一种振动载荷快速复现控制方法技术

本发明专利技术提供一种振动载荷快速复现控制方法，首先是利用先进的PXI控制器的内存反射技术，接收近端机的上一帧信号；目标谱计算；目标波转换与过渡段处理；驱动帧信号计算与加窗；驱动帧信号拼接；驱动信号输出；控制谱计算；生存频域误差窗函数；再次循环计算驱动帧信号；直到最后试验停止。该方法可适用于连续随机、正弦等振动试验，一则能够进行如飞行振动、运输、机载、舰载的振动载荷全时程模拟逼真的模拟，同时也可以开展分布式或主从式振动试验系统中关键控制点载荷/响应的快速复现控制，完成大型复杂试验件的主机系统与子系统分开的同步联合振动试验。同步联合振动试验。同步联合振动试验。

【技术实现步骤摘要】
一种振动载荷快速复现控制方法


[0001]本专利技术涉及电动/电磁振动台、液压振动台以及激振器试验台
，尤其涉及一种振动载荷快速复现控制方法。

技术介绍

[0002]振动试验是检验产品可靠性，暴露结构材料和工艺缺陷，分析机械振动特性所必要的措施，也是解决各种机械和结构振动问题的一个重要手段。同时，振动试验也是模拟各类振动工况场景的必要手段，如车辆、机车及高铁运输振动环境模拟，机载、舰载振动环境模拟，航天器及导弹武器飞行振动环境模拟以及地震振动模拟等许多场合。
[0003]传统的振动试验，通常都是采用随机振动和正弦振动，主要开展产品的振动耐久试验、结构考核试验以及模拟振动环境为主的功能可靠性测试试验。这些试验主要以随机振动为主，通常的做法是采用谱包络加严的平稳随机振动方法，近似模拟振动力学环境，以进行对试件或产品的考核试验与测试。随着科学技术的不断发展，人们对各种航天器系统及武器系统的精益求精设计要求越来越高，传统的谱包络加严以及多轮次预试验的这种粗犷性振动试验方法已经越来越不能适应高端航天器系统及武器系统的测试与考核要求。一方面，多伦次预试验和谱包络加严方式，明显带来试件过考核问题，会阻碍系统性能的进一步优化设计；另一方面，针对高端武器系统在开展系统级振动测试试验过程中，会遇到某些组件或子系统不能相互碰面的情况下，比如雷管组件和炸药组件等。此时，就需要开展一种主机系统与部组件系统相分离但又要联合同步进行的一类具有特殊应用场合的振动试验及测试，显然传统的振动试验方法均不能满足这方面的需求及要求。
[0004]目前，市面上成熟的振动控制器产品包括国内忆恒、腾振控制器，国际上的SD、DP和LMS控制器等所具有的振动控制功能，都是传统的经典振动控制功能包括随机、正弦、随机加正弦、随机加随机、经典冲击、冲击响应谱以及波形再现等，都不具备分布式或主从式联合振动试验功能，也不具备振动载荷快速复现的控制功能。
[0005]近年来，国内在振动载荷波形复现控制技术方面开展了一些研究，例如，专利技术专利“一种通用波形再现控制方法及控制装置”(专利授权公告号：CN104407547B)提出一种以振动波形为目标波的通用波形再现控制方法及控制装置，该方法只适用于已知目标波且短时的振动波形再现，例如地震波、弹阻波等。专利技术专利“连续振动信号时间历程复现控制方法”(专利授权公告号：CN105353789B)提出一种基于目标信号处理、系统自检、初始传递函数估算、传递函数更新，下一帧驱动信号计算等步骤，能够实现连续振动信号复现控制。然而，这些专利技术创造都既不能完成控制点振动载荷响应信号实时通信、也不能完成响应信号的快速复现，更无法实现多个振动台系统之间，开展分布式或主从式的振动载荷全时程快速复现的联合同步振动试验控制。
[0006]因此需要研发出一种振动载荷快速复现控制方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题设计了一种振动载荷快速复现控制方法。
[0008]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0009]一种振动载荷快速复现控制方法，包括：
[0010]试验前准备：
[0011]S1、试验参数设置；进入下一步骤；
[0012]S2、频响函数样本库构建；进入下一步骤；
[0013]试验进行阶段；
[0014]S3、实时采集振动载荷帧信号；进入下一步骤；
[0015]S4、振动载荷帧信号频域加窗处理；进入下一步骤；
[0016]S5、当前帧信号发送至远端机；进入下一步骤；
[0017]S6、远端机接收当前帧信号，并接收上一帧信号；分别进入步骤S7和S8；
[0018]S7、目标谱计算，将获取的振动载荷作为远端机的控制目标谱；进入步骤S12；
[0019]S8、目标波转换与过渡段处理；进入下一步骤；
[0020]S9、驱动帧信号计算与加窗；进入下一步骤；
[0021]S10、驱动帧信号拼接与输出；进入下一步骤；
[0022]S11、控制谱计算；
[0023]S12、根据目标谱计算结果和控制谱计算结果，生成频域误差窗函数，进入步骤S9；
[0024]S13、依次经步骤12、步骤9、步骤10后即可实现振动载荷复现，之后可根据试验时间停止试验。
[0025]本专利技术的有益效果在于：
[0026]通过采用上述的振动载荷快速复现控制方法，本专利技术不仅系统控制稳定，一方面具有较好的振动载荷全时程在相位和幅值上的复现一致性，另一方面，振动试验过程中的控制谱形也控制稳定且满足国军标的允差要求。该方法可适用于连续随机、正弦等振动试验，一则能够进行如飞行振动、运输、机载、舰载的振动载荷全时程模拟逼真的模拟，同时也可以开展分布式或主从式振动试验系统中关键控制点载荷/响应的快速复现控制，完成大型复杂试验件的主机系统与子系统分开的同步联合振动试验。该控制方法不仅对连续长时的随机振动载荷适用，也对正弦振动载荷、经典冲击及冲击响应谱载荷适用，均能够获得满意的控制效果。本专利技术具有测控一体机功能，且系统简洁、模块少、易于安装、维修方便等优点，非常适用于作为振动试验的控制装置。
附图说明
[0027]图1是本申请的流程示意图；
[0028]图2是本申请对应地系统框图；
[0029]图中：1、近端机；2、远端机；3、上位机。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是
本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0031]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0033]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0034]此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0035]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种振动载荷快速复现控制方法，其特征在于，包括：试验前准备：S1、试验参数设置；进入下一步骤；S2、频响函数样本库构建；进入下一步骤；试验进行阶段；S3、实时采集振动载荷帧信号；进入下一步骤；S4、振动载荷帧信号频域加窗处理；进入下一步骤；S5、当前帧信号发送至远端机；进入下一步骤；S6、远端机接收当前帧信号，并接收上一帧信号；分别进入步骤S7和S8；S7、目标谱计算，将获取的振动载荷作为远端机的控制目标谱；进入步骤S12；S8、目标波转换与过渡段处理；进入下一步骤；S9、驱动帧信号计算与加窗；进入下一步骤；S10、驱动帧信号拼接与输出；进入下一步骤；S11、控制谱计算；S12、根据目标谱计算结果和控制谱计算结果，生成频域误差窗函数，进入步骤S9；S13、依次经步骤12、步骤9、步骤10后即可实现振动载荷复现，之后可根据试验时间停止试验。2.根据权利要求1所述的一种振动载荷快速复现控制方法，其特征在于，步骤S1中，试验参数包括试验基本信息、工作路径，试验基本信息包括振动载荷参数、控制参数、通道参数、频响函数估计参数、安全参数；振动载荷参数包括采样周期、每帧点数、谱线数、频率上下限；控制参数包括频域修正系数、频响函数非线性补偿系数组；通道参数包括输入通道选择、测量模式选择、加速度信号灵敏度系数、输出通道选择；频响函数估计参数包括辨识驱动信号长度、平均次数、更新权重；安全参数包括最大加速度和最大驱动电压。3.根据权利要求1所述的一种振动载荷快速复现控制方法，其特征在于，步骤S2中，频响函数样本库构建包括：预先连续发送不同量级的与参考谱谱形一致的随机粉噪声驱动信号，并采集控制点加速度响应的数据，按照频响函数估计方法，获得系统在不同试验量级的频响函数样本库。4.根据权利要求1所述的一种振动载荷快速复现控制方法，其特征在于，步骤S3中，实时采集振动载荷帧信号包括：通过单通道或多通道加权平均采集，经逐点...

【专利技术属性】
技术研发人员：严侠，邓婷，毛勇建，陈新发，王军评，蒋辰玮，代明香，李晓琳，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院总体工程研究所，
类型：发明
国别省市：