振动控制仪

系统概述

振动控制仪是一台高端的振动控制器,可适用于电动振动台、液压振动台。振动控制仪集成了先进的DSP处理器、低噪声硬件设计技术、振动控制算法以及数据传输。采用先进的分布式结构体系,闭环控制由DSP处理器实现,PC独立于控制环之外,保证控制系统的实时与高效,能及时,快速响应试验系统的任何变化,确保控制的稳定性和高精度。并且,其控制软件,为用户提供了非常友好的操作界面。

性能指标

输入

  • 输入通道:2个、220kΩ输入阻抗
  • 分 辨 率:24位ADC
  • 电压范围:±10、±1、±0.1VPEAK
  • 滤 波 器:1个模拟滤波器、1个160dB/octave数字滤波器
  • 耦合方式:AC差分、AC单端、DC差分、DC单端、ICP
  • 幅值精度:0.08dB
  • 通道匹配:幅值0.05dB、相位±0.5°
  • 信 噪 比:>100dB
  • 通道串扰:<-110dB
  • 谐波失真:<-100dB

 
 

输出

  • 输出通道:1个驱动通道、30Ω输出阻抗
  • 辨 率:24位DAC
  • 动态范围:110dB
  • 电压范围:±10VPEAK
  • 滤 波 器:1个模拟滤波器、1个160dB/octave数字滤波器
  • 谐波失真:<-100dB

系统参数

型号 9002(通用型)9008(高级型)
输入通道2个(电压、ICP、电荷、TEDS)8个(电压、ICP、TEDS)
抗混滤波每通道独立模拟抗混滤波器及160dB/Oct数字滤波器
电压量程±0.1V、±1V、±10V
ADC/DAC位数24bit Sigma-delta
动态范围>120dB
信噪比>100dB
分析带宽0-4680Hz,可扩展至18750Hz
驱动通道1个
COLA通道1个
机械参数
尺寸(mm)362×278×79
重量(kg)约2.77约3.20
电气参数
电源88 to 264 Volts, 47 to 63 Hz, 自动匹配
功耗40W
电磁兼容符合CE 标准
环境参数
温度41 to 113 ℉/ -10 to 50 ℃
湿度20% to 90% RH non-condensing (40 ℃)
电脑链接
操作系统Microsoft Windows XP/7
接口USB 2.0

系统软件

通用型(9002)

  • 随机(Random)
  • 正弦(Sine)
  • 冲击(Shock)
  • 谐振搜索与驻留(RSTD)

高端型(9008,选配具体模块)

  • 随机(Random)
  • 正弦(Sine)
  • 正弦加随机(SoR)
  • 冲击(Shock)
  • 随机加随机(RoR)
  • 冲击响应谱(SRS)
  • 正弦加随机加随机(SRoR)
  • 瞬态冲击(TTH)
  • 谐振搜索与驻留(RSTD)
  • 路谱仿真(RPS)
  • 随机冲击(Vibro-Shock)

 
 

其他功能(*标注仅限9008可选功能)

  • 波形编辑器
  • 系统校准
  • 数据离线浏览
  • MATLAB接口
  • 通道限幅(凹槽)控制
  • 谐波失真度检测(正弦)
  • 多通道控制
  • *数字I/O接口
  • 自动获取TEDS信息
  • *峭度控制(随机)
  • 步进试验(正弦/RSTD)
  • *冲击响应谱分析(冲击和瞬态冲击)
  • *高频随机振动控制(大于5kHz,最高可达18kHz)
  • *高频正弦振动控制(大于5kHz,最高可达10kHz)
  • *低频正弦振动控制(低频控制可扩展到0.01Hz)

随机

控制方法

  • 控制:
  • 正弦(S高斯随机分布信号的PSD控制、采用传递函数均衡方法、基于传递函数更新的自适应控制,能快速响应系统的非线性、共振动点和动载荷的变化
  • 驱动信号:连续的高斯随机信号

控制性能

  • 动态范围:
  • 动态范围:>90dB
  • 控制精度:<±1dB
  • 闭环时间:等于线性平均帧时间,典型值为100ms
  • 安全检查:每帧数据

控制参数

  • 频率范围:0~4680Hz
  • 分析谱线:分档选择,最高可达 3200谱线
  • 控制策略:单通道控制、多通道控制(可选,有加权平均、最大值、最小值)
  • 自 由 度:4~1200
  • 削波系数:从2到6可调
  • 频响函数:从预试验中获取或导入已存储的频响函数

目 标 谱

  • 交 越 点:可用量级或斜率定义,点数不受限制
  • 谱图计算:自动计算各段交越频率值、自动检查所定义交越点的有效性
  • 报 警 线:相对于目标谱以dB值设定
  • 中 断 线:相对于目标谱以dB值设定
  • RMS限制:可自动计算或用户手动设定
  • 谱图显示:显示按目标谱表设置、带容差限的参考谱
  • 限制比较:自动计算位移、速度、加速度、推力的RMS值和估计峰值,与振动台限制作比较

试验操作

  • 控制命令:开始、停止、暂停、继续
  • 量级命令:设置量级、增加量级、减小量级、恢复计划表量级
  • 运行流程:手动跳到计划表中下一事件、手动跳到下一计划表
  • 其它命令:试验预览、中断检测有效或无效、控制开环或闭环、重新平均、暂停或继续计时

 
 
 
 

试验运行计划

  • 量级事件:设置量级大小和运行时间
  • 循环事件:设置循环开始、结束及循环次数
  • 中断检查:关闭、开启
  • 控 制:开环控制、闭环控制
  • 试验暂停:设置恢复运行的条件
  • 试验报告:根据用户定义自动生成报告
  • 存 储:窗格、屏幕和自动存储定义的内容
  • 多目标谱试验:以表格的形式编制目标谱(及计划表)的运行次序

安全性

  • 振动台限制:最大加速度、速度、位移、推力等限制
  • 通道限制:凹槽控制,限制谱可设
  • 有效值中断:设定输入通道的中断限制值
  • 输入通道:自动检测开环、过载
  • 超限检测:自动检查超限线数并与所允许值比较;线中断率为0~100%
  • 驱动电压:设置极限驱动电压
  • 中断下降率:设置中断速率
  • 手动中断:停止命令或通过硬件按钮直接中断试验)

正弦

控制方法

  • 控制:正弦波形幅值控制、基于正弦信号幅值更新的自适应控制,能快速响应系统的非线性、共振动点和动载荷的变化
  • 驱动信号:提供模拟质量的正弦扫频信号

控制性能

  • 动态范围:
  • 动态范围:>95dB
  • 控制精度:<±1dB
  • 闭环时间:5ms
  • 频率示值精度:0.01%

控制参数

  • 频率范围:1Hz~5000Hz
  • 分析谱线:512、1024、2048、4096
  • 时间分辨率:>10ms
  • 控制策略:单通道控制、多通道控制(加权平均、最大值、最小值)
  • 扫频方式:对数扫频、线性扫频
  • 跟踪滤波器:比例带宽7~100%或固定带宽1~500Hz
  • 跳变点容差:适用于有跳变的目标谱,调整跳变点容差带,可设定跳变阀值和检查范围
  • 总谐波失真度:计算整个分析频宽的总谐波失真度,可设定谐波次数(可选)

目 标 谱

  • 交 越 点:以量级或斜率定义,点数不受限制,量级可按加速度、速度、位移等进行设置、也可设置恒定加速度、恒定速度、恒定位移的恒值谱
  • 谱图计算:自动计算各段交越点频率值、自动检查所定义交越点的有效性
  • 报 警 线:相对于目标谱以dB值设定
  • 中 断 线:相对于目标谱以dB值设定
  • 谱图显示:显示按目标谱表设置、带容差限的参考谱
  • 限制比较:自动计算位移、速度、加速度、推力的峰值,与振动台限制作比较
  • 压缩率:为不同频段定义不同的压缩率
  • 扫频率:为不同频段定义不同的扫频率l>

    试验操作

    • 控制命令:开始、停止、暂停、继续
    • 量级命令:设置量级、增加量级、减小量级、恢复计划表量级
    • 频率命令:设置频率
    • 扫频命令:向上扫频、向下扫频、保持扫频、释放扫频、设置扫频率、恢复计划表扫频率、设置压缩率、恢复计划表压缩率
    • 运行流程:手动跳到计划表中下一事件、手动跳到下一计划表
    • 其它命令:试验预览、中断检测的有效或无效、控制开环或闭环、暂停或继续计时

 
 
 
 

试验运行计划

  • 扫频事件:每一扫频事件可设置量级、扫频范围、扫频速率、压缩率、扫频方向、扫频持续时间
  • 继续扫频:紧跟前一事件,可设置量级,扫频范围的一边,扫频速率、压缩率、扫频持续时间
  • 驻留事件:每一驻留事件可设置驻留量级、驻留频率、压缩率、驻留持续时间
  • 继续驻留:紧跟前一事件,可设定量级、压缩率、驻留持续时间
  • 步进试验(可选):每一步进试验可设置量级、频率范围、压缩率、步进持续时间、频率步长、每一步运行时间和停止时间
  • 循环事件:设置循环开始、结束及循环次数
  • 中断检查:关闭、开启
  • 控 制:开环控制、闭环控制
  • 试验暂停:设置恢复运行的条件
  • 试验报告:根据用户定义自动生成报告
  • 存 储:窗格、屏幕和自动存储定义的内容
  • 多目标谱试验:以表格的形式编制目标谱(及计划表)的运行次序

COLA输出

  • 输出类型:恒定幅值的正弦波、直流

安全性

  • 振动台限制:最大加速度、速度、位移、推力等限值
  • 通道限制:凹槽控制,限制谱可设
  • 峰值中断:设定输入通道的中断限制值
  • 输入通道:自动检测开环、过载
  • 超限检测:自动检查中断反应时间并与所允许值比较
  • 驱动电压:设置极限驱动电压
  • 中断下降率:设置中断速率
  • 手动中断:停止命令或通过硬件按钮直接中断试验

典型冲击

控制参数

  • 脉冲间隔:定义两个脉冲间的时间间隔
  • 平 均 数:1到10
  • 低通滤波:用户可设置截止频率
  • 频响函数:从预试验中获取或导入已存储的频响函数
  • 帧 大 小:256到16384

目标脉冲

  • 脉冲类型:半正弦、钟形波、矩形波、梯形波、前峰锯齿波、后峰锯齿波、三角波
  • 脉冲宽度:0.5到3000ms
  • 脉冲幅值:用户根据需要输入脉冲幅值大小
  • 容差标准:MIL-STD-810、MIL-STD-202、IEC 60068-2-27、ISO标准、用户自定义

脉冲补偿

  • 补偿波形:半正弦波、矩形波、矩形谐波
  • 补偿方法:前后脉冲补偿、前脉冲补偿、后脉冲补偿
  • 位移:单边位移、双边位移
  • 前脉冲幅值:以目标波形的百分比定义
  • 后脉冲幅值:以目标波形的百分比定义

运行计划

  • 量级事件:设置量级大小和脉冲数
  • 循环事件:设置循环开始、结束及循环次数
  • 中断检查:关闭、开启
  • 控 制:开环控制、闭环控制
  • 脉冲极性:正向、反向
  • 运行模式:自动、手动
  • 试验报告:根据用户定义自动生成报告
  • 存 储:窗格、屏幕和自动存储定义的内容

 
 
 
 

试验操作

  • 控制命令:开始、停止、暂停、继续
  • 量级命令:设置量级、增加量级、减小量级、恢复计划表量级;
  • 脉冲命令:手动输出脉冲、改变脉冲极性(正向、反向)
  • 运行流程:手动跳到计划表中下一事件
  • 其它命令:中断检测的有效或无效、控制开环或闭环、手动或自动模式

安全性

  • 振动台限制:最大加速度、速度、位移、推力等限值
  • 有效值中断:设定输入通道的中断限制值
  • 输入通道:自动检测开环、过载
  • 超限检测:自动检查超限点数并与所允许值比较;点中断率为0~100%
  • 驱动电压:设置极限驱动电压
  • 中断下降率:设置中断速率
  • 手动中断:停止命令或通过硬件按钮直接中断试验试验运行计划

谐波搜索与驻留

试验设置

  • 谐振搜索与驻留试验参数包含所有正弦试验参数设置

谐振搜索

  • 谐振搜索对象:任一对输入通道间或输入通道和控制通道间的传递特性函数
  • 搜索范围:设置搜索上限频率、下限频率
  • 扫频方式:线性或对数扫频,压缩率和扫频速率可设
  • 搜索准则:基于Q值、传递特性函数幅值比的谐振识别,或两者并用

驻 留

  • 试验模式:边谐振搜索边驻留;完成谐振搜索后,再根据驻留列表驻留,这种模式允许用户修改驻留列表
  • 驻留方式:频率锁定驻留、谐振跟踪驻留
  • 频率锁定驻留:达到规定的时间或循环数、幅值比漂移率
  • 谐振跟踪驻留条件:达到规定的时间或周期数;谐振动频率偏移量(频率Hz或百分率);幅值比漂移率(总偏移率dB)

 
 
 
 

信号显示

  • 曲线显示:传递函数幅值随频率变化曲线和相位随频率变化曲线
  • 搜索记录:记录谐振搜索与驻留运行情况
  • 驻 留 表:列出所有驻留的频率点及相应的幅值、相位、Q值等

辅助功能

通道限幅控制(凹槽)(可选)

  • 通道限幅控制(凹槽)(可选)
    通道限幅控制(凹槽),包括RMS限制和凹槽控制,用于保护试件,防止试件在其弱点处过量振动

试验存储

  • 可自动存储、手动存储或计划表存储信号、窗格、程序屏幕和离线数据。信号存储格式有二进制、文本等。信号也可自由导出至各类标准软件,如Excel

离线浏览

  • 在试验中存储测试数据,可以像快照一样一帧帧播放测试数据

信号显示

  • 提供多种窗口显示信号,每个窗口可显示多个信号,提供线光标、带光标、峰值光标、谷值光标、谐波光标读取信号幅值

 
 

试验预览

  • 试验预览是一种有效的系统故障检测工具。试验预览时,不输出驱动信号,仅采集并显示输入通道的信号,通过观察输入信号来判断系统特性

状态显示

  • 实时显示试验状态和运行状态,包含目标和控制的加速度RMS值(峰值)、驱动电压的峰值、当前量级、速度峰值、位移峰峰值等

试验报告

  • 自动产生Word或PDF试验报告,可预览报告和打印报告

MATLAB接口

  • 提供将信号数据导入到MATLAB的接口函数,可在MATLAB中对振动控制系统存储的信号数据进一步分析