本发明属于航天器力学环境试验技术领域，具体涉及一种多振动台并激运动同步调试方法。
背景技术：
航天器在发射前都需要经历严格的振动环境试验验证，以考核产品的结构设计是否合理，充分暴露产品潜在的缺陷及隐患。随着中国航天技术的不断发展，空间站等超大型航天器的研制活动已经启动，而目前市场上的单个振动台推力无法满足其力学试验要求。因此，研制多台并激大推力振动试验系统迫在眉睫。
多振动台并激振动试验系统主要由振动台台体、扩展台面、冷却系统、油泵系统、功放系统及振动控制系统等组成。而振动控制系统一般主要由振动控制器和相位同步控制器组成。多台并激振动试验通常采用振动控制器和相位同步控制器分别对多个振动台的振幅和相位进行控制。
目前振动控制器可从市场上进行购置，国内外研制厂家较多；而研制相位同步控制器的厂家国外却寥寥无几。相位同步控制器主要分数字相位同步控制器和模拟相位同步控制器。生产数字相位同步控制器的国外厂家主要有美国tti公司，目前对中国进行禁运；生产模拟相位同步控制器的国外厂家主要有丹麦b&k公司和德国的beak公司，这两个厂家目前虽不对中国进行禁运，但其研制的产品主要与其公司自己的振动台相匹配。针对国内生产的振动台，如果需配置相位同步控制器，丹麦b&k公司和德国的beak公司均需进行特殊研制，而且研制技术难度巨大，研制所需经费高昂。国内在相位同步控制器研制方面还不成熟，基本没有成熟产品。
多振动台并激振动试验系统中如何实现多台并激运动同步一直是航天器力学试验领域的难题。因此，在没有与国内生产的振动台相匹配的相位同步控制器的情况下，如何提出一种多振动台并激运动调试方法，以确保多台运动同步，显得尤为重要。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于提供一种多振动台并激运动同步调试方法，该方法主要通过调节功放增益及相位补偿方式来确保多台运动同步。该方法能防止多个振动台输出反相造成试验设备、试验产品损坏，保证多振动台并激试验系统安全、有效的运行。
本发明采用了如下的技术方案：
一种多振动台并激运动同步调试方法，主要包括以下步骤：
(1)确定多台并激同步调试目标，包括各个振动台功放的电流幅值误差和相位误差；
(2)连接试验设备
多振动台并激运动的振动控制器发出的驱动信号通过三通形式一分多进入功率放大器，驱动多个振动台运动，同时用于测量电流信号的霍尔效应传感器的多路反馈信号输入给振动控制器用于测量振动台的电流幅值和相位，设置在振动台台面的控制加速度传感器输出信号连接至信号调节器，经过对信号放大滤波后进入振动控制器；
(3)开启试验设备
依次开启多个振动系统中的振动台台体、冷却系统、油泵系统、功放系统及振动控制系统等设备。设备开启后检查其运行状态是否正常；
(4)设置振动控制系统参数
在振动控制系统中设置试验频率范围、扫描速率、压缩速度，控制通道灵敏度、比例带宽滤波参数，控制方式的参数；
(5)测量空台试验电流信息
分别开展低量级、中间量级、高量级三个量级的振动试验，测量多个振动台霍尔电流传感器反馈的电流幅值和相位信息；
(6)调整多台运动幅值同步
按照空台三次不同量级测量的电流信号幅值曲线确定多个振动台运动的幅值误差，通过控制功放增益大小的方式使多个振动台之间的幅值误差在设定目标以内，记录最终满足幅值误差精度的各功放增益位置；
(7)调整多台运动相位同步
按照空台三次不同量级测量的电流信号相位曲线确定多个振动台之间的相位误差，通过采取在各功放的输入信号入口处串入相位移位器的方式，通过调整相位移位器的大小，使多个振动台之间的相位误差在设定目标以内，记录最终满足相位误差精度的各功放相位移位器的位置；
(8)进行带负载扩展台试验
将扩展台面与振动台14、15、16、17连接，控制传感器安装在扩展台面上。按照步骤(6)和(7)确定的增益位置和相位移位器位置分别开展多个振动台带扩展台状态的低量级、中间量级、高量级三个量级的振动试验，测量多个振动台反馈的电流幅值和相位；
(9)关闭试验设备
依次关闭试验设备，记录各增益位置及相位移位器的位置，供后期多台并激振动试验控制使用。
其中，步骤(8)中如果多个振动台之间的幅值和相位误差不满足调试目标要求，则重回到步骤(6)，对增益及相位移位器大小进行调整，直至步骤(8)满足调试目标要求。
其中，所述的测量电流信号的霍尔效应传感器安装位置靠近功放系统或振动台动圈附近。
其中，所述的相位移位器在试验频率范围内可分段设置，即不同频率段范围可设置不同的相位角偏移。
本发明的多振动台并激运动同步调试方法，主要通过调节功放增益及相位补偿方式来确保多台运动同步，能防止多个振动台输出反相造成试验设备、试验产品损坏，保证多振动台并激振动试验系统安全、有效的运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一具体实施方式中四台空台并激振动试验系统示意图；
其中，1－振动控制器、2－1#相位移位器、3－2#相位移位器、4－3#相位移位器、5－4#相位移位器、6－1#功放、7－2#功放、8－3#功放、9－4#功放、10－1#霍尔电流传感器、11－2#霍尔电流传感器、12－3#霍尔电流传感器、13－4#霍尔电流传感器、14－1#振动台、15－2#振动台、16－3#振动台、17－4#振动台、18－控制传感器、19－信号调节器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种多振动台并激运动同步调试方法作进一步的说明。
参见图1，图1显示了本发明一具体实施方式中四台空台并激振动试验系统示意图；其中，该具体实施方式采用了四台的并激振动台。本发明的振动试验系统包括：振动控制器、相位移位器、功放、霍尔电流传感器、振动台、控制传感器及信号调节器。
图1中振动控制器1发出drive驱动信号经过相位移位器2、3、4、5后分别进入功率放大器6、7、8、9对信号进行放大，随后驱动振动台14、15、16、17四个振动台运动。安装在四个振动台上的控制传感器将加速度信号经信号调节器19放大滤波处理后反馈给振动控制器1；安装在功率放大器和振动台之间的四个霍尔电流传感器10、11、12、13将测量的振动台电流信号反馈给振动控制器1进行采集、分析，获取的振动台电流幅值和相位信息用于调整功放增益及相位移位器的大小，确保多个振动台运动同步。
针对上述四台空台并激振动试验系统，本发明的多振动台并激运动同步调试方法包括如下步骤：
(1)多台并激同步调试目标确定。具体地，确定多台并激同步调试成功的目标，包括各个振动台功放的电流幅值误差和相位误差，一般电流幅值误差目标设定在5％以内，相位误差目标设定在±5°以内；
(2)试验设备连线准备。具体地，振动控制器1发出的驱动信号通过三通形式一分四进入功率放大器6，7，8，9驱动多个振动台运动，同时用于测量电流信号的四个霍尔效应传感器10，11，12，13的多路反馈信号输入给振动控制器1用于测量振动台的电流幅值和相位。安装在台面的控制加速度传感器18输出信号连接至信号调节器，经过对信号放大滤波后进入振动控制器1；
(3)试验设备开启。具体地，依次开启多个振动系统中的振动台台体、冷却系统、油泵系统、功放系统及振动控制系统等设备。设备开启后检查其运行状态是否正常；
(4)振动控制系统参数设置。具体地，在振动控制系统中设置试验频率范围为5至100hz、扫描速率为4oct/min、压缩速度为30％，控制通道灵敏度为1000mv/g、比例带宽滤波参数为140％，相位移位器初始设置为0，控制方式采取多点平均控制；
(5)空台试验电流信息测量。具体地，按照步骤(4)中振动控制系统参数设置分别开展低量级0.1g、中间量级0.6g、高量级1.0g三个量级的振动试验。测量多个振动台霍尔电流传感器反馈的电流幅值和相位信息；
(6)多台运动幅值同步调整。具体地，按照空台三次不同量级测量的电流信号幅值曲线初步判断多个振动台运动的幅值误差。由于振动台之间的特性会有差异，拟通过控制功放增益大小的方式使多个振动台之间的幅值误差在5％以内，记录最终满足幅值误差精度的各功放增益位置；
(7)多台运动相位同步调整。具体地，按照空台三次不同量级测量的电流信号相位曲线初步判断多个振动台之间的相位误差。由于振动台之间的特性会有差异，拟通过采取在各功放的输入信号入口处串入相位移位器的方式，通过调整相位移位器的大小，使多个振动台之间的相位误差在±5°以内，记录最终满足相位误差精度的各功放相位移位器的位置；
(8)带负载扩展台试验。具体地，在图1的基础上，将扩展台面与振动台14、15、16、17连接，控制传感器安装在扩展台面上。按照步骤(6)和(7)确定的增益位置和相位移位器位置分别开展多个振动台带扩展台状态的低量级0.1g、中间量级0.6g、高量级1.0g三个量级的振动试验，测量多个振动台反馈的电流幅值和相位。如果此时多个振动台之间的幅值和相位误差不满足调试目标要求，则重回到步骤(6)，对增益及相位移位器大小进行调整，直至步骤(8)满足调试目标要求；
(9)试验设备关闭。具体地，依次关闭振动台油泵、气泵、功放系统、振动控制器、信号调节器、示波器等设备。记录各增益位置及相位移位器的位置，供后期多台并激振动试验控制使用。
在4个35吨振动台组成的140吨四台并激大推力振动试验系统上，利用本发明的调试方法完成了多台并激运动同步调试。试验幅值控制误差最终控制在5％以内，四个振台相位同步精度达±5°，取得了良好的四台并激同步控制效果。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。