冲击响应谱控制系统的开发

《冲击响应谱控制系统的开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com振动与冲击JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKVo1．25No．62006第25卷第6期，+一++。+”+”—、{试验研究}+．．++。++．+—冲击响应谱控制系统的开发刘洪英冯雪梅马爱军(中国航天员科研训练中心，北京1OOO94)摘要冲击响应谱试验规范已在航天产品的研制中被普遍采用，针对冲击响应谱试验规范的特点，研制开发了一套基于PC机下的冲击响应谱控制系统，包括系统的功能分析、组成、核心算法的研究、软件实现及试验结果等。解决了冲击响应谱控制系统研制中的两个关键问题，即根据规范生成时域驱动信号及依据响

2、应实现谱控制，并通过自闭环和使用电动振动台联机试验两种方式验证了系统的有效性。关键词：冲击响应谱，时域合成，冲击环境试验，控制系统中圈分类号：TB123文献标识码：A持续时间要求是_<20ms。0引言(昱)s∞图1中，，为低频部分的上升斜率、：为高频幅随着航天技术的发展，爆炸冲击环境越来越受到值和，3分别为冲击响应谱的起始频率、拐点频率重视，为了保证航天器在冲击环境下的可靠性，有必要和终止频率。进行地面爆炸冲击环境模拟试验以便早期暴露结构缺2系统的功能要求陷。用数控振动台系统进行冲击响应谱试验已经成为爆炸冲击环境试验的常用方法J。目前国内用电动振1)根据冲击响应谱规

3、范实现加速度时域波形合动台进行冲击响应谱试验所使用的控制系统主要依靠成，且合成的时域波形的最大加速度值小于振动台的进口，但针对我国冲击响应谱试验规范的特点，这些进最大许可值。口系统在使用中仍存在一些问题，有待进一步完善。2)根据实测响应修正时域波形，实现冲击响应谱随着近年来国内厂家陆续推出大推力的电动振动台，控制(如图2所示)。有必要研制开发国产的冲击响应谱控制系统。本文针对我国航天产品冲击环境试验规范的特点，在消化、吸收国外同类产品的技术特点的基础上，进行了冲击响应谱控制系统的开发，建立了一个基于PC机下的冲击响应谱控制系统，并用电动振动台对该控制系统的有效性进行

4、了试验验证。频率(Hz)1冲击响应谱规范图2冲击响应谱控制曲线用冲击响应谱来描述冲击，目前通用的试验规范是给定一定频率范围内所对应的冲击响应谱值(如图13系统组成所示)，且有一定的持续时问要求，爆炸冲击环境的3．1系统的软件平台本系统基于Pc机下，以Windows2000作为开发平台，软件的功能在VisualC++集成开发环境下实现，利用这种基于Windows平台的可视化编程环境，实现软件的全部功能。3．2系统的功能分析冲击响应谱控制软件的基本功能及流程如下：flf。fsf(频率)1)有试验参数设置窗口，合成的时域及计算冲击图1冲击响应谱试验规范响应谱能够在屏幕上显

5、示；收稿日期：2005—12-08修改稿收到日期：2006一O1一O92)根据试验参数合成一时域波形做为驱动信号；第一作者刘洪英女，高级工程师，1965年1o月生3)将驱动信号经D／A转换后输出，采集激振器台维普资讯http://www.cqvip.com第6期刘洪英等：冲击响应谱控制系统的开发面的冲击响应信号经A／D转换后传回；波形计算的冲击响应谱值满足试验规范的要求。4)计算冲击响应谱，与参考谱比较，进行冲击响由于A值对冲击谱值影响最大-6，，因此在计算应谱修正，发出下一组信号；冲击响应谱值与规范谱值作比较时，主要修正A值。5)驱动信号能够从小量级开始，每3dB

6、上升一级根据冲击响应谱修正方法进行加速度时域波形合成发出；时，只是单纯考虑了冲击响应谱值满足规范值要求，而6)具有管理参数文件和试验文件及实验试验文对应的时域波形的最大加速度值很可能超过振动台的件打印的功能。最大许可值，因此必须同时结合修正t值对加速度时3．3系统的组成域进行优化。为了实现修正时域波形和实现限制加速本系统由参数设置、时域合成、试验、数据管理、打度峰值的目的，在进行算法研究时将冲击响应谱修正印五部分组成。和时域波形修正很好地结合起来，开始时域波形合成1)参数设置时就同时修正A值和t拥值，以后在每一试验量级上都在试验规范设置对话框中，可以设置试验规范以对

7、A值和t值进行修正，如果有必要还将对波形数目及动圈加速度峰值限制参数。当各参数设置确定后，进行修正。进行时域合成时结合设备加速度峰值限制进行时域和3)试验谱优化计算出实现该规范谱的时域信号作为下一步根据试验规范合成一个满意的时域波形以后，就试验的驱动信号。这一功能可以在根据规范谱合成时可以以此为驱动信号，先将驱动信号转化为一个小量域波形时就预估所使用设备的能力是否能实现所要做级信号，在小量级下均衡，均衡完成后，逐步将量级升的试验规范，这对合理使用设备、正确指导试验有很大至试验量级，通常设五个预置量级，即一12dB，一9dB，的帮助。一6dB，一3dB，0dB。为