专利名称：振动试验开环状态快速判断方法及保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种振动试验开环状态的判断方法及保护装置，尤其涉及一种能快速、准确地判断开环状态的振动试验开环状态快速判断方法及保护装置。
背景技术：
振动试验用来模拟产品或结构在实际工作状态下所处的振动环境，以确定所设计及制造的产品在运输、使用及工作工程中能否承受外来振动及因自身工作产生的振动而不致被破坏，并能发挥其预定性能，达到预定寿命的可靠性。
振动试验系统由振动台、功率驱动放大器、振动控制器、试验件、夹具、加速度传感器构成。试验过程试验件通过夹具被固定在振动台上，安装在试件上的加速度传感器将振动的加速度信号反馈给振动控制器，振动控制器对输入的加速度反馈信号和给定的目标信号进行处理，并由专门的算法计算得到控制信号，将控制信号输出至功率驱动放大器，以控制实现振动台带动试件做与目标信号一致的振动。振动试验的频率为IHz 2kHz，试验过程中由振动控制器传输给功率驱动放大器的控制信号一般最大为土 10V,加速度传感器反馈信号经过适配器处理后传输给振动控制器的信号一般情况下也转换为±ιον。振动试验相关详见GJB-150。振动试验开环状态是指上述的试验过程各个环节之间的连接有一处或者多处断开，例如加速度传感器脱落使得加速度反馈信号丢失，加速度传感器电源故障、振动控制器未能输出控制信号至功率驱动放大器，功率驱动放大器未正常驱动振动台等。这些情况有的会导致振动台停止振动，使得加速度传感器输出信号接近零，有的会直接导致加速度传感器信号丢失，这些情况都会使得振动控制器判定为“给定的控制信号过小而造成试验件振动量级不够”，因此会逐渐增加控制器驱动信号直至达到设定的最大驱动信号，并经过一定时间后，才判断为“系统开环”，最后提示异常并完成平滑停机。目前国内外普遍使用的振动控制器，其回路处理运算时间多为20ms及以上，在遇到振动试验系统开环时，按照上述传统处理原则，这些振动控制器一般会需要经过若干个回路处理周期才能判断系统开环。传统的技术存在着两个方面的缺点I、不能及时辨别振动系统开环的情况传统的振动控制器在遇到振动试验过程中系统开环的情况时，由于所检测到的加速度传感器反馈信号接近零，通常判断为给定控制信号过小而造成的试验件振动量级不够，之后逐渐增加控制器驱动信号直至达到设定的最大驱动信号，最后提示异常并停机；该过程根据振动控制器的回路处理时间、预设处理线数、运算处理算法等有所不同，但多为300ms以上。2、传统设计的开环状态处理原则不合理在实际的试验过程中，由于电磁干扰、功率驱动放大器电子故障、信号连接处接触不良等原因引起的系统开环情况容易在短时间内自恢复，该情况在实际试验过程中确有发生。传统的振动试验系统遇到该种情况时，按照其传统的设计思路，会逐渐增加驱动信号直至达到设定上限后再做异常保护处理。在运行处理的时间内，若系统开环情况恢复，会给振动台一个极大的控制信号，使得振动台产生一小段时间的大量级振动。这种情况是对被测试验件的过试验、过考核,也是对整个振动试验系统的大量级冲击，容易造成试验件损坏，严重情况下会造成功率驱动放大器以及振动台体的损坏，如果试验件为火エ品则极易引起爆炸。传统的振动试验系统中，除上述依靠振动控制器来判断系统开环状态的振动试验系统，还没有其它类型的振动试验系统在专利文献及非专利文献中记载。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供ー种能快速、准确地判断开环状态的振动试验开环状态快速判断方法及保护装置。为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案本发明所述振动试验开环状态快速判断方法，包括以下步骤(I)对多路加速度反馈信号进行同步采集，信号采集的频率も为试验频率上限的10倍；(2)选择试验类型正弦振动试验和随机振动试验ニ选ー；(3)若为正弦振动试验，则转入步骤(4)，若为随机振动试验，则转入步骤(4)或步骤(5)；(4)判断系统是否开环顺序记录加速度反馈信号，并建立数据队列M，设计队列长度为n，队列遵循FIFO处理策略，队列长度η由以下公式计算
权利要求
1.一种振动试验开环状态快速判断方法，其特征在于包括以下步骤 (1)对多路加速度反馈信号进行同步采集，信号采集的频率fo为试验频率上限的10倍; (2)选择试验类型正弦振动试验和随机振动试验ニ选ー； (3)若为正弦振动试验，则转入步骤(4)，若为随机振动试验，则转入步骤(4)或步骤(5)； (4)判断系统是否开环顺序记录加速度反馈信号，并建立数据队列M，设计队列长度为n，队列遵循FIFO处理策略，队列长度n由以下公式计算
2.根据权利要求I所述的振动试验开环状态快速判断方法，其特征在于所述步骤(3)中，若为随机振动试验，则转入步骤(5)。
3.ー种应用权利要求I所述的振动试验开环状态快速判断方法的保护装置，安装于振动控制器和功率驱动放大器之间，其特征在于包括高速多通道同歩数据采集器、FPGA和高速模拟开关，所述高速多通道同歩数据采集器的数据采集端与加速度传感器的反馈信号输出端连接，所述高速多通道同歩数据采集器的通讯端与所述FPGA的数据采集通讯端连接，所述FPGA的控制信号输出端与所述高速模拟开关的控制信号输入端连接，所述高速模拟开关的两个开关接线端分别与所述振动控制器的信号输出端和所述功率驱动放大器的信号输入端连接。
全文摘要
本发明公开了一种振动试验开环状态快速判断方法，包括以下步骤对多路加速度反馈信号进行同步采集；选择试验类型正弦振动试验和随机振动试验；不同的试验类型用不同的判断方法判断系统是否开环。本发明还公开了一种应用振动试验开环状态快速判断方法的保护装置，包括高速多通道同步数据采集器、FPGA和高速模拟开关，高速多通道同步数据采集器和高速模拟开关分别与FPGA连接，高速模拟开关的两个开关接线端分别与振动控制器的信号输出端和功率驱动放大器的信号输入端连接。通过本发明能根据实时采集的加速度反馈信号，并根据不同的试验类型，快速、准确地判断系统的开环状态；本发明的保护装置直接接入传统振动试验系统结构中，使用方便。
文档编号G01M7/02GK102650564SQ201210116549
公开日2012年8月29日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者严侠, 宋琼, 汪沂萍, 牛宝良, 王宇飞, 胡绍全, 舒杨 申请人:中国工程物理研究院总体工程研究所