随机振动控制系统使用说明书（WINDOWS界面）2002年10月随机振动控制系统使用说明书（WINDOWS界面）1. 引言本振动控制系统主要是用作振动和冲击试验控制。

从振动试验的历史来看，试验是从定频正弦→正弦扫频→随机振动发展的。

正弦定频试验可以对选定的一个或数个频率（通常选为试件的共振频率）下对试件进行振动试验，由于不可能测出试件所有的共振频率，再由于非线性因素和结构损伤的影响，共振频率本身在试验过程中也是变化的，于是就发展了正弦扫频试验，试验过程中对试件所有的共振频率都能考核到。

为什么又要进行（宽带）随机振动试验呢？一是实际飞机、火箭、船舶、车辆上测得的振动环境接近于宽带随机，二是计算机技术飞速发展和快速数字谱分析算法(FFT)的发明使得技术上有了实现的可能；从对试件损伤和工作可靠性的影响来看，正弦扫频与宽带随机也有很大的差别，举例来说，正弦扫频时试件各共振频率依次发生共振，而宽带随机试验时，试件各共振频率同时发生共振，若有一继电器常开触点的两弹簧片有不同的共振频率，可能它们依次共振时不相碰，但同时共振时就相碰，而造成仪器工作的不正常。

这个例子可以形象地说明正弦扫频与随机振动试验的差别。

一句话，随机振动试验更接近于实际振动环境，对试件的考核也较严格，从而更容易保证您的产品的质量。

美军标MIL-STD-810F更推荐随机试验时频率分辨率采用800谱线，本系统能满足此要求。

对于涡轮螺桨式飞机，直升机，和机载炮击振动，主要振动环境为宽带随机加窄带随机或宽带随机加多频正弦振动，美军标MIL-STD-810D～F规定要作这两种模拟，窄带及正弦频率一般不变。

本系统能完成宽带加窄带随机和正弦加随机试验，窄带及正弦频率可以扫频。

关于冲击试验，早先多半采用跌落式，凸轮式等机械冲击试验装置，这些装置结构简单，但对冲击参数（冲击加速度、波形、冲击时间等）的调整较麻烦，波形不准确。

在实际冲击环境中有两种理想的加速度冲击波形：半正弦波模拟了完全弹性碰撞；后峰锯齿波模拟了完全塑性碰撞，冲击时间常取11ms和6ms。

本系统能够很方便地在振动台上模拟这两种波形和不同时间不同加速度的冲击试验，且有较高的精度。

从美军标MIL-STD-810D冲击试验规范开始，要求首先满足规定的冲击响应谱而对波形却不作规定，它认为这种模拟方式最能准确地模拟冲击环境对产品不同自振频率的部件产生同样严格的冲击效果。

为适应这种冲击试验要求发展的趋势，本系统开发了冲击谱合成的功能，圆满地解决了此问题，这是任何机械式系统所不可能完成的。

2 系统性能2.1 正弦扫频控制和测量通道 1～8频率范围 5～5000Hz扫频包线等幅、等速度、等加速度分析方式 RMS、跟踪滤波扫频方式线性—对数、正反扫、定频2.2 随机振动（包括宽带加窄带和宽带加正弦）控制和测量通道 1～8频率范围 5000Hz宽带谱线数 100～800线控制谱动态范围 >55dB(自闭环)窄带谱或正弦谱线数 0～102.3 冲击试验控制脉冲时间 1～30ms波形半正弦、三角、锯齿、方波冲击谱合成频谱范围 5～2000Hz3 硬件配置及占用主机资源3.1 由于现代微机运算速度已足够高, 它可以完成所有的运算工作(参数设置,文件存取打印, 输出信号发生, 数据处理, 均衡控制, 实时显示等)，接口板专门用于控制D/A和A/D，为了提高控制精度, 本系统采用16位高速A/D和D/A，采集通过率都达到100KS/S以上，接口板采用ISA总线。

通过16位定时器对D/A 和A/D进行连续不间断的定时控制，可同时输出和采集8个通道的信号。

3.2 接口板占据主机资源:I/O 地址: 中断口: 一路 DMA通道: 二路3.3 系统共有9路低通滤波器, 一路用于D/A输出平滑滤波，8路用于输入抗混淆滤波, 采用集成8阶椭园型低通滤波器，用于输入信号的滤波器可以选旁路直通, 而D/A输出的一路滤波器始终是接通的。

用接口板上的时钟信号经过分频来控制滤波频率，其特性:截止频率: 62.5～8000Hz八档通带波动: <0.2dB衰减率: 135dB/Oct带外衰减: 1.5倍截止频率外80dB3.4 输入和输出最大幅度均为+/-10V，可以通过输出电位计调正输出幅度。

3.5 为了避免计算机资源冲突, 计算机内尽可能不装多余设备, 如声卡, MODEM等。

3.6 系统诊断:控制箱内／外开关选内循环位置，振动台功放不开，滤波器在“直通”或“滤波”位置，运行所有程序均应能正常工作，可用来进行练习，也可作为诊断工具。

也可运行Test.exe，此时D/A输出100Hz，80%满量程正弦波，1-4点均接近80.0%为正常。

4 振动控制软件的一般使用方法4.1 首先将振动台与功放的电源打开，通电预热必要的时间。

4.2 将系统的联接线接好，D/A输出接功放输入，输入1点起依次接控制通道的电荷放大器输出，联机测量通道可接于控制点以外的通道。

4.3 选择适当的滤波器频率.(共有62.5,125,250,500,1000,2000,4000,8000 Hz八档可供选用)。

4.4 确认输出电位计位置为零，打开控制箱电源，打印机电源及微机电源开关，进入中文WINDOWS 98系统。

（为使本说明书较简明，我们假设用户已经有了WINDOWS 98的基本操作经验。

）4.5 控制箱内／外开关打在外循环位置,滤波器开关打在“直通”或“滤波”位置。

4.6 运行振动控制程序，在进入试验运行之前开功放高压。

由于WINDOWS是多用户操作系统，它允许多作业同时运行，但为了保证振动试验的质量，在试验运行时希望不要进行其它与试验进程无关的操作，不要运行其它程序（放送音乐，VCD，游戏，上网等等），这将可能影响试验控制过程（比如振动信号不连续）；本控制系统只能控制一个振动试验，更不能再运行一个（正弦，随机，或冲击）试验控制程序，这将可能发生不可预见的后果！试验运行时切不要退出程序，否则将丢失数据且不能控制试验过程！万一试验失控，应先将输出增益调到零，使试验停止，再重新进入程序；如果发生死机（在WINDOWS下常有此事！），应先关闭功放高压，再从新进入WINDOWS，或复位计算机或重新开机。

4.7 退出振动试验控制后，在退出程序或进入别的试验前调回各种试验数据，否则内存试验数据会丢失。

数据可以存盘，存盘的数据可用“WORD”，“写字板”等工具读出和打印。

屏幕图形可以用各种外购屏幕捕捉拷贝工具进行剪接缩放处理，拷贝，存盘，或移至WORD中直接写报告，这样更灵活。

试验后在History.txt 文件中留有所有试验时间历史记录。

4.8如不需再进行试验，可退出程序（将有丢失试验数据的警告）。

计算机不用时关闭微机和打印机，将输出电位计置为零，关功放，再关闭控制箱。

绝对不允许在关闭功放之前先关控制箱或关闭微机，这将可能导致对功放和振动台的猛烈冲击以至损坏。

5 正弦扫频试验的操作方法5.1 试验前后的准备工作见4.1～4.8节。

5.2 将滤波器转换开关选至适当的频率范围，（最高频率≤2000Hz时置2000，≤4000Hz时置4000，>4000Hz 时置8000），在试验运行前系统会提示合适的频率范围。

5.3 运行SINTST.EXE,出现主窗口。

新试验项目可以单击“参数设置”，选“正弦扫频”或“正弦定频”。

如选正弦扫频, 将会出现下列参数设置对话框:各参数设置的意义比较明显, 不多解释。

当有参数无需设置（如控制通道为1时的控制方式）或合适的缺省值，可以跳过。

对重要产品的试验，为了增加试验的可靠性，请采用多点最大值控制代替单点控制，这样即使某一控制点失效，系统仍能正常工作。

上述问题设置完, 点击“下一步”，系统会对上述数据进行越界检测, 如有错误将自动报告并跳到该数据位置, 便于您及时修改.以后开始振动包线设置, 您将会看到(每页4段):您可从上往下设置, 每次输入频率,量值,单位三个数，输入指定的段数:单位1=定加速度，2=定速度，3=定振幅，4=从上一频率的g值以任意（有限值）斜率的直线变至下一频率设置的g值。

如:50 0.5 3 表示至50Hz定振幅0.5mm200 9 4 直线变至200Hz 9g2000 10 1 200-2000Hz 定加速度10g当有越界错误, 也会报警并跳回该处请您修改。

指定段数的包线设置完, 击“下一步（确定）”,系统显示包线图和计算结果:最大加速度 XXX.XXg 最大振幅 XX.XXX mm您可在屏幕上看到显示出的扫描包线图, 横坐标为频率对数坐标, 纵坐标为加速度g值,根据包线图可再次核对您的设置, 特别应注意几段包线之间是否衔接得好,系统允许设置不连续包线。

5.4 正弦定频试验, 不设置扫频参数, 而设置试验时间(分),和试验频率,量值,单位。

5.5 设置的参数存盘：点击“项目”中的“另存为”或“存盘”，输入存盘的文件名，(请勿写扩展名，它将被自动取为.SIN),如盘内有同名文件, 则系统提示某文件已存在, 并问是否改名? 如不改名,原文件将被新文件覆盖。

5.6 将存盘内的数据文件的值调回：点击“项目”中的“调出”，此时也应选择您所要的文件名。

或直接点击已有的项目名。

5.7 参数修改，点击“参数设置”中的“参数修改”；如需存盘，参见5.5。

5.8 点击“试验运行”中的“试验开始”或绿色“R”按钮开始进行试验。

先设置试验参数：最大测量通道数（缺省值为控制通道数），起始频率应在最小和最大频率之间。

当需首先向下扫频时，填写频率的负值。

根据需要可以设置扫频自动驻留频率及时间；如需自动将控制谱数据存盘，可设置存盘扫频次数及存盘文件名（请加扩展名），存盘扫频次数为0或未输入存盘文件名则不存盘。

存盘数据可在试验后由WORD等工具调出处理。

控制通道必须从1开始向后顺序排,其余通道皆可用来测量。

控制通道的测量与均衡是连续的，高频时平均每秒50次以上，测量通道则一秒测量记录一次，为了加快测量速度，测量通道应紧接在控制通道后顺序排列。

系统显示预试结果；如未选“开始正式试验”击“继续试验”，则再次预试，击“停止试验”表示退出试验。

当显示0 dB时驱动大于100%或太小时，可先调正增益电位计至适当位置，系统将再次预试，如显示数值合理, 选择“开始正式试验”，击“继续试验”, 进入正式扫频状态,此时屏幕上将出现+/-6dB允差限, 并每秒显示描画出当时的响应曲线及试验数据：由于振动台系统增益是随频率而变的，扫频过程中系统对增益变化能自动适应，自动调正驱动信号，当增益降低很多时，有可能驱动信号饱和达到 100％，此时表现为误差dB出现较大的负值,此时应适当增加一些增益,即可消除此现象, 但经常出现在试件发生共振时, 短时间饱和超差通常是允许的。