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基于虛擬儀器的多點隨機(jī)振動試驗控制系統(tǒng)的設(shè)計
應(yīng)用領(lǐng)域：研發(fā)
挑戰(zhàn)：設(shè)計并實現(xiàn)多點隨機(jī)振動試驗控制系統(tǒng)。
應(yīng)用方案：使用NI公司的LabWindows/CVI軟件配合動態(tài)信號分析卡NI-4551和動態(tài)數(shù)據(jù)采集卡NI-4472以及其他硬件快速開發(fā)一個基于PC的多點隨機(jī)振動試驗控制系統(tǒng)。
使用的產(chǎn)品：LabWindows/CVI，NI PCI-4551，BNC-2140，NI PCI-4472。
介紹
多點激勵振動試驗控制技術(shù)是對大型復(fù)雜試件開展可靠性和環(huán)境試驗的關(guān)鍵技術(shù)，對產(chǎn)品可靠性的考核有著重要的意義。本文將給出多點隨機(jī)振動試驗的控制方案和控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，在LabWindows/CVI平臺上結(jié)合NI PCI-4551和NI PCI-4472板卡開發(fā)一個雙振動臺隨機(jī)振動控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了實際連臺試驗。試驗結(jié)果表明：在一定試驗條件下，本文給出的控制方案是可行的，且所設(shè)計的控制系統(tǒng)具有較好的控制結(jié)果，達(dá)到了試驗規(guī)范要求。
引言
隨著對產(chǎn)品設(shè)備安全性、可靠性和環(huán)境適應(yīng)性要求的不斷提高，推動了考核產(chǎn)品耐振動應(yīng)力的振動試驗技術(shù)的發(fā)展，同時被試產(chǎn)品覆蓋面也進(jìn)一步擴(kuò)寬，從元器件到部件、組合件乃至整機(jī)都要求進(jìn)行振動試驗，以便在更高層次上充分暴露大系統(tǒng)可能存在的薄弱環(huán)節(jié)和設(shè)計缺陷。
隨著被試產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，體積大型化及產(chǎn)品重型化，單點激勵振動試驗已不能提供足夠的推力或是達(dá)到特定的運動水平來較真實地模擬產(chǎn)品實際工作環(huán)境，并達(dá)到規(guī)定的試驗要求。而國軍標(biāo)、美軍標(biāo)及其它許多國際標(biāo)準(zhǔn)對振動試驗中的被試產(chǎn)品所施加應(yīng)力都有嚴(yán)格要求，應(yīng)使其盡量符合實際的產(chǎn)品工作環(huán)境，因此，對于無法用單點激勵來形成的振動環(huán)境，則需要通過多點激勵振動來解決。而目前在國內(nèi)，多點激勵振動控制技術(shù)還處于起步階段，多點振動控制系統(tǒng)更是沒有研制出來。本文將介紹多點隨機(jī)振動試驗控制技術(shù)和基于虛擬儀器技術(shù)的控制系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)，并對實際連臺試驗結(jié)果進(jìn)行分析討論，希望能夠為多點激勵振動控制技術(shù)的進(jìn)一步研究奠定一個良好的基礎(chǔ)。
系統(tǒng)設(shè)計
1、 系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由控制計算機(jī)、NI PCI-4551、NI PCI-4472、BNC-2140、功率放大器、電荷放大器、傳感器、激振器、試件、夾具及連接電纜等組成（見圖1）。系統(tǒng)使用儀器設(shè)備見表1。其基本工作原理為：控制計算機(jī)生成驅(qū)動信號由PCI-4551卡輸出經(jīng)功率放大器放大后給激振器來產(chǎn)生隨機(jī)振動，同時由安裝在試件（或夾具）上的加速度傳感器拾振，經(jīng)電荷放大器后通過PCI-4472采集輸入到控制計算機(jī)，從而形成閉環(huán)控制。在實際試驗過程中，由于外界干擾或系統(tǒng)特性的影響，控制過程應(yīng)反復(fù)進(jìn)行，以使控制點處的振動能夠達(dá)到并保持試驗規(guī)范要求。
圖1 系統(tǒng)組成框圖
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