一种多轴正弦振动控制驱动信号生成方法技术

本发明专利技术公开了一种多轴正弦振动控制驱动信号生成方法。该驱动信号生成方法根据待生成正弦信号的频率、幅值、相位和偏置四参数按照计算步骤在正弦数据列表中进行数据检索，将检索后生成的数据以固定的频率通过DA数据采集板卡发送出去。该驱动信号生成方法生成的正弦驱动信号非常稳定，且信号在频率、幅值或相位任意参数发生改变时能达到连续、光滑、平稳地过渡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航天器力学环境试验领域，具体设及一种多轴正弦振动控制驱动信号 生成方法。
技术介绍
在多轴正弦振动扫频试验中，控制系统要求实时地对驱动信号的幅值、频率和相 位进行修正，W使响应满足参考谱的要求。因此，如何产生连续的正弦驱动信号，并确保信 号在参数更新时达到光滑平稳地过渡是多轴正弦振动控制软件开发必须研究和解决的问 题之一。本专利技术提出的基于数据列表检索式的多轴正弦振动控制驱动信号生成方法，根据 待生成正弦信号的频率、幅值、相位和偏置四参数按照计算步骤在正弦数据列表中进行数 据检索，将检索后生成的数据W固定的频率通过DA数据发送板卡发送出去。该方法生成的 正弦驱动信号非常稳定，且信号在频率、幅值或相位等参数发生改变时能达到连续、光滑、 平稳地过渡。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供，W 使生成的正弦驱动信号非常稳定，且信号在频率、幅值或相位等参数发生改变时能达到连 续、光滑、平稳地过渡。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多轴正弦振动控制驱动信号生成方 法，包括W下步骤： 阳〇化]驱动信号的生成基于正弦信号的四要素：频率、幅值、相位和偏置， 设当前其中一路驱动信号的频率为f' 1，幅值为A' 1，相位为a' 1，偏置为 C'i，D/A采样频率为Fg,经过一个闭环的反馈，需要生成新的驱动信号，其参数如下：频率 fi、幅值Ai、相位为a1，偏置Ci(i= 1，2…），具体地为： (a)首先由计算机生成一点数为N，幅值为1的整周期正弦基波列表： 其中，N为正弦波整周期点数，取值为0x80000,Pt= 0, 1，2......,N-l〇 (b)获取当前某一路驱动信号的频率f' 1、幅值A' 1、相位口,和偏置C' 1四个 基本参数值和待生成新驱动信号的频率fi、幅值Ai、相位與和偏置C1四个基数值，其中相 位巧用点数来表示： 其中，a1为信号的真实相位，单位为弧度；(C)驱动信号频率、幅值和相位的缓冲时间均取待生成新信号周期的1/4,偏置的 缓冲时间均取一恒定值，即 (d)根据DA送数频率Fg和缓冲时间分别确定信号频率、幅值、相位和偏置的缓冲 点数Nf(i)，NaQ)，，Nt(i)，其值分别用下列公式计算： (e)计算驱动信号参数由当前值缓冲到待生成信号参数值的递增量，分别用符号 Af(i)，Aa(I)，，ASQ)来表示，计算公式如下； 讯确定新一帖数据各个待送数点的频率f'i(j)，幅值A'i(j)，相位巧(./)，偏 置C'i(j)(j= 0, 1，），计算公式如下： 阳OU] f' iU) = f' i+(j+l) ? AfQ)，A'山.）=A' i+(j+l) ? AaW................ (9) 其中i为驱动信号的路数编号；j为生成的i路驱动信号的离散数字信号点编号。 (g)计算各个送数点的在正弦基波中的索弓I，公式如下： 化）最后计算各个待送数点的实际值： Xi(j) =A'i(j)Sine+C'i(j)................................(。） 将公式（12)计算出的驱动信号的离散序列分别转换成DA参考电压下的数字量， 然后依次循环地将序列W中断送数的方式存入DA缓存（FIFO)，DA板卡W送数频率F,将各 点依次送出后并经过滤波器的平滑处理即可产生连续的正弦驱动信号。 本专利技术提供的多轴正弦振动控制驱动信号生成方法，根据待生成正弦信号的频 率、幅值、相位和偏置四参数按照计算步骤在正弦数据列表中进行数据检索，将检索后的数 据进行处理并W固定的频率通过DA数据采集板卡发送出去。该方法生成的正弦驱动信号 非常稳定，且信号在频率、幅值或相位等参数发生改变时能达到连续、光滑、平稳地过渡。【附图说明】 图1为S路不同幅值的驱动信号。 图2为S路不同相位的驱动信号。 图3为=路频率、幅值和相位均发生改变的驱动信号。【具体实施方式】 下面对本专利技术的作进一步的说明。 (1)驱动信号生成方法 多轴正弦振动控制需要生成多路独立驱动信号。驱动信号的生成基于正弦信号的 四要素：频率、幅值、相位和偏置。设当前其中一路驱动信号的频率为f'1，幅值为A'1，相位为a'1，偏置为 C'i，D/A采样频率为Fg,经过一个闭环的反馈，需要生成新的驱动信号，其参数如下：频率 fi、幅值Ai、相位为Qi,偏置CiQ= 1，2…）。由当前驱动信号转变成新的驱动信号，中间 有一段平稳过渡过程。等待平稳过渡过程结束后，DA(数模转换）端才W新驱动信号参数 稳定地输出信号。其详细生成机理如下： (a)首先由计算机生成一点数为N，幅值为1的整周期正弦基波列表： 其中N为正弦波整周期点数，取值为0x80000,Pt= 0, 1，2......，N-1。 化）获取当前某一路驱动信号的频率f' 1、幅值A' 1、相位0,'和偏置C' 1四个 基本参数值和待生成两路驱动信号的频率fi、幅值Ai、相位巧和偏置C1四个基数值，其中 相位巧用点数来表示（a1为信号的真实相位，单位为弧度）：(C)任何一路驱动信号频率、幅值、相位和偏置四个基本参数的变化并不是在突变 内发生的，而是需要一段缓冲过程，W达到参数的平稳过渡。运段缓冲过程用参数缓冲时间 来表示。驱动信号频率、幅值和相位的缓冲时间均取待生成新信号周期的1/4,偏置的缓冲 时间均取一恒定值。即 (d)根据DA送数频率F,和缓冲时间分别确定信号频率、幅值、相位和偏置的缓冲 点数Nf(i)，NA(i)，Nt(i)。其值分别用下列公式计算： Nf Q)二Tf Q) . Fs，Na当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多轴正弦振动控制驱动信号生成方法，其特征在于，所述多轴正弦振动控制驱动信号生成方法包括：驱动信号的生成基于正弦信号的四要素：频率、幅值、相位和偏置，设当前其中一路驱动信号的频率为fi'，幅值为A′i，相位为α′i，偏置为ζ′i，D/A采样频率为Fs，经过一个闭环的反馈，需要生成新的驱动信号，其参数如下：频率fi、幅值Ai、相位为αi，偏置ζi(i＝1,2…)，具体地为:(a)首先由计算机生成一点数为N，幅值为1的整周期正弦基波列表：Sine[pt]=sin(2πptN)...(1)]]>其中，N为正弦波整周期点数，取值为0x80000，pt＝0,1,2......,N‑1；(b)获取当前某一路驱动信号的频率fi'、幅值A′i、相位和偏置ζ′i四个基本参数值和待生成两路驱动信号的频率fi、幅值Ai、相位和偏置ζi四个基数值，其中相位用点数来表示：其中，αi为信号的真实相位，单位为弧度；(c)驱动信号频率、幅值和相位的缓冲时间均取待生成新信号周期的1/4，偏置的缓冲时间均取一恒定值，即Tf(i)=TA(i)=14fi...(3)]]>(d)根据DA送数频率Fs和缓冲时间分别确定信号频率、幅值、相位和偏置的缓冲点数Nf(i)，NA(i)，Nζ(i)，其值分别用下列公式计算：Nf(i)＝Tf(i)·Fs，NA(i)＝TA(i)·Fs...............................(5)(e)计算驱动信号参数由当前值缓冲到待生成信号参数值的递增量，分别用符号Δf(i)，ΔA(i)，Δζ(i)来表示，计算公式如下：Δf(i)=fi-fi′Nf(i),ΔA(i)=Ai-Ai′NA(i)...(7)]]>(f)确定新一帧数据各个待送数点的频率fi'(j)，幅值A′i(j)，相位偏置ζ′i(j)(j＝0,1,2…)，计算公式如下：fi'(j)＝fi'+(j+1)·Δf(i)，A′i(j)＝A′i+(j+1)·ΔA(i)................(9)其中i为驱动信号的路数编号；j为生成的i路驱动信号的离散数字信号点编号。(g)计算各个送数点的在正弦基波中的索引，公式如下：(h)最后计算各个待送数点的实际值：xi(j)＝A′i(j)Sine[Sj]+ζ′i(j).................................(12)将公式(12)计算出的驱动信号的离散序列分别转换成DA参考电压下的数字量，然后依次循环地将序列以中断送数的方式存入DA缓存，DA板以送数频率Fs将各点依次送出后并经过滤波器的平滑处理即可产生连续的正弦驱动信号。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邱汉平，冯咬齐，樊世超，
申请(专利权)人：北京卫星环境工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11