一种双台并推同步性实时表征辨识及保护方法与流程

本发明涉及装备振动试验技术领域，尤其涉及一种双台并推同步性实时表征辨识及保护方法。

背景技术：

在装备振动环境试验技术领域，采用电动振动台并推激励是一种新型的振动环境加载手段，这种方法建立在多点激励控制方法的基础上，如mimo控制方法，misa控制方法等。工程应用过程当中，由于两个振动台激励可能存在不同步的情况，会导致试验实施的困难，严重时会导致振动台系统和/或试验件的异常破坏。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种双台并推同步性实时表征辨识及保护方法，解决了现有方法存在的不足。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种双台并推同步性实时表征辨识及保护方法，所述方法包括：

实时测量双振动台的驱动信号、动态位移、响应加速度以及振动台线圈的功放电流，获得相应的时间历程，并对获取的时间历程进行自动功率谱密度分析计算；

采用峰值拾取法利用功率谱密度识别试验系统一阶固有频率；

对动态位移、响应加速度和功放电流的时间历程进行互功率谱密度分析，获得相应的相位谱；

根据所述峰值拾取法的处理结果建立以动态位移为优先参数的多参数综合保护准则，并依据所述多参数综合保护准则发出指令给控制端。

所述实时测量双振动台的驱动信号、动态位移、响应加速度以及振动台线圈的功放电流，获得相应的时间历程包括：

实测与两个振动台连接的滑台两个远端的主振向的动态位移离散时间历程分别为d1(tk)、d2(tk)；两个振动台功放系统输出电流离散时间历程分别为i1(tk)、i2(tk)；两个振动台连接的滑台主振向的响应加速度离散时间历程分别为a1(tk)、a2(tk)；两个振动台的驱动信号离散时间历程分别为dr1(tk)、dr2(tk)。

所述对获取的时间历程进行自动功率谱密度分析计算包括：

根据所述动态位移离散时间历程d1(tk)、d2(tk)、采样点数n和采样间隔ts得到d1(k)和d2(k)，并求得其对应的共轭复数d1(k)^*和d2(k)^*；

根据采样点数n、采样间隔ts、d1(k)、d2(k)、d1(k)^*和d2(k)^*得到对应的动态位移自功率谱密度和

根据样点数n、采样间隔ts、和得到动态位移互功率谱密度

将动态位移离散时间历程d1(tk)和d2(tk)依次替换为两个振动台功放系统输出电流离散时间历程i1(tk)和i2(tk)、两个振动台连接的滑台主振向的响应加速度离散时间历程a1(tk)和a2(tk)、两个振动台的驱动信号离散时间历程dr1(tk)和dr2(tk)并重复上述步骤，得到功放电流自功率谱密度分别为互功率谱密度为响应加速度自功率谱密度分别为互功率谱密度为驱动信号自功率谱密度分别为互功率谱密度为

所述采用峰值拾取法利用功率谱密度识别试验系统一阶固有频率包括：

设置识别试验系统一阶固有频率为其中

根据所述动态位移互功率谱密度根据辨识满足条件和辨识动态位移相位谱ωd(fk)；

根据所述功放电流互功率谱密度根据辨识满足条件和辨识功放电流相位谱ωi(fk)；

根据所述响应加速度互功率谱密度根据辨识满足条件和辨识响应加速度相位谱ωa(fk)。

所述根据所述峰值拾取法的处理结果建立以动态位移为优先参数的多参数综合保护准则，并依据所述多参数综合保护准则发出指令给控制端包括：当fk＜f0时，依次进行位移同步性比较步骤、电流同步性比较步骤和加速度同步性比较步骤，否则，重新测量双振动台的驱动信号、动态位移、响应加速度以及振动台线圈的功放电流。

所述位移同步性比较步骤包括：

当ωd(fk)＞20°时，发出停机保护信号至控制端，双台并推振动系统驱动信号关闭，功放系统去使能；

当ωd(fk)＜20°时，转入进行电流同步性比较步骤。

所述电流同步性比较步骤包括：

当ωi(fk)＞30°时，发出停机保护信号至控制端，双台并推振动系统驱动信号关闭，功放系统去使能；

当ωd(fk)＜30°时，转入进行加速度同步性比较步骤。

所述加速度同步性比较步骤包括：

当ωa(fk)＞40°时，发出停机保护信号至控制端，双台并推振动系统驱动信号关闭，功放系统去使能；

当ωd(fk)＜40°时，重新测量双振动台的驱动信号、动态位移、响应加速度以及振动台线圈的功放电流。

本发明具有以下优点：一种双台并推同步性实时表征辨识及保护方法，根据实时动态位移、响应加速度及功放电流，对低于一阶固有频率的频段进行双台并推系统的同步性表征和识别，构建了一种以动态位移为优先的三参数综合保护准则。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本发明做进一步的描述。

如图1所示，本发明涉及一种双台并推同步性实时表征辨识及保护方法，该方法综合考虑位移、加速度及电流的同步性表征与辨识方法，实时识别双台并推系统各激励源之间的同步性，构建保护准则，实现对双台并推系统的安全保护；其具体包括以下内容：

s1、实测两个动态位移，分别位于滑台两端，此两端均与振动台连接，其离散时间历程分别为d1(tk)、d2(tk)；两个振动台功放系统输出电流离散时间历程分别为i1(tk)、i2(tk)；两个振动台连接的滑台主振向的响应加速度离散时间历程分别为a1(tk)、a2(tk)；两个振动台的驱动信号离散时间历程分别为dr1(tk)、dr2(tk)；其中，k＝0,1,…n-1，n为采样点数；

s2、计算步骤s1实测参数的自功率谱密度和互功率谱密度，得到动态位移自谱分别为互谱为功放电流自谱分别为互谱为响应加速度自谱分别为互谱为驱动信号自谱分别为互谱为

其中，动态位移自谱为：

式中k＝0,1,…n-1，n为采样点数，ts为采样间隔，动态位移d1(tk)的傅里叶变换d1(k)为：

共轭复数d1(k)^*为：

动态位移自谱为：

动态位移d2(tk)的傅里叶变换d2(k)为：

共轭复数d2(k)^*为：

根据公式和则可以得到动态位移互谱为：

功放电流自谱为：

功放电流i1(tk)的傅里叶变换i1(k)为：

共轭复数i1(k)^*为：

功放电流自谱为：

功放电流i2(tk)的傅里叶变换i2(k)为：

共轭复数i2(k)^*为：

根据公式和得到功放电流互谱为：

响应加速度自谱为：

响应加速度a1(tk)的傅里叶变换a1(k)为：

共轭复数a1(k)^*为：

响应加速度自谱为：

响应加速度a2(tk)的傅里叶变换a2(k)为：

共轭复数a2(k)^*为：

根据公式和得到响应加速度互谱为：

驱动信号自谱为：

驱动信号dr1(tk)的傅里叶变换dr1(k)为：

共轭复数dr1(k)^*为：

动态位移自谱为：

驱动信号dr2(tk)的傅里叶变换dr2(k)为：

共轭复数dr2(k)^*为：

结合公式和驱动信号互谱为：

s3、识别系统一阶固有频率f0为：

其中，

s4、动态位移互功率谱密度根据辨识满足条件和辨识动态位移相位谱ωd(fk)；

功放电流互功率谱密度根据辨识满足条件和辨识功放电流相位谱ωi(fk)；

响应加速度互功率谱密度根据辨识满足条件和辨识响应加速度相位谱ωa(fk)。

s5、当fk＜f0时，进行位移同步性比较；

具体为，当ωd(fk)＞20°时，发出停机保护信号st至控制单元，双台并推振动系统驱动信号关闭，功放系统去使能；

当ωd(fk)＜20°时，转入步骤s6进行电流同步性比较；

s6、电流同步性比较；

具体为，当ωi(fk)＞30°时，发出停机保护信号st至控制单元，双台并推振动系统驱动信号关闭，功放系统去使能；

当ωd(fk)＜30°时，转入步骤s7进行加速度同步性比较；

s7、加速度同步性比较；

具体为，当ωa(fk)＞40°时，发出停机保护信号st至控制单元，双台并推振动系统驱动信号关闭，功放系统去使能；

当ωd(fk)＜40°时，返回步骤s1。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。