巨爲正弦随機經典沖擊RDVC-3振動控制儀

本振動控制系統主要是用作振動和沖(chōng)擊試驗控制。從(cóng)振動試驗的曆史來看，試驗是從(cóng)定頻正弦→正弦掃頻→随機振動發展的。www.jooway.net www.juweishanghai.com www.juweish.com www.shjuwei17.com 4006306773;;60496773;王

随機(jī)振動(dòng)控制系統技術方案書

（USB 版本）

目錄

1 引言

2 系統性能

3 硬件配置及安裝步驟

4 振動(dòng)控制軟(ruǎn)件的一般使用方法

5 正弦掃頻試驗的操作方法

6 随機振動試驗的操作方法

7 沖擊試驗控制的操作方法

8 沖(chōng)擊響應譜（簡稱(chēng)沖(chōng)擊譜）綜合

上海巨爲儀器設備有限公司

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業務：王春偉

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随機(jī)振動(dòng)控制系統使用說明書（USB版本）

1. 引言

本振動控制系統主要是用作振動和沖擊試驗控制。從振動試驗的曆史來看，試驗是從定頻正弦→正弦掃頻→随機振動發展的。正弦定頻試驗可以對選定的一個或數個頻率（通常選爲試件的共振頻率）下對試件進行振動試驗，由於(yú)不可能測出試件所有的共振頻率，再由於(yú)非線性因素和結構損傷的影響，共振頻率本身在試驗過程中也是變化的，於(yú)是就發展瞭(le)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。爲什麽又要進行（寬帶）随機振動試驗呢？一是實際飛機、火箭、船舶、車輛上測得的振動環境接近於(yú)寬帶随機，二是計算機技術飛速發展和快速數字譜分析算法（FFT）的發明使得技術上有瞭(le)實現的可能；從對試件損傷和工作可靠性的影響來看，正弦掃頻與寬帶随機也有很大的差别，舉例來說，正弦掃頻時試件各共振頻率依次發生共振，而寬帶随機試驗時，試件各共振頻率同時發生共振，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随機振動試驗的差别。一句話，随機振動試驗更接近於(yú)實際振動環境，對試件的考核也較嚴格，從而更容易保證您的産品的質量。美軍标MIL-STD-810F更推薦随機試驗時頻率分辨率採用800譜線，本系統能滿足此要求。

    對於(yú)渦輪螺槳式飛機，直升機，和機載炮擊振動，主要振動環境爲寬帶随機加窄帶随機或寬帶随機加多頻正弦振動，美軍标MIL-STD-810D～F規定要作這兩種模拟，窄帶及正弦頻率一般不變(biàn)。本系統能完成寬帶加窄帶随機和正弦加随機試驗，窄帶及正弦頻率可以掃頻。

    關於(yú)沖擊試驗，早先多半採用跌落式，凸輪式等機械沖擊試驗裝置，這些裝置結構簡單，但對沖擊參數（沖擊加速度、波形、沖擊時間等）的調整較麻煩，波形不準確。在實際沖擊環境中有兩種理想的加速度沖擊波形：半正弦波模拟瞭(le)*彈性碰撞；後峰鋸齒波模拟瞭(le)*塑性碰撞，沖擊時間常取11ms和6ms。本系統能夠很方便地在振動台上模拟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。

從美軍标MIL-STD-810D沖擊試驗規範開始，要求首先滿足規定的沖擊響應譜而對波形卻不作規定，它認爲這種模拟方式zui能準確(què)地模拟沖擊環境對産品不同自振頻率的部件産生同樣嚴格的沖擊效果。爲适應這種沖擊試驗要求發展的趨勢，本系統開發瞭(le)沖擊譜合成的功能，圓滿地解決瞭(le)此問題，這是任何機械式系統所不可能完成的。

報價單

2   系統(tǒng)性能

2.1   正弦掃(sǎo)頻(pín)

  控制和測(cè)量通道      4

  頻(pín)率範(fàn)圍            5～5000Hz

  掃頻(pín)包線            等幅、等速度、等加速度、變(biàn)加速度

  分析方式            RMS、跟蹤(zōng)濾(lǜ)波

  掃頻(pín)方式            線性—對(duì)數、正反掃、定頻(pín)

2.2   随機振動(dòng)（包括寬帶(dài)加窄帶(dài)和寬帶(dài)加正弦）

  控制和測(cè)量通道      4

  頻(pín)率範(fàn)圍            5～5000Hz

  寬(kuān)帶(dài)譜線數    100～1600線

    控制譜動(dòng)态範圍      >60dB（自閉(bì)環）

  窄帶(dài)譜(pǔ)或正弦譜(pǔ)線數  0～10

2.3   沖(chōng)擊(jī)試驗控制

  脈沖(chōng)時間(jiān)            1～30ms

  波形                半正弦、三角、鋸(jù)齒(chǐ)、方波

  沖(chōng)擊(jī)譜合成      頻(pín)譜範(fàn)圍 5～2000Hz

3    硬件配置及占用主機(jī)資(zī)源

3.1本系統採(cǎi)用4通道16位高速A/D和一個16位D/A，採(cǎi)集通過率都達(dá)到100KS/S以上，由32位定時器對D/A和A/D進行連續不間斷的控制。接口闆採(cǎi)用USB 總線與主機相聯。現代微機運算速度雖足夠高, 它可以完成所有的運算工作（參數設置,文件存取打印, 輸出信号發生, 數據處理, 均衡控制, 實時顯示等），但爲瞭(le)減少輸入輸出數據量，提高USB串行口的控制速度和效率，闆上配有32位浮點(diǎn)數字信号處(chù)理器（DSP），由它對數據進行預處(chù)理，再與主機(jī)進行數據和控制信号的交換(huàn)。

3.2 系統zui多有9路低通濾波器, 一路用於(yú)D/A輸出平滑濾波，其它用於(yú)輸入抗混淆濾波, 採(cǎi)用集成8階橢園型低通濾波器，用於(yú)輸入信号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。用接口闆上的時鍾信号經過分頻來控制濾波頻率，其特性:

     截止頻(pín)率: 62.5～8000Hz八檔(dàng)

     通帶(dài)波動(dòng): <0.2dB

     衰減(jiǎn)率:   135dB/Oct

     帶(dài)外衰減(jiǎn): 1.5倍截止頻率外80dB

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

3.4 爲瞭(le)避免計算機資源沖突, 計算機内盡可能不裝多餘設備(bèi)，如聲卡，MODEM等，爲瞭(le)避免USB總線速度的競争沖突, 在試驗進行時，計算機USB總線上盡可能不挂多餘設備(bèi)。

3.5 設備運行環(huán)境：P3以上PC，128M以上内存，1024X768以上顯(xiǎn)示器，Windows 2000，Windows XP均可。

3.6 系統*次使用時，USB設備(bèi)及驅動(dòng)程序和應用程序安裝步驟（假定F爲CDROM驅(qū)動(dòng)器号）：

3.6.1 用附帶(dài)的USB電(diàn)纜将USB01接口箱與計算機USB接口連接，開接口箱電(diàn)源，啓動(dòng)計算機，進入Windows 系統界面。

3.6.2 Windows報(bào)告發現新的硬件“USB01 SYSTEM”，進入“添加新硬件向導(dǎo)”，點擊《下一步》。

3.6.3 将附帶(dài)的CD盤放到CDROM驅動器中。選擇“搜索設備(bèi)的驅動程序”，點擊《下一步》。

3.6.4 選擇“CDROM驅動(dòng)器”，點(diǎn)擊《下一步》。 

3.6.5 計算機在光盤中找到“USB01智能採(cǎi)集器”。驅動(dòng)程序位置 F:\USB01\INF，點(diǎn)擊(jī)《下一步》。

3.6.6 計算機開始拷貝(bèi)所需要的USB驅動程序，zui後報(bào)告“Windows 已經安裝瞭(le)新硬件設備(bèi)所需的軟件”。點擊《完成》。此時，USB01硬件已可以使用。通過Windows的設備管理器可以檢查Windows是否正確(què)安裝瞭(le)USB01的驅動程序。在“通用串行總線控制器”項目下應能找到“USB01智能採集器”，用鼠标選中，雙擊鼠标右鍵可查看USB01是否安裝正常。

3.6.7 将CD上F:\USB01\[8通道USB程序] ,[4通道USB程序] 或[2通道USB程序]中選擇一組合适您的軟件拷入硬盤(pán)文件夾(jiā)内，即可運行有關應用程序:

CardTest.exe 診斷程序

RanVib.exe 随機試驗程序

SinTst.exe 正弦試驗程序

ShkTst.exe 沖擊試驗程序

用“我的電(diàn)腦”或“資源管理器”找到上述程序，點(diǎn)擊右鍵《發送到》《桌面快捷方式》。

USB01.dll爲動(dòng)态連接庫(kù)。

3.7 系統診斷: 控制箱内／外開關選内循環位置，振動(dòng)台功放不開，濾波器在“直通”或“濾波”位置，運行CardTest.exe診斷程序，點(diǎn)擊“TEST”，回答起止通道号，此時D/A輸出100Hz 80%滿量程正弦波，各通道信号均爲光滑的正弦波，接近80.0%爲正常。點(diǎn)擊“STOP”D/A停止輸出。此時所有其它随機振動(dòng)應用程序均應能正常工作，可用來進行練習，也可作爲診斷工具。

4   振動(dòng)控制軟(ruǎn)件的一般使用方法

4.1 首先将振動(dòng)台與功放的電(diàn)源打開，通電(diàn)預熱必要的時間。

4.2 将系統的聯接線接好，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，聯機測(cè)量通道可接於(yú)控制點以外的通道。

4.3 確(què)認輸出電位計位置爲零，打開控制箱電源，打印機電源及微機電源開關，進入中文WINDOWS 2000系統。（爲使本說明書較簡明，我們假設用戶已經有瞭(le)WINDOWS的基本操作經驗。）

4.4 控制箱内／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 系統診斷：控制箱内／外開關選内循環位置，振動台功放不開，濾波器在“直通”或“濾波”位置，運行CardTest.exe，點(diǎn)擊“TEST”，回答起止通道号，此時D/A輸出100Hz，80%滿量程正弦波，各點(diǎn)測(cè)量值均接近80.0%爲正常。點(diǎn)擊“STOP” D/A停止輸出。運行其它所有應用程序均應能正常工作，可用來進行練習，也可作爲診斷工具。

4.6 運行振動控制程序，設置試驗參(cān)數或調(diào)回試驗參(cān)數，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(dòng)台的沖(chōng)擊！

由於(yú)WINDOWS是多用戶操作系統，它允許多作業同時運行，但爲瞭(le)保證振動試驗的質量，在試驗運行時希望不要進行其它與試驗進程無關的操作，不要運行其它程序（放送音樂，VCD，遊戲，上網，打印等等），試驗過程中盡量不要用鼠标或鍵盤進行幹擾，這将可能影響試驗控制過程（比如振動(dòng)信号不連續或採(cǎi)集的信号不連續）；本控制系統隻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，随機，或沖(chōng)擊）試驗程序，這将可能發(fā)生不可預見的後(hòu)果！

試驗運行時(shí)切不要強(qiáng)制退出程序，否則将丢失數據且不能控制試驗過程！萬一試驗失控，應先将輸出增益調到零，使試驗停止，再重新進入程序；如果發生死機（在WINDOWS下常有此事！），應先關閉(bì)功放高壓，按Ctrl+Alt+Delete強制退出程序，或從新進入WINDOWS，或複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(què)認控制系統工作正常。如有問題，可關機再啓動後再試。

在Windows系統下工作，好像離不開鼠标。其實本試驗控制程序重要操作都可以不用鼠标而完成。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爲“試驗開始”，Ctrl+T爲“試驗停止”，Ctrl+X爲“退出程序”等等。而“Enter”鍵通常用於(yú)“確(què)定”而Esc用於(yú)“取消”。用戶記得這些主要操作後，在比如鼠标萬一失靈時，至少可以順利地退出試驗。

4.7 退出振動試驗控制後，在退出程序或進入别的試驗前調回各種試驗數據，否則内存試驗數據會丢失。數據可以存盤，存盤的數據可用“WORD”，“寫字闆”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(bèi)工具進行剪接縮放處理，拷貝(bèi)，存盤，或移至WORD中直接寫報(bào)告，這樣更靈活。試驗後在History.txt文件中留有所有試驗時間曆史記錄。

4.8如不需再進行試驗，可退出程序（将有丢失試驗數據的警告）。計算機不用時關閉(bì)微機和打印機，将輸出電(diàn)位計置爲零，關功放，再關閉(bì)控制箱。不允許在關(guān)閉(bì)功放之前先關(guān)控制箱或關(guān)閉(bì)微機，這将可能導(dǎo)緻對功放和振動台的猛烈沖(chōng)擊以至損壞。

附錄(lù)  抓圖工具SnagIt使用方法簡(jiǎn)介：

l *次先安裝SNAGIT；

l 運(yùn)行SnagIt，選(xuǎn)Image Capture；

l Input設(shè)置爲(wèi)Active Window；OutPut設(shè)置爲(wèi)Printer；其它爲(wèi)缺省值；

l 将SnagIt窗口zui小化；

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

l 選File - Save As可将圖形存盤（選*.jpg或*.png等方式較*.bmp方式節省存儲(chǔ)空間(jiān)）；

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

l 選File - Print可将圖(tú)形打印。其它功能繁多，不一一介紹(shào)。

l :huangjiahuang.cn

5  正弦掃(sǎo)頻(pín)試驗的操作方法

5.1 試驗前後(hòu)的準備(bèi)工作見4.1～4.7節。

5.2 運(yùn)行SINTST.EXE,出現(xiàn)主窗口。新試驗項目可以單(dān)擊“參(cān)數設置”，選“正弦掃頻”或“正弦定頻”。

如選正弦掃頻, 将會出現下列參(cān)數設置對(duì)話框:

    各參(cān)數設置的意義比較(jiào)明顯, 不多解釋。

當(dāng)有參(cān)數無需設置（如控制通道爲1時的控制方式）或合适的缺省值，可以跳過。

    對重要産品的試驗，爲瞭(le)增加試驗的可靠性，請採(cǎi)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，系統仍能正常工作。

上述問題設置完, 點擊“下一步”，系統會對上述數據進行越界檢測, 如有錯誤将自動報告並(bìng)跳到該數據位置, 便於(yú)您及時修改.

    以後(hòu)開始振動(dòng)包線設置, 您将會看到（每頁4段）:

您可從(cóng)上往下設置, 每次輸入頻率,量值,單(dān)位三個數，輸入的段數:

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

200-2000Hz 定加速度10g。

當有越界錯誤, 也會報(bào)警並(bìng)跳回該處請您修改。

段數的包線設置完, 擊(jī)“下一步（確(què)定）”,系統顯示包線圖和計算結果:

      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(héng)坐标爲頻率對(duì)數坐标, 縱坐标爲加速度g值,根據包線圖可再次核對(duì)您的設置, 特别應注意幾段包線之間是否銜接得好,系統允許設置不連續包線。

5.3 正弦定頻試驗, 不設置掃頻參(cān)數, 而設置試驗時間（分）,和試驗頻率,量值,單(dān)位。

5.4 設置的參(cān)數存盤：點擊“項目”中的“另存爲”或“存盤”，輸入存盤的文件名，（請勿寫擴展名，它将被自動取爲.SIN）,如盤内有同名文件, 則系統提示某文件已存在, 並(bìng)問是否改名? 如不改名,原文件将被新文件覆蓋。

5.5 将存盤内的數據文件的值調(diào)回：點(diǎn)擊“項目”中的“調(diào)出”，此時也應選擇您所要的文件名。或直接點(diǎn)擊已有的項目名。

5.6 參(cān)數修改，點(diǎn)擊“參(cān)數設置”中的“參(cān)數修改”；如需存盤，參(cān)見5.4。

5.7 點擊“Run”按鈕或選菜單(dān)“試驗運行”中的“試驗開(kāi)始”或綠色“R”按鈕或Ctrl+R鍵(jiàn)開始進行試驗。先設置試驗參(cān)數：

zui大測(cè)量通道數（缺省值爲控制通道數），起始頻率應在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。根據需要可以設置掃頻自動駐留頻率及時間；如需自動将控制譜數據存盤，可設置存盤掃頻次數及存盤文件名（請加擴展名），存盤掃頻次數爲0或未輸入存盤文件名則不存盤。存盤數據可在試驗後由WORD等工具調出處(chù)理。

    控制通道必須從1開始向後順序排,其餘通道皆可用來測(cè)量。控制通道的測(cè)量與均衡是連續的，高頻時平均每秒50次以上，測(cè)量通道則一秒測(cè)量記錄一次，爲瞭(le)加快測(cè)量速度，測(cè)量通道應緊接在控制通道後順序排列。

系統顯示預試結果；

如未選“開始正式試驗” 擊“繼續試驗”，則再次預試，擊“停止試驗”表示退出試驗。當(dāng)顯示0 dB時驅動大於(yú)或太小時，可先調正增益電位計至适當(dāng)位置，系統将再次預試，如顯示數值合理, 選擇“開始正式試驗”，擊“繼續試驗”, 進入正式掃頻狀态, 

此時屏幕上将出現+/-6dB允差限, 並(bìng)每秒顯示描畫出當(dāng)時的響應曲線及試驗數據：

    由於(yú)振動台系統增益是随頻率而變的，掃頻過程中系統對增益變化能自動适應，自動調正驅動信号，當增益降低很多時，有可能驅動信号飽(bǎo)和達到 ，此時表現爲誤差dB出現較大的負值,此時應适當增加一些增益,即可消除此現象, 但經常出現在試件發生共振時, 短時間飽(bǎo)和超差通常是允許的。

    如設置瞭(le)存盤掃頻次數及存盤文件名（建議加擴展名），則前次數控制譜數據掃頻時被自動保存於(yú)盤内,可在試驗後調出顯示和打印。

    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，再按可恢複(fù)掃頻,“反向掃頻”鍵或“反掃”按鈕可改變(biàn)掃頻方向；按“STOP”按鈕或選“停止試驗”或紅色“停”按鈕爲試驗暫停，再選擇“繼續試驗”或“停止試驗”,並(bìng)保留zui後一次掃頻的圖形。否則将自動(dòng)按設置的掃頻次數完成試驗後自動(dòng)停止試驗。

掃頻時，當誤差>3DB或<-6DB時，系統報(bào)警一次，當連續報(bào)警三次時，自動暫時退出試驗，並(bìng)可選擇“繼續試驗”或“停止試驗”。

定頻試驗的操作類似掃頻而較簡單(dān)。定頻試驗運行時可以設置0至若幹(gàn)級“預試振級和時間”，用以進行同一頻率不同振級大小（-24dB -- +12dB）的連續試驗。

選擇“幫(bāng)助”中的“操作方法簡(jiǎn)介”可得到操作方法的實時幫(bāng)助。

5.8 試驗停止後，點擊“查看”中的“數據回調”或相應按鈕，並(bìng)選擇通道号，通道号0表示控制點，對於(yú)單點控制通道0與1相同。可将内存中前1-200次，及zui後一次掃頻的測量數據調出來顯示，（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）可以控制遊标讀取各點數據。如選中“存盤”並(bìng)鍵入“文件名”（建議文件名加擴展名，如 .dat）則數據以文字型式被同時自動存入盤内。調用“WORD”或“寫字闆”可将這些數據文件調出查看和打印。

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，因爲這樣将使振動試驗失控和丢失試驗數據！如不需要試驗瞭(le)，應先關閉(bì)增益旋鈕，關閉(bì)振動台功放，退出WINDOWS，zui後關閉(bì)微機。

5.10 正弦掃(sǎo)頻(pín)試驗技術

數字控制系統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，我們認爲積極的辦(bàn)法應該是改進試驗技術。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－振動台間的間隙。振動試驗夾具的設計是一項專門的技術，總的要求應該是使*階共振頻率盡可能提高，使得在試驗頻率範圍内共振點減少，提高頻率的方法，通常在材料方面以氩弧焊鋁結構代替鋼闆焊接，厚度要足夠，要加筋，質量要減輕，因此在不降低剛度的條件下應去掉多餘的材料，不應過份強調夾具的通用性而犧牲振動試驗的質量。試件内的和安裝間隙（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，使波形嚴重失真並(bìng)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：由於動力吸振器原理，掃頻時共振頻率處(chù)出現驅動譜的峰和傳遞函數的谷，由此可判斷共振。又由於(yú)掃頻的滞後(hòu)效應，應該(gāi)取正掃反掃出現的共振頻率的平均值設置駐留試驗的頻率。

6.随機(jī)振動(dòng)試驗的操作方法

6.1 試驗前後(hòu)的準備(bèi)工作見4.1～4.7節。

6.2 運(yùn)行RANVIB.EXE,出現(xiàn)主窗口。

6.3 新試驗項目可以單擊“參(cān)數設置”，選“寬帶(dài)随機”,“寬帶(dài)加窄帶(dài)”或“寬帶(dài)加正弦”。

如果選擇“寬帶(dài)随機”，将會出現下列參(cān)數：

本系統對寬帶譜線數的設置更靈活, 原理上可以在100--1600内任意設置，缺省值爲400線。在較高頻率試驗時MIL-STD-810F推薦採(cǎi)用800線。您也可以根據zui低和zui高試驗頻率進行設置, 使頻率分辨率爲整數, zui低頻率也爲頻率分辯率的整數倍，如zui低頻率10Hz，zui高頻率500Hz，可設譜線數爲250，則頻率分辯率爲2.00Hz。由於(yú)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分鍾，宜選較小的譜線數，否則試驗均衡速度将會太慢。

    在時間很短的試驗中，可選僞随機(jī)，以加快均衡速度。通常選真随機(jī)，爲其配置瞭(le)兩種精度，較低精度統計自由度DOF=144，較高者DOF=240。

削波系數小，可避免過大的加速度峰值, 保護振動台。但會引起附加噪聲，使真正的輸出譜與驅動譜不*，在試件有尖銳共振時共振峰壓縮不下來，此時應考慮适當加大削波系數。在進行系統動态範圍測(cè)試時, 也應選用較大值。顯示的非零初始值爲缺省值。其它各參(cān)數設置的意義比較明顯，不多解釋。

上述問題回答完, 系統會對上述數據進行越界檢測, 如有錯誤将報警並(bìng)自動跳到該數據位置, 便於(yú)您及時修改。按“下一步”，開始其它參數設置。

設置振級(jí)-時間(jiān)表，推薦用3dB增量。

寬帶(dài)譜設置,每段輸入三個(gè)數: 下一頻率,譜1,譜2, 譜2=0 表示譜1 爲斜率（dB/oct）

上圖表示從(cóng)起始頻(pín)率20Hz至80Hz斜率爲6dB/Oct，80-500Hz爲0.1g^2/Hz，500-2000Hz爲-6dB/Oct。

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

（如上右圖）結(jié)果也一樣。以此類推，還(hái)可有其它設置方法。

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

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

當窄帶(dài)或正弦部分需要掃頻時，需輸入掃頻參(cān)數:

  （窄帶(dài)/正弦）掃頻帶(dài)寬(kuān) （ 0-20 ）%

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

當有越界錯誤, 也會報(bào)警並(bìng)跳回該處請您修改。

 譜設置完, 系統計(jì)算並(bìng)顯示結果: DF=#.##Hz RMS（g）= #.##g RMS（v）= #.##v RMSA= #.##mm 

DF爲頻率分辨率, RMS（v）值不宜太大或太小，太大易産生過份地削波，太小則增大A/D編(biān)碼誤差，當出現這兩種情況時，系統将提出警告信息，您可以重新設置控制通道靈敏度。還将顯示參(cān)考譜圖，橫坐标爲頻率對數坐标, 縱坐标爲譜密度值,根據譜圖可再次核對您的設置。

6.4 當需要顯示或修改參(cān)數時,選“參(cān)數設置”中的“參(cān)數修改”，屏幕将顯示各參(cān)數，並(bìng)可作修改。

6.5 選“項目”中的“另存爲”可将新設置的參(cān)數存盤，輸入存盤的文件名（請勿寫擴展名，它将被自動取爲.VIB）,如盤内有同名文件, 則系統提示某文件已存在, 並(bìng)問是否改名? 如不改名,原文件将被新文件覆蓋。

6.6 選“項目”中的“調(diào)出”，或直接點(diǎn)擊文件名，将盤内的該數據文件的值取出來。

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

     檢查濾波器頻率範圍應與系統提示頻率相*。 輸入zui大測(cè)量通道數, 試驗名。如需定時将控制譜數據自動存盤，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），時間間隔爲0或未輸入文件名則不存盤。存盤數據可在試驗後由WORD等工具調出處(chù)理。

    試驗運行開(kāi)始後(hòu)，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－振動台－傳(chuán)感器系統的增益，如果太小，在正常運行時将會産(chǎn)生驅動信号的削波，此時顯示：

     0dB驅動(dòng)應增加 ###.#%   請檢查增益或開環(huán)!

    一般應增大輸出電(diàn)位計的開度以後，選“繼續試驗”，如果電(diàn)位計已開到适當(dāng)開度，仍不見系統響應的提高，則可能是系統開環（可能振動台不振動，或電(diàn)荷放大器無輸出信号），可選“退出試驗”,檢查系統,排除故障後再試。

    如果增益開度太大，則表現爲進入預試時振級太大（以小於(yú)－10dB進入預試較好），且在振動(dòng)穩定以後，驅動(dòng)信号##％太小（以爲zui大值），也會減小安全餘度,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(dāng)前狀态的各譜圖顯示及對(duì)試驗狀态的幹預:

  選“查看”中的“譜圖選擇”或點擊相應按鈕，選擇顯示譜圖内容，可爲: 控制譜,參考譜,驅動譜,傳遞函數,各點測量譜，通道号0表示控制點，對於(yú)單點控制通道0與1相同。也可改變(biàn)橫坐标“對數/線性”，也可實時存盤，（試驗完再存盤），再用“WORD”或“寫字闆”（脫機）顯示和打印數據。

    選“試驗運行”中的“掃頻/停掃”,窄帶(dài)譜或正弦譜可按設置的掃頻參(cān)數進行掃頻或停掃。

    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爲止，設置的當(dāng)時的振級時間運行結束仍按程序設置的下一振級運行，如在*級運行-6dB振級5分鍾時間内升級爲0dB，5分鍾結束以後将自動(dòng)轉爲下一振級例如-3dB運行。

    選“降低3dB”或按“降”按鈕或紅(hóng)色↓按鈕，可将當(dāng)時的振級降3dB，直至-18dB爲止。

選“幫(bāng)助”中的“操作方法簡(jiǎn)介”或“H”按鈕可得到操作方法的實時幫(bāng)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，爲退出振動運行，振動台軟停機,試驗運行結束，屏幕上顯示出振動日期，開始和停止時間，此時保存zui後一幀數據，選“譜圖選擇” 或點(diǎn)擊相應按鈕調(diào)出各譜圖查看，也可将數據存盤（建議數據文件名加擴展名，如 .dat）。

試驗結束後，按<,>鍵,或按Shift <, Shift >鍵可以控制遊标讀(dú)取選定譜圖各點(diǎn)數據。

6.9 警告與(yǔ)極(jí)限容差

   當有5％譜線誤差超過預先設置的警告容差，或有1條以上譜線超過極限容差時，則屏幕上則顯示報(bào)警信息，並(bìng)以16進制數顯示超差線數，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。

   當均衡容差超過預先設置的極限容差的譜線數超過10％譜線數時，則試驗自動停止，屏幕上顯示試驗起止時間，並(bìng)保存有zui後一幀數據。經常出現超差停機往往是由於(yú)試件或夾具的尖銳共振或間隙間的撞擊引起，應該改進夾具的設計安裝，不得已時可增大試驗容差。

6.10 意外程序中斷(duàn)

由於(yú)計算機内部、外部的原因，計算機外設處(chù)於(yú)工作不正常或按錯鍵引起計算機程序中斷，或出現死機，但振動過程仍然可能在進行，此時應記下試驗時間，将增益旋到零，關功放高壓, 停止振動台試驗，重新起動。

随機振動試驗對於(yú)夾具設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。本系統中，如果超過極限公差帶的譜線數小於(yú)總譜線數的10％時系統顯示超差線數由試驗者決定是否允許，因爲有些規範隻允許5％的超差。經驗表明，碰到超差譜線數較多的情況,往往採(cǎi)用多點平均值控制方式, 問題能減輕。用戶不妨一試。

6.11 驅動(dòng)譜記(jì)憶功能

    在作一包括夾具和試件在内的複雜結構的試驗時，由於(yú)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曆過超差,爲瞭(le)解決此問題,在均衡好又退出試驗運行後，如果不重新設置參數（或調出參數），再進入試驗運行時，将以上次的驅動譜降低12dB開始進入試驗，将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）可退出随機試驗程序。請千萬不要在試驗停止之前退出程序，因爲這樣将使振動試驗失控和丢失試驗數據！如不需要試驗瞭(le)，應先關閉(bì)增益旋鈕，關閉(bì)振動台功放，退出WINDOWS，zui後關閉(bì)微機。

6.13 正弦加随機(jī)試(shì)驗控制的操作方法

    所謂正弦加随機（Sine-on-Random）是在寬帶真随機信号的基礎上加上若幹條正弦信号，通常第n條正弦信号的頻率爲基頻正弦信号的n倍。這種控制方式是美軍标MIL-STD-810D的直升機試驗規範所要求的。按通常的随機振動控制方式，頻率範圍和譜線數一經選定，頻率分辨率△F也就確(què)定瞭(le)，但系統要求正弦信号的基頻應是△F的整數倍，如果不是整數倍便會引起試驗正弦頻率較大誤差。

    本系統利用譜線數設置的靈(líng)活性，可以很方便地将正弦信号頻率調(diào)正爲△F的整數倍。 

例如: 某試驗zui高試驗頻(pín)率500Hz,基本正弦頻(pín)率爲11.8Hz, 我們(men)如要使頻(pín)率分辨率爲1.5Hz左右,可使其爲第8條譜線， 則△F=11.8/8=1.475 Hz, 譜線數=500/1.475=339。

正弦加随機(jī)總均方根G的計(jì)算方法爲随機(jī)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，将正弦加速度G折算成等效譜密度  PSD=G^2/（2*△F）。式中PSD爲等效譜密度，△F爲頻率分辨率。測量譜爲實際的測量值，由於(yú)在測量時爲避免随機信号的功率洩漏而加瞭(le)海甯窗，所以正弦峰值應比等效參考譜低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(chōng)擊(jī)試驗控制的操作方法：

7.1試驗前後(hòu)的準備(bèi)工作見4.1～4.7節。

7.2 運(yùn)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(cān)數設置”，選“經典沖(chōng)擊”或“沖(chōng)擊譜”；

7.4 當選“經典沖(chōng)擊”，将會出現下列參(cān)數表：

     頻率範圍對於(yú)電(diàn)動式振動台一般爲2000Hz, zui大4000Hz.

     普通方式的波形補(bǔ)償(cháng)爲單向沖擊位移，小位移方式爲雙向相等的位移。

     其它各參(cān)數的意義比較(jiào)明顯, 顯示的非零初始值爲缺省值.

    上述參數設置完, 系統會對上述數據進行越界檢測, 如有錯誤将報警並(bìng)自動跳到該數據位置, 便於(yú)您及時修改.

擊(jī)“下一步”，開始其它參(cān)數設置:

      No  沖(chōng)擊(jī)水平（dB）    沖(chōng)擊(jī)次數 

      1           -6.0           5

  2           -3.0           5

  3   0.0    0

  .......

    沖(chōng)擊水平從(cóng)一個負dB水平開始, 試沖(chōng)擊若幹次, 再逐級增大（建議以3dB遞增）,直至0dB, 設置規定的沖(chōng)擊次數。

    參(cān)數設置完成後，系統進行波形前後置補(bǔ)償處理，屏幕上顯示出：

  zui大加速度= ##.# g  位移= #.### mm   電(diàn)壓(yā) #.## v

電(diàn)壓超過(guò)10V将建議您修改設置。

設置完屏幕顯示設置值和沖(chōng)擊(jī)曲線。

7.5 如需修改請(qǐng)選“參(cān)數設置”中的“參(cān)數修改”。

7.6 欲将參(cān)數存盤請選“項目”中的“另存爲”，輸入文件名請勿寫擴展名，它将被自動(dòng)取爲.SHK的擴展名。

7.7 如需取出盤内的數據文件，請選“項目”中的“調(diào)出”，或直接選擇适當(dāng)的文件名。7.8 按“Run”按鈕或選菜單(dān)“試驗運行”中的“開始試驗”或按綠色“R”按鈕或Ctrl+R鍵(jiàn)開始進行試驗。

   試驗運行開始前，首先調正增益旋鈕到合适位置，調節振動台系統增益到合适的範圍，注意濾波器頻率範圍, 回答試驗名提問, 然後開始運行，先從(cóng)小到大實施試沖(chōng)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(chōng)擊次數等信息，當振動台系統增益太大或太小時顯示“0 dB時增益值将爲：XXX%”，停止均衡，等您調正好增益後繼續進行試驗，或退出試驗。

    均衡合格後，自動顯示控制沖擊波形，並(bìng)實施連續沖擊，每沖擊一次顯示一次峰值加速度，百分比及沖擊次數。沖擊過程中可以選“查看”中的“波形選擇”選擇顯示控制波、參(cān)考波、驅動波或（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↓按鈕爲振級升降，控制沖(chōng)擊變(biàn)到上一個或下一個振級。

需人爲停止試(shì)驗時(shí)，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，否則直到設置的沖(chōng)擊次數完成後自動停止試驗。 試驗結束後，按<,>鍵,或按Shift <, Shift >鍵可以控制遊标讀取選定圖形各點(diǎn)數據。

選擇“幫(bāng)助”中的“操作方法簡(jiǎn)介”可得到操作方法的實時幫(bāng)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，因爲這樣将使振動試驗失控和丢失試驗數據！如不需要試驗瞭(le)，應先關閉(bì)增益旋鈕，關閉(bì)振動台功放，退出WINDOWS，zui後關閉(bì)微機。

7.9 驅動(dòng)譜記(jì)憶功能

    在作一包括夾具和試件在内的複雜結構的試驗時，由於(yú)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曆過超差,爲瞭(le)解決此問題,在均衡好又退出試驗運行後，如果不重新設置參數（或調出參數），再進入試驗運行時，将以上次的驅動譜降低12DB開始進入試驗，将使均衡過程大大加快。

7.10 注意您的功放-振動台-傳感器-電荷放大器系統的極性！它将影響沖擊加速度的方向，當振動台爲垂直方向，我們認定向上的沖擊加速度（普通方式下沖擊位移爲向下），爲“正向沖擊”。當不能確(què)定系統極性時，可進行空台小加速度沖擊試驗以驗證，如果極性反瞭(le)，正式試驗時可實施“反向沖擊”。也可将傳感器倒置安裝實施“正向沖擊”。

8  沖(chōng)擊響應譜（簡稱(chēng)沖(chōng)擊譜）綜合

8.1 概述    

以美國軍标MIL-STD-810D爲代表的新沖(chōng)擊試驗規範(fàn)要求優先以沖(chōng)擊響應譜作爲瞬态試驗的标準。

沖(chōng)擊響應譜定義爲一系列不同固有頻率的單自由度機械系統對於(yú)某瞬态沖(chōng)擊的zui大響應。常用加速度響應譜，即輸入和響應都是加速度。所以沖(chōng)擊響應譜是響應加速度對系統固有頻率的函數。沖(chōng)擊響應譜還與系統的阻尼系數有關，MIL規範要求放大因子Q=10，相應於(yú)阻尼系數0.05。

沖(chōng)擊譜綜合（Shock Spectra Synthesis）是以一系列不同基頻的沖(chōng)擊分波爲基礎，以不同比例加以綜合，以得到規定的沖(chōng)擊響應譜。每一個分波的波形類似於(yú)一定基頻的衰減振動曲線，這種分波的沖(chōng)擊響應譜在其基頻附近爲zui高。    本系統的沖(chōng)擊譜綜合頻率範圍爲20～2000Hz，即2個十倍頻程,沖(chōng)擊譜分析頻率範圍爲5～2000Hz，即2.6個十倍頻程，按規範要求，分析和綜合都是以1/6倍頻程爲間距進行的。分析的阻尼系數範圍爲   0.01～0.20，相應於(yú)放大因子Q=50～2.5，可選。

8.2   沖(chōng)擊(jī)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(cān)數設置”中的“沖(chōng)擊譜”，将會出現：

頻率範圍對於(yú)電(diàn)動式振動台一般爲2000Hz.

其它各參數的意義比較明顯, 顯示的非零初始值爲缺省值。上述參數設置完, 系統會對上述數據進行越界檢測, 如有錯誤将報警並(bìng)自動跳到該數據位置, 便於(yú)您及時修改。

    以後開始其它參(cān)數設置,沖(chōng)擊水平（dB）和沖(chōng)擊次數的設置同“經典沖(chōng)擊”。

然後(hòu)設置沖(chōng)擊譜,屏幕上出現:

  起始頻率20Hz

    輸入頻(pín)率   量值    單(dān)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:下一拐點頻率,量值,和單(dān)位（0=斜率dB/oct, 1=沖(chōng)擊譜g）.

設置無誤擊(jī)“確(què)定”認可.

8.3 設置完成後，系統進行波形綜合，沖(chōng)擊譜分析，與設置值比較，自動修正分波比例，重新綜合和分析，當得到*拟合結果時，顯示zui大G，zui大位移，zui大電壓，末位移，zui大拟合誤差等數據，其中MAXG，MAXD，不應超過振動台的限制，zui大電壓不應超過10V，末位移應接近於(yú)零。zui大誤差通常能小於(yú)0.5dB。如果設置的譜形特殊，則可能某些頻率下會超過0.5dB。然後顯示設置沖(chōng)擊譜和拟合波分析的沖(chōng)擊譜圖。拟合的頻率範圍zui低隻到20Hz，在20Hz以下的分析譜大體上按6dB/OCT趨勢下降，與810D規範相吻合。

   本系統的綜合過程還自動進行波形修正，修正的目标有（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小），顯示出的諸值都是經過這些修正的。當(dāng)zui大電(diàn)壓≥10V時，系統會提示您（可重新設置通道靈敏度值）。

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

8.4 其它操作同經典沖(chōng)擊(jī)。