一种宽频带振动控制仪及其控制方法与流程

本发明属于振动试验设备，具体涉及一种宽频带振动控制仪及其控制方法。

背景技术：

1、振动控制仪是一种航天军工领域，振动环境模拟试验系统核心控制设备，用于试验室复现真实振动、冲击环境，完成被试产品可靠性、耐久性、抗振性测试以及被试产品自身结构传递特性获取等试验。通常此类试验以加速度信号作为参考指令与控制目标，现有的振动控制仪亦可设置加速度、速度、位移等多种参考试验谱，并同时可将激振平台或被试产品的加速度、速度、位移响应采集至振动控制仪，一些功能完善的振动控制仪，也可将多个通道的测量值的线性加权值后作为主反馈进行控制。

2、然而在运输包装、舰船海洋、精密仪器抗震、航天器在轨振动都存在低于2hz的低频振动，其相关环境的复现亦是当前难点。受限于物理现实，若振动控制仪仅采用加速度信号作为反馈，针对极低频率（例如2hz以下）的信号，其理论加速度响应非常小，工程实测已完全淹没于信号背景噪声之中，若仅采用位移信号作为反馈，针对中高频率（例如100hz以上）的信号，其理论位移响应非常小，工程实测已完全淹没于信号背景噪声之中。故现有振动控制仪均无法完成相关试验。

技术实现思路

1、本发明的技术解决问题是：克服现有的振动控制仪无法针对从2hz或者更低的频率至数百赫兹的振动条件进行试验的问题，提供一种宽频带振动控制仪及其控制方法。

2、根据本发明的一个方面，提供一种宽频带振动控制仪，所述宽频带振动控制仪设置多类接口，所述接口包括：网口、供电接口、通用采集入口和驱动信号出口；

3、所述通用采集入口和驱动信号出口的数量不少于两个；

4、所述网口与上位机连接或通过网络传输设备后再与上位机相连；

5、所述供电接口与外部供电相连；

6、所述通用采集入口与外部传感器相连；

7、所述驱动信号出口与伺服控制器或功放相连。

8、进一步地，所述通用采集入口支持多种信号输入模式，配置交流耦合、直流耦合方式，兼容电压信号，电流信号及icp传感器专用信号采集。

9、根据本发明的另一个方面，提供一种宽频带振动控制仪的控制方法，该方法运行于宽频带振动控制仪内部，利用通用采集入口获取原始数据与振动控制参考值结算出控制输出，最终从驱动信号出口送出，包括如下步骤：

10、g1：将频率区间为f1-f2的原试验参考谱以f为分割点进行分割，其中f1＜f＜f2；

11、g2：将频率区间f1-f的试验参考谱转化为位移参考谱，如原试验参考谱是位移参考谱，则无需转化；将频率区间f-f2区间的试验参考谱转化为加速度参考谱，如原试验参考谱是加速度参考谱，则无需转化；

12、g3：闭环控制过程中，在振动控制仪中同时进行两个独立的均衡过程，包括：以位移参考谱为目标的低频均衡过程，以加速度参考谱为目标的中高频均衡过程；

13、g4：将低频位移参考谱的控制效果实时转化为原参考谱的频率区间f1-f区间的响应，将中高频加速度参考谱的控制效果实时转化为原参考谱的频率区间f-f2区间的响应，并在频域上拼接，实现整体控制效果的展示。

14、根据本发明的第三个方面，提供一种振动环境模拟试验系统，包括：

15、宽频振动控制仪，采用上述提供的宽频振动控制仪，用于实现宽频带均衡控制过程；

16、上位机，用于人机交互，通过网线与所述宽频振动控制仪连接并交互数据；

17、外部供电，用于为所述宽频振动控制仪供电；

18、伺服控制器，通过信号线缆接收来自用于所述宽频振动控制仪的驱动信号，实现液压伺服闭环控制；

19、液压振动台，实现振动环境的具体执行机构，其上放置被试件；

20、激光位移传感器，用于实时测量所述液压振动台台面的位移变化，通过信号线缆，将位移电信号接入所述宽频振动控制仪的通用采集入口；

21、加速度传感器，用于实时测量所述液压振动台台面的加速度变化，通过信号线缆，将加速度电信号接入所述宽频振动控制仪的通用采集入口。

22、（三）有益技术效果

23、本发明实现高精度柔性位移加载。特别适用于柔性边界多通道位移高精度加载的场合，无需预知单点理论承载，杜绝载荷分布不理想的情况发生。

24、为了试验的安全与试验效果，本发明在硬件上设计了限位装置与导向装置，便于与振动台等其他试验设备开展综合试验。

1.一种宽频带振动控制仪，其特征在于，所述宽频带振动控制仪设置多类接口，所述接口包括：网口、供电接口、通用采集入口和驱动信号出口；

2.根据权利要求1所述的宽频带振动控制仪，其特征在于，所述通用采集入口支持多种信号输入模式，配置交流耦合、直流耦合方式，兼容电压信号，电流信号及icp传感器专用信号采集。

3.一种宽频带振动控制仪的控制方法，该方法运行于宽频带振动控制仪内部，利用通用采集入口获取原始数据与振动控制参考值结算出控制输出，最终从驱动信号出口送出，其特征在于，包括如下步骤：

4.一种振动环境模拟试验系统，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的振动环境模拟试验系统，其特征在于，所述通用采集入口支持多种信号输入模式，配置交流耦合、直流耦合方式，兼容电压信号，电流信号及icp传感器专用信号采集；