振動試驗開環狀態快速判斷方法及保護裝置的製作方法

2023-10-11 18:10:14 1

專利名稱：振動試驗開環狀態快速判斷方法及保護裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種振動試驗開環狀態的判斷方法及保護裝置，尤其涉及一種能快速、準確地判斷開環狀態的振動試驗開環狀態快速判斷方法及保護裝置。
背景技術：
振動試驗用來模擬產品或結構在實際工作狀態下所處的振動環境，以確定所設計及製造的產品在運輸、使用及工作工程中能否承受外來振動及因自身工作產生的振動而不致被破壞，並能發揮其預定性能，達到預定壽命的可靠性。
振動試驗系統由振動臺、功率驅動放大器、振動控制器、試驗件、夾具、加速度傳感器構成。試驗過程試驗件通過夾具被固定在振動臺上，安裝在試件上的加速度傳感器將振動的加速度信號反饋給振動控制器，振動控制器對輸入的加速度反饋信號和給定的目標信號進行處理，並由專門的算法計算得到控制信號，將控制信號輸出至功率驅動放大器，以控制實現振動臺帶動試件做與目標信號一致的振動。振動試驗的頻率為IHz 2kHz，試驗過程中由振動控制器傳輸給功率驅動放大器的控制信號一般最大為土 10V,加速度傳感器反饋信號經過適配器處理後傳輸給振動控制器的信號一般情況下也轉換為±ιον。振動試驗相關詳見GJB-150。振動試驗開環狀態是指上述的試驗過程各個環節之間的連接有一處或者多處斷開，例如加速度傳感器脫落使得加速度反饋信號丟失，加速度傳感器電源故障、振動控制器未能輸出控制信號至功率驅動放大器，功率驅動放大器未正常驅動振動臺等。這些情況有的會導致振動臺停止振動，使得加速度傳感器輸出信號接近零，有的會直接導致加速度傳感器信號丟失，這些情況都會使得振動控制器判定為「給定的控制信號過小而造成試驗件振動量級不夠」，因此會逐漸增加控制器驅動信號直至達到設定的最大驅動信號，並經過一定時間後，才判斷為「系統開環」，最後提示異常並完成平滑停機。目前國內外普遍使用的振動控制器，其迴路處理運算時間多為20ms及以上，在遇到振動試驗系統開環時，按照上述傳統處理原則，這些振動控制器一般會需要經過若干個迴路處理周期才能判斷系統開環。傳統的技術存在著兩個方面的缺點I、不能及時辨別振動系統開環的情況傳統的振動控制器在遇到振動試驗過程中系統開環的情況時，由於所檢測到的加速度傳感器反饋信號接近零，通常判斷為給定控制信號過小而造成的試驗件振動量級不夠，之後逐漸增加控制器驅動信號直至達到設定的最大驅動信號，最後提示異常並停機；該過程根據振動控制器的迴路處理時間、預設處理線數、運算處理算法等有所不同，但多為300ms以上。2、傳統設計的開環狀態處理原則不合理在實際的試驗過程中，由於電磁幹擾、功率驅動放大器電子故障、信號連接處接觸不良等原因引起的系統開環情況容易在短時間內自恢復，該情況在實際試驗過程中確有發生。傳統的振動試驗系統遇到該種情況時，按照其傳統的設計思路，會逐漸增加驅動信號直至達到設定上限後再做異常保護處理。在運行處理的時間內，若系統開環情況恢復，會給振動臺一個極大的控制信號，使得振動臺產生一小段時間的大量級振動。這種情況是對被測試驗件的過試驗、過考核,也是對整個振動試驗系統的大量級衝擊，容易造成試驗件損壞，嚴重情況下會造成功率驅動放大器以及振動臺體的損壞，如果試驗件為火エ品則極易引起爆炸。傳統的振動試驗系統中，除上述依靠振動控制器來判斷系統開環狀態的振動試驗系統，還沒有其它類型的振動試驗系統在專利文獻及非專利文獻中記載。

發明內容
本發明的目的就在於為了解決上述問題而提供ー種能快速、準確地判斷開環狀態的振動試驗開環狀態快速判斷方法及保護裝置。為了達到上述目的，本發明採用了以下技術方案本發明所述振動試驗開環狀態快速判斷方法，包括以下步驟(I)對多路加速度反饋信號進行同步採集，信號採集的頻率も為試驗頻率上限的10倍；(2)選擇試驗類型正弦振動試驗和隨機振動試驗ニ選ー；(3)若為正弦振動試驗，則轉入步驟(4)，若為隨機振動試驗，則轉入步驟(4)或步驟(5)；(4)判斷系統是否開環順序記錄加速度反饋信號，並建立數據隊列M，設計隊列長度為n，隊列遵循FIFO處理策略，隊列長度η由以下公式計算
權利要求
1.一種振動試驗開環狀態快速判斷方法，其特徵在於包括以下步驟 (1)對多路加速度反饋信號進行同步採集，信號採集的頻率fo為試驗頻率上限的10倍; (2)選擇試驗類型正弦振動試驗和隨機振動試驗ニ選ー； (3)若為正弦振動試驗，則轉入步驟(4)，若為隨機振動試驗，則轉入步驟(4)或步驟(5)； (4)判斷系統是否開環順序記錄加速度反饋信號，並建立數據隊列M，設計隊列長度為n，隊列遵循FIFO處理策略，隊列長度n由以下公式計算
2.根據權利要求I所述的振動試驗開環狀態快速判斷方法，其特徵在於所述步驟(3)中，若為隨機振動試驗，則轉入步驟(5)。
3.ー種應用權利要求I所述的振動試驗開環狀態快速判斷方法的保護裝置，安裝于振動控制器和功率驅動放大器之間，其特徵在於包括高速多通道同歩數據採集器、FPGA和高速模擬開關，所述高速多通道同歩數據採集器的數據採集端與加速度傳感器的反饋信號輸出端連接，所述高速多通道同歩數據採集器的通訊端與所述FPGA的數據採集通訊端連接，所述FPGA的控制信號輸出端與所述高速模擬開關的控制信號輸入端連接，所述高速模擬開關的兩個開關接線端分別與所述振動控制器的信號輸出端和所述功率驅動放大器的信號輸入端連接。
全文摘要
本發明公開了一種振動試驗開環狀態快速判斷方法，包括以下步驟對多路加速度反饋信號進行同步採集；選擇試驗類型正弦振動試驗和隨機振動試驗；不同的試驗類型用不同的判斷方法判斷系統是否開環。本發明還公開了一種應用振動試驗開環狀態快速判斷方法的保護裝置，包括高速多通道同步數據採集器、FPGA和高速模擬開關，高速多通道同步數據採集器和高速模擬開關分別與FPGA連接，高速模擬開關的兩個開關接線端分別與振動控制器的信號輸出端和功率驅動放大器的信號輸入端連接。通過本發明能根據實時採集的加速度反饋信號，並根據不同的試驗類型，快速、準確地判斷系統的開環狀態；本發明的保護裝置直接接入傳統振動試驗系統結構中，使用方便。
文檔編號G01M7/02GK102650564SQ201210116549
公開日2012年8月29日 申請日期2012年4月19日 優先權日2012年4月19日
發明者嚴俠, 宋瓊, 汪沂萍, 牛寶良, 王宇飛, 胡紹全, 舒楊 申請人:中國工程物理研究院總體工程研究所