值進(jìn)行比較。自檢通過后試驗(yàn)才向下進(jìn)行。

設(shè)置各個(gè)頻率區(qū)間段的報(bào)警和退出容限。當(dāng)幅值超出報(bào)警容限時(shí)，給出報(bào)警信息。當(dāng)幅值超出退出容限時(shí)，終止試驗(yàn)。高可靠性第七頁，共五十二頁，2022年，8月28日設(shè)置起始速率和停止速率，開始試驗(yàn)時(shí)，控制信號(hào)的幅值按起始速率按逐步增加，達(dá)到設(shè)定的量級(jí)后開始掃頻。試驗(yàn)完成后，控制信號(hào)的幅值按停止速率逐步減少到零。允許手工操作退出試驗(yàn)

允許設(shè)置臨界頻率，低頻時(shí)用位移信號(hào)，高頻時(shí)用加速度信號(hào)進(jìn)行控制

對(duì)試驗(yàn)提示信息自動(dòng)保存，并可在任何時(shí)刻進(jìn)行瀏覽

高可靠性第八頁，共五十二頁，2022年，8月28日計(jì)算方法

DA信號(hào)的連續(xù)發(fā)生

線性掃頻第九頁，共五十二頁，2022年，8月28日計(jì)算方法

DA信號(hào)的連續(xù)發(fā)生

對(duì)數(shù)掃頻第十頁，共五十二頁，2022年，8月28日計(jì)算方法

DA信號(hào)的連續(xù)發(fā)生

第十一頁，共五十二頁，2022年，8月28日計(jì)算方法

反饋信號(hào)的幅值計(jì)算反饋信號(hào)的幅值計(jì)算，對(duì)高頻信號(hào)，1024點(diǎn)采樣數(shù)據(jù)含有多個(gè)周期時(shí)，其幅值可通過FFT譜，再在主頻附近平滑得到。對(duì)低頻信號(hào)，可通過參數(shù)識(shí)別的方法得到。參數(shù)識(shí)別時(shí)可同時(shí)得到反饋信號(hào)的頻率和幅值。當(dāng)頻率變化速率較大時(shí)，還要考慮頻率的變化速率，以保證幅值的識(shí)別精度第十二頁，共五十二頁，2022年，8月28日控制模型計(jì)算方法在每一個(gè)閉環(huán)環(huán)節(jié)，對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅值進(jìn)行控制，控制模型為Kf為控制力度第十三頁，共五十二頁，2022年，8月28日操作界面友好關(guān)鍵控制狀態(tài)信息要非常醒目，能隨時(shí)用簡明信息顯示當(dāng)前的控制狀態(tài)第十四頁，共五十二頁，2022年，8月28日在控制過程中能通過多個(gè)窗口實(shí)時(shí)同時(shí)顯示多種信息，如反饋信號(hào)示波，頻響函數(shù)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅值譜，反饋信號(hào)幅值譜操作界面友好第十五頁，共五十二頁，2022年，8月28日用戶能很快按試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)建立目標(biāo)譜操作界面友好第十六頁，共五十二頁，2022年，8月28日能一次完成多個(gè)試驗(yàn)任務(wù)操作界面友好第十七頁，共五十二頁，2022年，8月28日操作界面友好能進(jìn)行反饋通道設(shè)置和振動(dòng)臺(tái)極限值設(shè)置有強(qiáng)大的后處理功能。能標(biāo)注數(shù)據(jù)，抓圖或?qū)D形存盤，將試驗(yàn)結(jié)果永久保存或調(diào)入，能自動(dòng)保存最近的試驗(yàn)。能按Word格式自動(dòng)輸出試驗(yàn)報(bào)告。用戶能在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)操作，并領(lǐng)會(huì)其原理。有非常詳盡的在線求助功能。第十八頁，共五十二頁，2022年，8月28日第二部分隨機(jī)控制

第十九頁，共五十二頁，2022年，8月28日特點(diǎn)

對(duì)振動(dòng)臺(tái)有嚴(yán)格的保護(hù)?？紤]到所有的異常情況，在異常情況出現(xiàn)時(shí)，能對(duì)振動(dòng)臺(tái)采取保護(hù)措施。

計(jì)算方法合理。計(jì)算方法包括信號(hào)的連續(xù)發(fā)生，反饋信號(hào)頻譜的計(jì)算，控制的策略，閉環(huán)控制的建模。第二十頁，共五十二頁，2022年，8月28日操作界面要非常友好:關(guān)鍵控制狀態(tài)信息要非常醒目，隨時(shí)用簡明信息顯示當(dāng)前的控制狀態(tài)

用戶能在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)操作，并領(lǐng)會(huì)其原理

用戶能很快按試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)建立目標(biāo)譜，輕松準(zhǔn)確地完成試驗(yàn)任務(wù)有強(qiáng)大的后處理功能

特點(diǎn)

第二十一頁，共五十二頁，2022年，8月28日高可靠性

隨機(jī)控制試驗(yàn)往往要長時(shí)間的進(jìn)行,AD和DA用同樣的頻率，并通過相同的時(shí)鐘進(jìn)行分頻，可保證控制不會(huì)因AD和DA總時(shí)間長度的累積誤差而中止。每個(gè)閉環(huán)環(huán)節(jié)進(jìn)行閉環(huán)回路檢查，反饋通道開路時(shí)立即停止試驗(yàn)。每次正式試驗(yàn)前，進(jìn)行自檢，確定無信號(hào)輸出時(shí)，反饋回路的本底噪聲以及直流分量在合理的范圍內(nèi)。輸出控制信號(hào)時(shí)，各反饋回路的信號(hào)和控制信號(hào)有線性關(guān)系。并對(duì)目標(biāo)譜的總量級(jí)，最大加速度，最大速度，最大位移，最大輸出電壓和振動(dòng)臺(tái)的允許極限值進(jìn)行比較。自檢通過后試驗(yàn)才能向下進(jìn)行。

第二十二頁，共五十二頁，2022年，8月28日高可靠性

驅(qū)動(dòng)信號(hào)最大值檢查，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)剪裁到門限值以內(nèi)設(shè)置各個(gè)頻率分量報(bào)警和退出容限。當(dāng)超出報(bào)警容限的譜線數(shù)量超出設(shè)定值時(shí)，給出報(bào)警信息。當(dāng)超出退出容限的譜線數(shù)量超出設(shè)定值時(shí)，終止試驗(yàn)設(shè)置總量級(jí)的報(bào)警和退出容限。當(dāng)總量級(jí)超出報(bào)警容限時(shí)，給出報(bào)警信息。當(dāng)總量級(jí)超出退出容限時(shí)，終止試驗(yàn)第二十三頁，共五十二頁，2022年，8月28日設(shè)置起始速率和停止速率，控制信號(hào)的總量級(jí)按起始量級(jí)，初始量級(jí)，滿量級(jí)逐步增加，量級(jí)增加時(shí)按起始速率進(jìn)行。試驗(yàn)完成后，控制信號(hào)的總量級(jí)從滿量級(jí)按停止速率逐步減少到零。

允許手工操作退出試驗(yàn)

對(duì)試驗(yàn)提示信息自動(dòng)保存，并可在任何時(shí)刻進(jìn)行瀏覽

高可靠性

第二十四頁，共五十二頁，2022年，8月28日計(jì)算方法

DA信號(hào)的連續(xù)發(fā)生

根據(jù)目標(biāo)譜，隨機(jī)生成相位信息，經(jīng)過FFT逆變換，可得到一禎DA數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)都會(huì)因FFT窗長有限而導(dǎo)致頻率泄露，反映在時(shí)域數(shù)據(jù)上是兩禎DA相鄰數(shù)據(jù)在連接處不連續(xù)。要克服FFT窗長有限而導(dǎo)致頻率泄露，最有效的方法是加合適的窗，如Kaiser窗或Blackman窗。這樣在兩端的時(shí)域信號(hào)總是接近于零。通過對(duì)DA波形進(jìn)行重疊，加窗，能量守衡調(diào)整，平均，可得到連續(xù)的DA數(shù)據(jù)。第二十五頁，共五十二頁，2022年，8月28日反饋信號(hào)的頻譜計(jì)算計(jì)算方法反饋信號(hào)的頻譜計(jì)算，一般為先加Hanning窗得到當(dāng)前閉環(huán)的功率譜，再進(jìn)行指數(shù)平均。指數(shù)平均的公式如下所示：第二十六頁，共五十二頁，2022年，8月28日控制模型計(jì)算方法在每一個(gè)閉環(huán)環(huán)節(jié)，對(duì)每一頻率譜線的驅(qū)動(dòng)譜進(jìn)行控制，控制模型為

Kf為控制力度第二十七頁，共五十二頁，2022年，8月28日操作界面友好關(guān)鍵控制狀態(tài)信息要非常醒目，能隨時(shí)用簡明信息顯示當(dāng)前的控制狀態(tài)第二十八頁，共五十二頁，2022年，8月28日在控制過程中能通過多個(gè)窗口實(shí)時(shí)同時(shí)顯示多種信息，如反饋信號(hào)示波，頻響函數(shù)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅值譜，反饋信號(hào)幅值譜操作界面友好第二十九頁，共五十二頁，2022年，8月28日用戶能很快按試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)建立目標(biāo)譜操作界面友好第三十頁，共五十二頁，2022年，8月28日能一次完成多個(gè)試驗(yàn)任務(wù)操作界面友好第三十一頁，共五十二頁，2022年，8月28日操作界面友好能進(jìn)行反饋通道設(shè)置和振動(dòng)臺(tái)極限值設(shè)置有強(qiáng)大的后處理功能。能標(biāo)注數(shù)據(jù)，抓圖或?qū)D形存盤，將試驗(yàn)結(jié)果永久保存或調(diào)入，能自動(dòng)保存最近的試驗(yàn)。能按Word格式自動(dòng)輸出試驗(yàn)報(bào)告。用戶能在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)操作，并領(lǐng)會(huì)其原理。有非常詳盡的在線求助功能。第三十二頁，共五十二頁，2022年，8月28日第三部分經(jīng)典沖擊第三十三頁，共五十二頁，2022年，8月28日特點(diǎn)全面的沖擊參數(shù)設(shè)置支持多種沖擊形狀支持多種允差設(shè)置靈活的補(bǔ)償形式提供多種補(bǔ)償形式具有位移優(yōu)化補(bǔ)償方式獨(dú)特方便的自動(dòng)補(bǔ)償方式手動(dòng)和自動(dòng)控制方式?jīng)_擊響應(yīng)譜分析第三十四頁，共五十二頁，2022年，8月28日沖擊波形形狀第三十五頁，共五十二頁，2022年，8月28日補(bǔ)償方式前補(bǔ)償，后補(bǔ)償，雙邊補(bǔ)償雙邊優(yōu)化補(bǔ)償*第三十六頁，共五十二頁，2022年，8月28日雙邊優(yōu)化補(bǔ)償補(bǔ)償形式：雙邊雙半正弦補(bǔ)償優(yōu)化目標(biāo)：對(duì)最大位移進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)特點(diǎn)：若需要產(chǎn)生相同加速度的沖擊，此方式下，實(shí)際產(chǎn)生的最大位移為最小好處：在振動(dòng)臺(tái)極限值內(nèi)，可以產(chǎn)生更大加速度的沖擊可較好地保護(hù)振動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)第三十七頁，共五十二頁，2022年，8月28日補(bǔ)償方法的比較雙邊補(bǔ)償后補(bǔ)償前補(bǔ)償雙邊優(yōu)化加速度波形速度波形位移波形第三十八頁，共五十二頁，2022年，8月28日四種補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)可根據(jù)需要靈活選擇推薦：雙邊優(yōu)化補(bǔ)償?shù)谌彭?，共五十二頁?022年，8月28日自動(dòng)補(bǔ)償方式自動(dòng)設(shè)置補(bǔ)償參數(shù)，操作簡單適合常規(guī)試驗(yàn)要求自動(dòng)按以下參數(shù)設(shè)置允差限制按MIL-STD-810F設(shè)置前補(bǔ)償幅值A(chǔ)*0.05,后補(bǔ)償幅值A(chǔ)*0.30補(bǔ)償算法：雙邊優(yōu)化補(bǔ)償?shù)谒氖?，共五十二頁?022年，8月28日工作模式自動(dòng)模式按照設(shè)定的過程自動(dòng)完成所有沖擊過程在每次沖擊后可自動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)調(diào)整手動(dòng)模式隨時(shí)可以切換到手動(dòng)模式手動(dòng)控制輸出脈沖的方向、量級(jí)和數(shù)目等第四十一頁，共五十二頁，2022年，8月28日SRS分析沖擊響應(yīng)譜SRS分析設(shè)計(jì)沖擊目標(biāo)時(shí)可以預(yù)測SRS結(jié)果每次沖擊輸出后進(jìn)行實(shí)測SRS分析第四十二頁，共五十二頁，2022年，8月28日實(shí)例1-設(shè)置目標(biāo)(半正弦)第四十三頁，共五十二頁，2022年，8月28日實(shí)例2–試驗(yàn)結(jié)果(后峰鋸齒)第四十四頁，共五十二頁，2022年，8月28日第四部分多臺(tái)同相控制

第四十五頁，共五十二頁，2022年，8月28日雙振動(dòng)臺(tái)相位控制第四十六頁，共五十二頁，2022年，8月28日操作界面第四十七頁，共五十二頁，2022年，8月28日可同時(shí)控制2-4振動(dòng)臺(tái)幅值和相位LoopT