本振動控制系統(tǒng)主要是用作振動和沖擊試驗控制。從振動試驗的歷史來看，試驗是從定頻正弦→正弦掃頻→隨機振動發(fā)展的。www.jooway.net www.juweishanghai.com www.juweish.com www.shjuwei17.com 4006306773;;60496773;王

隨機振動控制系統(tǒng)技術(shù)方案書

（USB 版本）

目錄

1 引言

2 系統(tǒng)性能

3 硬件配置及安裝步驟

4 振動控制軟件的一般使用方法

5 正弦掃頻試驗的操作方法

6 隨機振動試驗的操作方法

7 沖擊試驗控制的操作方法

8 沖擊響應(yīng)譜（簡稱沖擊譜）綜合

上海巨為儀器設(shè)備有限公司

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業(yè)務(wù)：王春偉

：tsjcsw.cn

隨機振動控制系統(tǒng)使用說明書（USB版本）

1. 引言

本振動控制系統(tǒng)主要是用作振動和沖擊試驗控制。從振動試驗的歷史來看，試驗是從定頻正弦→正弦掃頻→隨機振動發(fā)展的。正弦定頻試驗可以對選定的一個或數(shù)個頻率（通常選為試件的共振頻率）下對試件進行振動試驗，由于不可能測出試件所有的共振頻率，再由于非線性因素和結(jié)構(gòu)損傷的影響，共振頻率本身在試驗過程中也是變化的，于是就發(fā)展了正弦掃頻試驗，試驗過程中對試件所有的共振頻率都能考核到。為什么又要進行（寬帶）隨機振動試驗?zāi)?？一是實際飛機、火箭、船舶、車輛上測得的振動環(huán)境接近于寬帶隨機，二是計算機技術(shù)飛速發(fā)展和快速數(shù)字譜分析算法（FFT）的發(fā)明使得技術(shù)上有了實現(xiàn)的可能；從對試件損傷和工作可靠性的影響來看，正弦掃頻與寬帶隨機也有很大的差別，舉例來說，正弦掃頻時試件各共振頻率依次發(fā)生共振，而寬帶隨機試驗時，試件各共振頻率同時發(fā)生共振，若有一繼電器常開觸點的兩彈簧片有不同的共振頻率，可能它們依次共振時不相碰，但同時共振時就相碰，而造成儀器工作的不正常。這個例子可以形象地說明正弦掃頻與隨機振動試驗的差別。一句話，隨機振動試驗更接近于實際振動環(huán)境，對試件的考核也較嚴格，從而更容易保證您的產(chǎn)品的質(zhì)量。美軍標MIL-STD-810F更推薦隨機試驗時頻率分辨率采用800譜線，本系統(tǒng)能滿足此要求。

    對于渦輪螺槳式飛機，直升機，和機載炮擊振動，主要振動環(huán)境為寬帶隨機加窄帶隨機或?qū)拵щS機加多頻正弦振動，美軍標MIL-STD-810D～F規(guī)定要作這兩種模擬，窄帶及正弦頻率一般不變。本系統(tǒng)能完成寬帶加窄帶隨機和正弦加隨機試驗，窄帶及正弦頻率可以掃頻。

    關(guān)于沖擊試驗，早先多半采用跌落式，凸輪式等機械沖擊試驗裝置，這些裝置結(jié)構(gòu)簡單，但對沖擊參數(shù)（沖擊加速度、波形、沖擊時間等）的調(diào)整較麻煩，波形不準確。在實際沖擊環(huán)境中有兩種理想的加速度沖擊波形：半正弦波模擬了*彈性碰撞；后峰鋸齒波模擬了*塑性碰撞，沖擊時間常取11ms和6ms。本系統(tǒng)能夠很方便地在振動臺上模擬這兩種波形和不同時間不同加速度的沖擊試驗，且有較高的精度。

從美軍標MIL-STD-810D沖擊試驗規(guī)范開始，要求首先滿足規(guī)定的沖擊響應(yīng)譜而對波形卻不作規(guī)定，它認為這種模擬方式zui能準確地模擬沖擊環(huán)境對產(chǎn)品不同自振頻率的部件產(chǎn)生同樣嚴格的沖擊效果。為適應(yīng)這種沖擊試驗要求發(fā)展的趨勢，本系統(tǒng)開發(fā)了沖擊譜合成的功能，圓滿地解決了此問題，這是任何機械式系統(tǒng)所不可能完成的。

報價單

2   系統(tǒng)性能

2.1   正弦掃頻

  控制和測量通道      4

  頻率范圍            5～5000Hz

  掃頻包線            等幅、等速度、等加速度、變加速度

  分析方式            RMS、跟蹤濾波

  掃頻方式            線性—對數(shù)、正反掃、定頻

2.2   隨機振動（包括寬帶加窄帶和寬帶加正弦）

  控制和測量通道      4

  頻率范圍            5～5000Hz

  寬帶譜線數(shù)    100～1600線

    控制譜動態(tài)范圍      >60dB（自閉環(huán)）

  窄帶譜或正弦譜線數(shù)  0～10

2.3   沖擊試驗控制

  脈沖時間            1～30ms

  波形                半正弦、三角、鋸齒、方波

  沖擊譜合成      頻譜范圍 5～2000Hz

3    硬件配置及占用主機資源

3.1本系統(tǒng)采用4通道16位高速A/D和一個16位D/A，采集通過率都達到100KS/S以上，由32位定時器對D/A和A/D進行連續(xù)不間斷的控制。接口板采用USB 總線與主機相聯(lián)?，F(xiàn)代微機運算速度雖足夠高, 它可以完成所有的運算工作（參數(shù)設(shè)置,文件存取打印, 輸出信號發(fā)生, 數(shù)據(jù)處理, 均衡控制, 實時顯示等），但為了減少輸入輸出數(shù)據(jù)量，提高USB串行口的控制速度和效率，板上配有32位浮點數(shù)字信號處理器（DSP），由它對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，再與主機進行數(shù)據(jù)和控制信號的交換。

3.2 系統(tǒng)zui多有9路低通濾波器, 一路用于D/A輸出平滑濾波，其它用于輸入抗混淆濾波, 采用集成8階橢園型低通濾波器，用于輸入信號的濾波器可以選旁路直通, 而D/A輸出的一路濾波器始終是接通的。用接口板上的時鐘信號經(jīng)過分頻來控制濾波頻率，其特性:

     截止頻率: 62.5～8000Hz八檔

     通帶波動: <0.2dB

     衰減率:   135dB/Oct

     帶外衰減: 1.5倍截止頻率外80dB

3.3 輸入和輸出zui大幅度均為+/-10V，可以通過輸出電位計調(diào)正輸出幅度。

3.4 為了避免計算機資源沖突, 計算機內(nèi)盡可能不裝多余設(shè)備，如聲卡，MODEM等，為了避免USB總線速度的競爭沖突, 在試驗進行時，計算機USB總線上盡可能不掛多余設(shè)備。

3.5 設(shè)備運行環(huán)境：P3以上PC，128M以上內(nèi)存，1024X768以上顯示器，Windows 2000，Windows XP均可。

3.6 系統(tǒng)*次使用時，USB設(shè)備及驅(qū)動程序和應(yīng)用程序安裝步驟（假定F為CDROM驅(qū)動器號）：

3.6.1 用附帶的USB電纜將USB01接口箱與計算機USB接口連接，開接口箱電源，啟動計算機，進入Windows 系統(tǒng)界面。

3.6.2 Windows報告發(fā)現(xiàn)新的硬件“USB01 SYSTEM”，進入“添加新硬件向?qū)?rdquo;，點擊《下一步》。

3.6.3 將附帶的CD盤放到CDROM驅(qū)動器中。選擇“搜索設(shè)備的驅(qū)動程序”，點擊《下一步》。

3.6.4 選擇“CDROM驅(qū)動器”，點擊《下一步》。 

3.6.5 計算機在光盤中找到“USB01智能采集器”。驅(qū)動程序位置 F:\USB01\INF，點擊《下一步》。

3.6.6 計算機開始拷貝所需要的USB驅(qū)動程序，zui后報告“Windows 已經(jīng)安裝了新硬件設(shè)備所需的軟件”。點擊《完成》。此時，USB01硬件已可以使用。通過Windows的設(shè)備管理器可以檢查Windows是否正確安裝了USB01的驅(qū)動程序。在“通用串行總線控制器”項目下應(yīng)能找到“USB01智能采集器”，用鼠標選中，雙擊鼠標右鍵可查看USB01是否安裝正常。

3.6.7 將CD上F:\USB01\[8通道USB程序] ,[4通道USB程序] 或[2通道USB程序]中選擇一組合適您的軟件拷入硬盤文件夾內(nèi)，即可運行有關(guān)應(yīng)用程序:

CardTest.exe 診斷程序

RanVib.exe 隨機試驗程序

SinTst.exe 正弦試驗程序

ShkTst.exe 沖擊試驗程序

用“我的電腦”或“資源管理器”找到上述程序，點擊右鍵《發(fā)送到》《桌面快捷方式》。

USB01.dll為動態(tài)連接庫。

3.7 系統(tǒng)診斷: 控制箱內(nèi)／外開關(guān)選內(nèi)循環(huán)位置，振動臺功放不開，濾波器在“直通”或“濾波”位置，運行CardTest.exe診斷程序，點擊“TEST”，回答起止通道號，此時D/A輸出100Hz 80%滿量程正弦波，各通道信號均為光滑的正弦波，接近80.0%為正常。點擊“STOP”D/A停止輸出。此時所有其它隨機振動應(yīng)用程序均應(yīng)能正常工作，可用來進行練習，也可作為診斷工具。

4   振動控制軟件的一般使用方法

4.1 首先將振動臺與功放的電源打開，通電預(yù)熱必要的時間。

4.2 將系統(tǒng)的聯(lián)接線接好，D/A輸出接功放輸入，輸入1點起依次接控制通道的電荷放大器輸出，聯(lián)機測量通道可接于控制點以外的通道。

4.3 確認輸出電位計位置為零，打開控制箱電源，打印機電源及微機電源開關(guān)，進入中文WINDOWS 2000系統(tǒng)。（為使本說明書較簡明，我們假設(shè)用戶已經(jīng)有了WINDOWS的基本操作經(jīng)驗。）

4.4 控制箱內(nèi)／外開關(guān)打在外循環(huán)位置,濾波器開關(guān)打在“直通”或“濾波”位置。

4.5 系統(tǒng)診斷：控制箱內(nèi)／外開關(guān)選內(nèi)循環(huán)位置，振動臺功放不開，濾波器在“直通”或“濾波”位置，運行CardTest.exe，點擊“TEST”，回答起止通道號，此時D/A輸出100Hz，80%滿量程正弦波，各點測量值均接近80.0%為正常。點擊“STOP” D/A停止輸出。運行其它所有應(yīng)用程序均應(yīng)能正常工作，可用來進行練習，也可作為診斷工具。

4.6 運行振動控制程序，設(shè)置試驗參數(shù)或調(diào)回試驗參數(shù)，在進入正式試驗運行之前再開功放高壓，防止開機過程引起對振動臺的沖擊！

由于WINDOWS是多用戶操作系統(tǒng)，它允許多作業(yè)同時運行，但為了保證振動試驗的質(zhì)量，在試驗運行時希望不要進行其它與試驗進程無關(guān)的操作，不要運行其它程序（放送音樂，VCD，游戲，上網(wǎng)，打印等等），試驗過程中盡量不要用鼠標或鍵盤進行干擾，這將可能影響試驗控制過程（比如振動信號不連續(xù)或采集的信號不連續(xù)）；本控制系統(tǒng)只能控制一個振動試驗，在試驗運行時，絕不能再調(diào)用另一個（正弦，隨機，或沖擊）試驗程序，這將可能發(fā)生不可預(yù)見的后果！

試驗運行時切不要強制退出程序，否則將丟失數(shù)據(jù)且不能控制試驗過程！萬一試驗失控，應(yīng)先將輸出增益調(diào)到零，使試驗停止，再重新進入程序；如果發(fā)生死機（在WINDOWS下常有此事?。瑧?yīng)先關(guān)閉功放高壓，按Ctrl+Alt+Delete強制退出程序，或從新進入WINDOWS，或復(fù)位計算機或重新開機。在再次試驗以前，建議先運行CardTest程序，確認控制系統(tǒng)工作正常。如有問題，可關(guān)機再啟動后再試。

在Windows系統(tǒng)下工作，好像離不開鼠標。其實本試驗控制程序重要操作都可以不用鼠標而完成。在本程序中用戶可以看到：Alt+F可以打開“項目”，Alt+S打開“試驗運行”，Ctrl+R為“試驗開始”，Ctrl+T為“試驗停止”，Ctrl+X為“退出程序”等等。而“Enter”鍵通常用于“確定”而Esc用于“取消”。用戶記得這些主要操作后，在比如鼠標萬一失靈時，至少可以順利地退出試驗。

4.7 退出振動試驗控制后，在退出程序或進入別的試驗前調(diào)回各種試驗數(shù)據(jù)，否則內(nèi)存試驗數(shù)據(jù)會丟失。數(shù)據(jù)可以存盤，存盤的數(shù)據(jù)可用“WORD”，“寫字板”等工具讀出和打印。屏幕圖形可以打印（單擊“項目”中的“打印”，自己設(shè)置放大比例）。也可以單擊“查看”中的“屏幕打印”打印屏幕。也可以用各種外購屏幕捕捉拷貝工具進行剪接縮放處理，拷貝，存盤，或移至WORD中直接寫報告，這樣更靈活。試驗后在History.txt文件中留有所有試驗時間歷史記錄。

4.8如不需再進行試驗，可退出程序（將有丟失試驗數(shù)據(jù)的警告）。計算機不用時關(guān)閉微機和打印機，將輸出電位計置為零，關(guān)功放，再關(guān)閉控制箱。不允許在關(guān)閉功放之前先關(guān)控制箱或關(guān)閉微機，這將可能導致對功放和振動臺的猛烈沖擊以至損壞。

附錄  抓圖工具SnagIt使用方法簡介：

l *次先安裝SNAGIT；

l 運行SnagIt，選Image Capture；

l Input設(shè)置為Active Window；OutPut設(shè)置為Printer；其它為缺省值；

l 將SnagIt窗口zui小化；

l 屏幕上得到需要的圖形，調(diào)整到適當大小，按<CTRL><SHIFT><P>抓圖；

l 選File - Save As可將圖形存盤（選*.jpg或*.png等方式較*.bmp方式節(jié)省存儲空間）；

l 選File - Page Setup - Page Layout 可調(diào)整打印紙和打印圖形的大小和位置。

l 選File - Print可將圖形打印。其它功能繁多，不一一介紹。

l :huangjiahuang.cn

5  正弦掃頻試驗的操作方法

5.1 試驗前后的準備工作見4.1～4.7節(jié)。

5.2 運行SINTST.EXE,出現(xiàn)主窗口。新試驗項目可以單擊“參數(shù)設(shè)置”，選“正弦掃頻”或“正弦定頻”。

如選正弦掃頻, 將會出現(xiàn)下列參數(shù)設(shè)置對話框:

    各參數(shù)設(shè)置的意義比較明顯, 不多解釋。

當有參數(shù)無需設(shè)置（如控制通道為1時的控制方式）或合適的缺省值，可以跳過。

    對重要產(chǎn)品的試驗，為了增加試驗的可靠性，請采用多點zui大值控制代替單點控制，這樣即使某一控制點失效，系統(tǒng)仍能正常工作。

上述問題設(shè)置完, 點擊“下一步”，系統(tǒng)會對上述數(shù)據(jù)進行越界檢測, 如有錯誤將自動報告并跳到該數(shù)據(jù)位置, 便于您及時修改.

    以后開始振動包線設(shè)置, 您將會看到（每頁4段）:

您可從上往下設(shè)置, 每次輸入頻率,量值,單位三個數(shù)，輸入的段數(shù):

單位1=定加速度，2=定速度，3=定振幅，4=從上一頻率的g值以任意（有限值）斜率的直線變至下一頻率設(shè)置的g值。如上圖中*行表示至50Hz定振幅0.5mm，第二行表示直線變至200Hz 9g，第三行表示：

200-2000Hz 定加速度10g。

當有越界錯誤, 也會報警并跳回該處請您修改。

段數(shù)的包線設(shè)置完, 擊“下一步（確定）”,系統(tǒng)顯示包線圖和計算結(jié)果:

      zui大加速度  XXX.XXg zui大振幅 XX.XXX mm

您可在屏幕上看到顯示出的掃描包線圖, 橫坐標為頻率對數(shù)坐標, 縱坐標為加速度g值,根據(jù)包線圖可再次核對您的設(shè)置, 特別應(yīng)注意幾段包線之間是否銜接得好,系統(tǒng)允許設(shè)置不連續(xù)包線。

5.3 正弦定頻試驗, 不設(shè)置掃頻參數(shù), 而設(shè)置試驗時間（分）,和試驗頻率,量值,單位。

5.4 設(shè)置的參數(shù)存盤：點擊“項目”中的“另存為”或“存盤”，輸入存盤的文件名，（請勿寫擴展名，它將被自動取為.SIN）,如盤內(nèi)有同名文件, 則系統(tǒng)提示某文件已存在, 并問是否改名? 如不改名,原文件將被新文件覆蓋。

5.5 將存盤內(nèi)的數(shù)據(jù)文件的值調(diào)回：點擊“項目”中的“調(diào)出”，此時也應(yīng)選擇您所要的文件名?；蛑苯狱c擊已有的項目名。

5.6 參數(shù)修改，點擊“參數(shù)設(shè)置”中的“參數(shù)修改”；如需存盤，參見5.4。

5.7 點擊“Run”按鈕或選菜單“試驗運行”中的“試驗開始”或綠色“R”按鈕或Ctrl+R鍵開始進行試驗。先設(shè)置試驗參數(shù)：

zui大測量通道數(shù)（缺省值為控制通道數(shù)），起始頻率應(yīng)在zui小和zui大頻率之間。當需首先向下掃頻時，填寫頻率的負值。根據(jù)需要可以設(shè)置掃頻自動駐留頻率及時間；如需自動將控制譜數(shù)據(jù)存盤，可設(shè)置存盤掃頻次數(shù)及存盤文件名（請加擴展名），存盤掃頻次數(shù)為0或未輸入存盤文件名則不存盤。存盤數(shù)據(jù)可在試驗后由WORD等工具調(diào)出處理。

    控制通道必須從1開始向后順序排,其余通道皆可用來測量?？刂仆ǖ赖臏y量與均衡是連續(xù)的，高頻時平均每秒50次以上，測量通道則一秒測量記錄一次，為了加快測量速度，測量通道應(yīng)緊接在控制通道后順序排列。

系統(tǒng)顯示預(yù)試結(jié)果；

如未選“開始正式試驗” 擊“繼續(xù)試驗”，則再次預(yù)試，擊“停止試驗”表示退出試驗。當顯示0 dB時驅(qū)動大于或太小時，可先調(diào)正增益電位計至適當位置，系統(tǒng)將再次預(yù)試，如顯示數(shù)值合理, 選擇“開始正式試驗”，擊“繼續(xù)試驗”, 進入正式掃頻狀態(tài), 

此時屏幕上將出現(xiàn)+/-6dB允差限, 并每秒顯示描畫出當時的響應(yīng)曲線及試驗數(shù)據(jù)：

    由于振動臺系統(tǒng)增益是隨頻率而變的，掃頻過程中系統(tǒng)對增益變化能自動適應(yīng)，自動調(diào)正驅(qū)動信號，當增益降低很多時，有可能驅(qū)動信號飽和達到 ，此時表現(xiàn)為誤差dB出現(xiàn)較大的負值,此時應(yīng)適當增加一些增益,即可消除此現(xiàn)象, 但經(jīng)常出現(xiàn)在試件發(fā)生共振時, 短時間飽和超差通常是允許的。

    如設(shè)置了存盤掃頻次數(shù)及存盤文件名（建議加擴展名），則前次數(shù)控制譜數(shù)據(jù)掃頻時被自動保存于盤內(nèi),可在試驗后調(diào)出顯示和打印。

    選“試驗運行”中的“停掃/掃頻”鍵或按鈕“停/掃”或Ctrl+W鍵可使掃頻暫停，再按可恢復(fù)掃頻,“反向掃頻”鍵或“反掃”按鈕可改變掃頻方向；按“STOP”按鈕或選“停止試驗”或紅色“停”按鈕為試驗暫停，再選擇“繼續(xù)試驗”或“停止試驗”,并保留zui后一次掃頻的圖形。否則將自動按設(shè)置的掃頻次數(shù)完成試驗后自動停止試驗。

掃頻時，當誤差>3DB或<-6DB時，系統(tǒng)報警一次，當連續(xù)報警三次時，自動暫時退出試驗，并可選擇“繼續(xù)試驗”或“停止試驗”。

定頻試驗的操作類似掃頻而較簡單。定頻試驗運行時可以設(shè)置0至若干級“預(yù)試振級和時間”，用以進行同一頻率不同振級大小（-24dB -- +12dB）的連續(xù)試驗。

選擇“幫助”中的“操作方法簡介”可得到操作方法的實時幫助。

5.8 試驗停止后，點擊“查看”中的“數(shù)據(jù)回調(diào)”或相應(yīng)按鈕，并選擇通道號，通道號0表示控制點，對于單點控制通道0與1相同?？蓪?nèi)存中前1-200次，及zui后一次掃頻的測量數(shù)據(jù)調(diào)出來顯示，（掃頻試驗過程中可實時顯示各測量點當時掃頻曲線），按<, >鍵,或按Shift <, Shift >鍵（快速）可以控制游標讀取各點數(shù)據(jù)。如選中“存盤”并鍵入“文件名”（建議文件名加擴展名，如 .dat）則數(shù)據(jù)以文字型式被同時自動存入盤內(nèi)。調(diào)用“WORD”或“寫字板”可將這些數(shù)據(jù)文件調(diào)出查看和打印。

5.9 點擊“項目”中的“退出”（試驗進行時變灰）或點擊右上角的X或Ctrl+X鍵（試驗進行時無效）可退出正弦掃頻程序。請千萬不要在試驗停止之前退出程序，因為這樣將使振動試驗失控和丟失試驗數(shù)據(jù)！如不需要試驗了，應(yīng)先關(guān)閉增益旋鈕，關(guān)閉振動臺功放，退出WINDOWS，zui后關(guān)閉微機。

5.10 正弦掃頻試驗技術(shù)

數(shù)字控制系統(tǒng)在掃頻試驗控制過程中嚴格檢查控制點的超差，到一定限度會自動停機保護，我們認為積極的辦法應(yīng)該是改進試驗技術(shù)。引起超差的常見主要原因，一是夾具和試件的尖銳共振，二是試件－夾具－振動臺間的間隙。振動試驗夾具的設(shè)計是一項專門的技術(shù)，總的要求應(yīng)該是使*階共振頻率盡可能提高，使得在試驗頻率范圍內(nèi)共振點減少，提高頻率的方法，通常在材料方面以氬弧焊鋁結(jié)構(gòu)代替鋼板焊接，厚度要足夠，要加筋，質(zhì)量要減輕，因此在不降低剛度的條件下應(yīng)去掉多余的材料，不應(yīng)過份強調(diào)夾具的通用性而犧牲振動試驗的質(zhì)量。試件內(nèi)的和安裝間隙（包括看不見的幾微米的間隙）的存在，在振動試驗過程中引起撞擊，使波形嚴重失真并超差，安裝過程一定要消除間隙，安裝牢靠。

共振搜索和共振駐留試驗：由于動力吸振器原理，掃頻時共振頻率處出現(xiàn)驅(qū)動譜的峰和傳遞函數(shù)的谷，由此可判斷共振。又由于掃頻的滯后效應(yīng)，應(yīng)該取正掃反掃出現(xiàn)的共振頻率的平均值設(shè)置駐留試驗的頻率。

6.隨機振動試驗的操作方法

6.1 試驗前后的準備工作見4.1～4.7節(jié)。

6.2 運行RANVIB.EXE,出現(xiàn)主窗口。

6.3 新試驗項目可以單擊“參數(shù)設(shè)置”，選“寬帶隨機”,“寬帶加窄帶”或“寬帶加正弦”。

如果選擇“寬帶隨機”，將會出現(xiàn)下列參數(shù)：

本系統(tǒng)對寬帶譜線數(shù)的設(shè)置更靈活, 原理上可以在100--1600內(nèi)任意設(shè)置，缺省值為400線。在較高頻率試驗時MIL-STD-810F推薦采用800線。您也可以根據(jù)zui低和zui高試驗頻率進行設(shè)置, 使頻率分辨率為整數(shù), zui低頻率也為頻率分辯率的整數(shù)倍，如zui低頻率10Hz，zui高頻率500Hz，可設(shè)譜線數(shù)為250，則頻率分辯率為2.00Hz。由于試驗均衡速度與頻率分辯率成反比，所以低頻和試驗時間很短的試驗，比如不到1分鐘，宜選較小的譜線數(shù)，否則試驗均衡速度將會太慢。

    在時間很短的試驗中，可選偽隨機，以加快均衡速度。通常選真隨機，為其配置了兩種精度，較低精度統(tǒng)計自由度DOF=144，較高者DOF=240。

削波系數(shù)小，可避免過大的加速度峰值, 保護振動臺。但會引起附加噪聲，使真正的輸出譜與驅(qū)動譜不*，在試件有尖銳共振時共振峰壓縮不下來，此時應(yīng)考慮適當加大削波系數(shù)。在進行系統(tǒng)動態(tài)范圍測試時, 也應(yīng)選用較大值。顯示的非零初始值為缺省值。其它各參數(shù)設(shè)置的意義比較明顯，不多解釋。

上述問題回答完, 系統(tǒng)會對上述數(shù)據(jù)進行越界檢測, 如有錯誤將報警并自動跳到該數(shù)據(jù)位置, 便于您及時修改。按“下一步”，開始其它參數(shù)設(shè)置。

設(shè)置振級-時間表，推薦用3dB增量。

寬帶譜設(shè)置,每段輸入三個數(shù): 下一頻率,譜1,譜2, 譜2=0 表示譜1 為斜率（dB/oct）

上圖表示從起始頻率20Hz至80Hz斜率為6dB/Oct，80-500Hz為0.1g^2/Hz，500-2000Hz為-6dB/Oct。

如全按PSD設(shè)置，*行可改設(shè)為：譜1=0.00625，譜2=0.1；第二行：譜2=0.1；第三行：譜2=0.00625

（如上右圖）結(jié)果也一樣。以此類推，還可有其它設(shè)置方法。

如果選“寬帶加窄帶”，則要輸入窄帶譜段數(shù)，每段輸入三個數(shù):頻率1,頻率2,譜（g^2/Hz）。

如果選“寬帶加正弦”，則要輸入正弦譜段數(shù)，每段輸入兩個數(shù)：頻率，加速度。

當窄帶或正弦部分需要掃頻時，需輸入掃頻參數(shù):

  （窄帶/正弦）掃頻帶寬 （ 0-20 ）%

    掃頻時間 （ 回到原點,秒 ），掃頻次數(shù)，起始掃頻方向 （1 上,-1 下）

當有越界錯誤, 也會報警并跳回該處請您修改。

 譜設(shè)置完, 系統(tǒng)計算并顯示結(jié)果: DF=#.##Hz RMS（g）= #.##g RMS（v）= #.##v RMSA= #.##mm 

DF為頻率分辨率, RMS（v）值不宜太大或太小，太大易產(chǎn)生過份地削波，太小則增大A/D編碼誤差，當出現(xiàn)這兩種情況時，系統(tǒng)將提出警告信息，您可以重新設(shè)置控制通道靈敏度。還將顯示參考譜圖，橫坐標為頻率對數(shù)坐標, 縱坐標為譜密度值,根據(jù)譜圖可再次核對您的設(shè)置。

6.4 當需要顯示或修改參數(shù)時,選“參數(shù)設(shè)置”中的“參數(shù)修改”，屏幕將顯示各參數(shù)，并可作修改。

6.5 選“項目”中的“另存為”可將新設(shè)置的參數(shù)存盤，輸入存盤的文件名（請勿寫擴展名，它將被自動取為.VIB）,如盤內(nèi)有同名文件, 則系統(tǒng)提示某文件已存在, 并問是否改名? 如不改名,原文件將被新文件覆蓋。

6.6 選“項目”中的“調(diào)出”，或直接點擊文件名，將盤內(nèi)的該數(shù)據(jù)文件的值取出來。

6.7 按“Run”按鈕或選菜單“試驗運行”中的“開始試驗”或按綠色“R”按鈕或Ctrl+R鍵可開始進行試驗。

     檢查濾波器頻率范圍應(yīng)與系統(tǒng)提示頻率相*。 輸入zui大測量通道數(shù), 試驗名。如需定時將控制譜數(shù)據(jù)自動存盤，可輸入自動存盤時間間隔（0-600分）及存盤文件名（請加擴展名），時間間隔為0或未輸入文件名則不存盤。存盤數(shù)據(jù)可在試驗后由WORD等工具調(diào)出處理。

    試驗運行開始后，屏幕上顯示試驗運行信息：

    試驗運行初期，程序自動檢查功放－振動臺－傳感器系統(tǒng)的增益，如果太小，在正常運行時將會產(chǎn)生驅(qū)動信號的削波，此時顯示：

     0dB驅(qū)動應(yīng)增加 ###.#%   請檢查增益或開環(huán)!

    一般應(yīng)增大輸出電位計的開度以后，選“繼續(xù)試驗”，如果電位計已開到適當開度，仍不見系統(tǒng)響應(yīng)的提高，則可能是系統(tǒng)開環(huán)（可能振動臺不振動，或電荷放大器無輸出信號），可選“退出試驗”,檢查系統(tǒng),排除故障后再試。

    如果增益開度太大，則表現(xiàn)為進入預(yù)試時振級太大（以小于－10dB進入預(yù)試較好），且在振動穩(wěn)定以后，驅(qū)動信號##％太?。ㄒ詾閦ui大值），也會減小安全余度,增大Ｄ/Ａ輸出噪聲誤差。

6.8 在試驗運行過程中可以實時得到當前狀態(tài)的各譜圖顯示及對試驗狀態(tài)的干預(yù):

  選“查看”中的“譜圖選擇”或點擊相應(yīng)按鈕，選擇顯示譜圖內(nèi)容，可為: 控制譜,參考譜,驅(qū)動譜,傳遞函數(shù),各點測量譜，通道號0表示控制點，對于單點控制通道0與1相同。也可改變橫坐標“對數(shù)/線性”，也可實時存盤，（試驗完再存盤），再用“WORD”或“寫字板”（脫機）顯示和打印數(shù)據(jù)。

    選“試驗運行”中的“掃頻/停掃”,窄帶譜或正弦譜可按設(shè)置的掃頻參數(shù)進行掃頻或停掃。

    選“試驗運行”中的“增加3dB”或按“升”按鈕或綠色↑按鈕，可升振級3dB，直到0dB為止，設(shè)置的當時的振級時間運行結(jié)束仍按程序設(shè)置的下一振級運行，如在*級運行-6dB振級5分鐘時間內(nèi)升級為0dB，5分鐘結(jié)束以后將自動轉(zhuǎn)為下一振級例如-3dB運行。

    選“降低3dB”或按“降”按鈕或紅色↓按鈕，可將當時的振級降3dB，直至-18dB為止。

選“幫助”中的“操作方法簡介”或“H”按鈕可得到操作方法的實時幫助。

    按“STOP”按鈕或選“試驗運行”中的“停止試驗”或紅色“停”按鈕或Ctrl+T鍵，為退出振動運行，振動臺軟停機,試驗運行結(jié)束，屏幕上顯示出振動日期，開始和停止時間，此時保存zui后一幀數(shù)據(jù)，選“譜圖選擇” 或點擊相應(yīng)按鈕調(diào)出各譜圖查看，也可將數(shù)據(jù)存盤（建議數(shù)據(jù)文件名加擴展名，如 .dat）。

試驗結(jié)束后，按<,>鍵,或按Shift <, Shift >鍵可以控制游標讀取選定譜圖各點數(shù)據(jù)。

6.9 警告與極限容差

   當有5％譜線誤差超過預(yù)先設(shè)置的警告容差，或有1條以上譜線超過極限容差時，則屏幕上則顯示報警信息，并以16進制數(shù)顯示超差線數(shù)，超過極限容差1條線顯示100，同時響鈴警告，如下次均衡不超差時則警告信息消失，鈴不再響。

   當均衡容差超過預(yù)先設(shè)置的極限容差的譜線數(shù)超過10％譜線數(shù)時，則試驗自動停止，屏幕上顯示試驗起止時間，并保存有zui后一幀數(shù)據(jù)。經(jīng)常出現(xiàn)超差停機往往是由于試件或夾具的尖銳共振或間隙間的撞擊引起，應(yīng)該改進夾具的設(shè)計安裝，不得已時可增大試驗容差。

6.10 意外程序中斷

由于計算機內(nèi)部、外部的原因，計算機外設(shè)處于工作不正?；虬村e鍵引起計算機程序中斷，或出現(xiàn)死機，但振動過程仍然可能在進行，此時應(yīng)記下試驗時間，將增益旋到零，關(guān)功放高壓, 停止振動臺試驗，重新起動。

隨機振動試驗對于夾具設(shè)計的要求和安裝的要求與正弦試驗是一樣的。夾具共振頻率點也可能引起局部的超差。本系統(tǒng)中，如果超過極限公差帶的譜線數(shù)小于總譜線數(shù)的10％時系統(tǒng)顯示超差線數(shù)由試驗者決定是否允許，因為有些規(guī)范只允許5％的超差。經(jīng)驗表明，碰到超差譜線數(shù)較多的情況,往往采用多點平均值控制方式, 問題能減輕。用戶不妨一試。

6.11 驅(qū)動譜記憶功能

    在作一包括夾具和試件在內(nèi)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的試驗時，由于存在有尖銳的共振與反共振峰谷，使均衡時間較長，均衡過程不可免地經(jīng)歷過超差,為了解決此問題,在均衡好又退出試驗運行后，如果不重新設(shè)置參數(shù)（或調(diào)出參數(shù)），再進入試驗運行時，將以上次的驅(qū)動譜降低12dB開始進入試驗，將使均衡過程大大加快。

6.12點擊“項目”中的“退出”（試驗進行時變灰）或點擊右上角的X或Ctrl+X鍵（試驗進行時無效）可退出隨機試驗程序。請千萬不要在試驗停止之前退出程序，因為這樣將使振動試驗失控和丟失試驗數(shù)據(jù)！如不需要試驗了，應(yīng)先關(guān)閉增益旋鈕，關(guān)閉振動臺功放，退出WINDOWS，zui后關(guān)閉微機。

6.13 正弦加隨機試驗控制的操作方法

    所謂正弦加隨機（Sine-on-Random）是在寬帶真隨機信號的基礎(chǔ)上加上若干條正弦信號，通常第n條正弦信號的頻率為基頻正弦信號的n倍。這種控制方式是美軍標MIL-STD-810D的直升機試驗規(guī)范所要求的。按通常的隨機振動控制方式，頻率范圍和譜線數(shù)一經(jīng)選定，頻率分辨率△F也就確定了，但系統(tǒng)要求正弦信號的基頻應(yīng)是△F的整數(shù)倍，如果不是整數(shù)倍便會引起試驗正弦頻率較大誤差。

    本系統(tǒng)利用譜線數(shù)設(shè)置的靈活性，可以很方便地將正弦信號頻率調(diào)正為△F的整數(shù)倍。 

例如: 某試驗zui高試驗頻率500Hz,基本正弦頻率為11.8Hz, 我們?nèi)缫诡l率分辨率為1.5Hz左右,可使其為第8條譜線， 則△F=11.8/8=1.475 Hz, 譜線數(shù)=500/1.475=339。

正弦加隨機總均方根G的計算方法為隨機均方G平方及各正弦G平方之和的平方根值。

正弦加速度理論上是線譜，在參考譜和控制譜顯示時，將正弦加速度G折算成等效譜密度  PSD=G^2/（2*△F）。式中PSD為等效譜密度，△F為頻率分辨率。測量譜為實際的測量值，由于在測量時為避免隨機信號的功率泄漏而加了海寧窗，所以正弦峰值應(yīng)比等效參考譜低1.75dB，而帶寬偏寬，總能量不變。用外接頻譜分析儀分析時也是如此。

7 沖擊試驗控制的操作方法：

7.1試驗前后的準備工作見4.1～4.7節(jié)。

7.2 運行SHKTST.EXE程序,出現(xiàn)主窗口。

7.3 當要進行一項新試驗時，單擊“參數(shù)設(shè)置”，選“經(jīng)典沖擊”或“沖擊譜”；

7.4 當選“經(jīng)典沖擊”，將會出現(xiàn)下列參數(shù)表：

     頻率范圍對于電動式振動臺一般為2000Hz, zui大4000Hz.

     普通方式的波形補償為單向沖擊位移，小位移方式為雙向相等的位移。

     其它各參數(shù)的意義比較明顯, 顯示的非零初始值為缺省值.

    上述參數(shù)設(shè)置完, 系統(tǒng)會對上述數(shù)據(jù)進行越界檢測, 如有錯誤將報警并自動跳到該數(shù)據(jù)位置, 便于您及時修改.

擊“下一步”，開始其它參數(shù)設(shè)置:

      No  沖擊水平（dB）    沖擊次數(shù) 

      1           -6.0           5

  2           -3.0           5

  3   0.0    0

  .......

    沖擊水平從一個負dB水平開始, 試沖擊若干次, 再逐級增大（建議以3dB遞增）,直至0dB, 設(shè)置規(guī)定的沖擊次數(shù)。

    參數(shù)設(shè)置完成后，系統(tǒng)進行波形前后置補償處理，屏幕上顯示出：

  zui大加速度= ##.# g  位移= #.### mm   電壓 #.## v

電壓超過10V將建議您修改設(shè)置。

設(shè)置完屏幕顯示設(shè)置值和沖擊曲線。

7.5 如需修改請選“參數(shù)設(shè)置”中的“參數(shù)修改”。

7.6 欲將參數(shù)存盤請選“項目”中的“另存為”，輸入文件名請勿寫擴展名，它將被自動取為.SHK的擴展名。

7.7 如需取出盤內(nèi)的數(shù)據(jù)文件，請選“項目”中的“調(diào)出”，或直接選擇適當?shù)奈募?/span>7.8 按“Run”按鈕或選菜單“試驗運行”中的“開始試驗”或按綠色“R”按鈕或Ctrl+R鍵開始進行試驗。

   試驗運行開始前，首先調(diào)正增益旋鈕到合適位置，調(diào)節(jié)振動臺系統(tǒng)增益到合適的范圍，注意濾波器頻率范圍, 回答試驗名提問, 然后開始運行，先從小到大實施試沖擊，同時進行均衡，每均衡一次顯示峰值的百分比和在該水平下的沖擊次數(shù)等信息，當振動臺系統(tǒng)增益太大或太小時顯示“0 dB時增益值將為：XXX%”，停止均衡，等您調(diào)正好增益后繼續(xù)進行試驗，或退出試驗。

    均衡合格后，自動顯示控制沖擊波形，并實施連續(xù)沖擊，每沖擊一次顯示一次峰值加速度，百分比及沖擊次數(shù)。沖擊過程中可以選“查看”中的“波形選擇”選擇顯示控制波、參考波、驅(qū)動波或（通道2的）測量波。

點擊“試驗運行”中的“增加3dB”或“升”按鈕或綠色↑按鈕，和“減少3dB”或“降”按鈕或紅色↓按鈕為振級升降，控制沖擊變到上一個或下一個振級。

需人為停止試驗時，按“STOP”按鈕或選“試驗運行”中的“試驗停止”或按紅色“停”按鈕或Ctrl+T鍵，否則直到設(shè)置的沖擊次數(shù)完成后自動停止試驗。 試驗結(jié)束后，按<,>鍵,或按Shift <, Shift >鍵可以控制游標讀取選定圖形各點數(shù)據(jù)。

選擇“幫助”中的“操作方法簡介”可得到操作方法的實時幫助。

點擊“項目”中的“退出”（試驗進行時變灰）或點擊右上角的X或Ctrl+X鍵（試驗進行時無效）可退出沖擊試驗程序。請千萬不要在試驗停止之前退出程序，因為這樣將使振動試驗失控和丟失試驗數(shù)據(jù)！如不需要試驗了，應(yīng)先關(guān)閉增益旋鈕，關(guān)閉振動臺功放，退出WINDOWS，zui后關(guān)閉微機。

7.9 驅(qū)動譜記憶功能

    在作一包括夾具和試件在內(nèi)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的試驗時，由于存在有尖銳的共振與反共振峰谷，使均衡時間較長，均衡過程不可免地經(jīng)歷過超差,為了解決此問題,在均衡好又退出試驗運行后，如果不重新設(shè)置參數(shù)（或調(diào)出參數(shù)），再進入試驗運行時，將以上次的驅(qū)動譜降低12DB開始進入試驗，將使均衡過程大大加快。

7.10 注意您的功放-振動臺-傳感器-電荷放大器系統(tǒng)的極性！它將影響沖擊加速度的方向，當振動臺為垂直方向，我們認定向上的沖擊加速度（普通方式下沖擊位移為向下），為“正向沖擊”。當不能確定系統(tǒng)極性時，可進行空臺小加速度沖擊試驗以驗證，如果極性反了，正式試驗時可實施“反向沖擊”。也可將傳感器倒置安裝實施“正向沖擊”。

8  沖擊響應(yīng)譜（簡稱沖擊譜）綜合

8.1 概述    

以美國軍標MIL-STD-810D為代表的新沖擊試驗規(guī)范要求優(yōu)先以沖擊響應(yīng)譜作為瞬態(tài)試驗的標準。

沖擊響應(yīng)譜定義為一系列不同固有頻率的單自由度機械系統(tǒng)對于某瞬態(tài)沖擊的zui大響應(yīng)。常用加速度響應(yīng)譜，即輸入和響應(yīng)都是加速度。所以沖擊響應(yīng)譜是響應(yīng)加速度對系統(tǒng)固有頻率的函數(shù)。沖擊響應(yīng)譜還與系統(tǒng)的阻尼系數(shù)有關(guān)，MIL規(guī)范要求放大因子Q=10，相應(yīng)于阻尼系數(shù)0.05。

沖擊譜綜合（Shock Spectra Synthesis）是以一系列不同基頻的沖擊分波為基礎(chǔ)，以不同比例加以綜合，以得到規(guī)定的沖擊響應(yīng)譜。每一個分波的波形類似于一定基頻的衰減振動曲線，這種分波的沖擊響應(yīng)譜在其基頻附近為zui高。    本系統(tǒng)的沖擊譜綜合頻率范圍為20～2000Hz，即2個十倍頻程,沖擊譜分析頻率范圍為5～2000Hz，即2.6個十倍頻程，按規(guī)范要求，分析和綜合都是以1/6倍頻程為間距進行的。分析的阻尼系數(shù)范圍為   0.01～0.20，相應(yīng)于放大因子Q=50～2.5，可選。

8.2   沖擊譜綜合操作方法：

運行SHKTST.EXE，當進行一項新的試驗項目時選“參數(shù)設(shè)置”中的“沖擊譜”，將會出現(xiàn)：

頻率范圍對于電動式振動臺一般為2000Hz.

其它各參數(shù)的意義比較明顯, 顯示的非零初始值為缺省值。上述參數(shù)設(shè)置完, 系統(tǒng)會對上述數(shù)據(jù)進行越界檢測, 如有錯誤將報警并自動跳到該數(shù)據(jù)位置, 便于您及時修改。

    以后開始其它參數(shù)設(shè)置,沖擊水平（dB）和沖擊次數(shù)的設(shè)置同“經(jīng)典沖擊”。

然后設(shè)置沖擊譜,屏幕上出現(xiàn):

  起始頻率20Hz

    輸入頻率   量值    單位（ 0=dB/oct, 1=g）

0.0 0.0 0.0

  0.0 0.0 0.0

每行每次輸入3個數(shù):下一拐點頻率,量值,和單位（0=斜率dB/oct, 1=沖擊譜g）.

設(shè)置無誤擊“確定”認可.

8.3 設(shè)置完成后，系統(tǒng)進行波形綜合，沖擊譜分析，與設(shè)置值比較，自動修正分波比例，重新綜合和分析，當?shù)玫?擬合結(jié)果時，顯示zui大G，zui大位移，zui大電壓，末位移，zui大擬合誤差等數(shù)據(jù)，其中MAXG，MAXD，不應(yīng)超過振動臺的限制，zui大電壓不應(yīng)超過10V，末位移應(yīng)接近于零。zui大誤差通常能小于0.5dB。如果設(shè)置的譜形特殊，則可能某些頻率下會超過0.5dB。然后顯示設(shè)置沖擊譜和擬合波分析的沖擊譜圖。擬合的頻率范圍zui低只到20Hz，在20Hz以下的分析譜大體上按6dB/OCT趨勢下降，與810D規(guī)范相吻合。

   本系統(tǒng)的綜合過程還自動進行波形修正，修正的目標有（1）末加速度=0；（2）末速度=0；（3）末位移=0；（4）zui大正位移=zui大負位移，（即振幅zui?。?，顯示出的諸值都是經(jīng)過這些修正的。當zui大電壓≥10V時，系統(tǒng)會提示您（可重新設(shè)置通道靈敏度值）。

   綜合與分析結(jié)束，選“查看”中的“波形選擇”選擇顯示參考波，即可顯示合成的沖擊波形，它與一般的沖擊波不同之處是有明顯的多頻衰減振動成份。

8.4 其它操作同經(jīng)典沖擊。