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基于虛擬儀器的多點(diǎn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
應(yīng)用領(lǐng)域：研發(fā)
挑戰(zhàn)：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)控制系統(tǒng)。
應(yīng)用方案：使用NI公司的LabWindows/CVI軟件配合動(dòng)態(tài)信號(hào)分析卡NI-4551和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集卡NI-4472以及其他硬件快速開發(fā)一個(gè)基于PC的多點(diǎn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)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(diǎn)激勵(lì)振動(dòng)試驗(yàn)控制技術(shù)是對(duì)大型復(fù)雜試件開展可靠性和環(huán)境試驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品可靠性的考核有著重要的意義。本文將給出多點(diǎn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的控制方案和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，在LabWindows/CVI平臺(tái)上結(jié)合NI PCI-4551和NI PCI-4472板卡開發(fā)一個(gè)雙振動(dòng)臺(tái)隨機(jī)振動(dòng)控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了實(shí)際連臺(tái)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：在一定試驗(yàn)條件下，本文給出的控制方案是可行的，且所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)具有較好的控制結(jié)果，達(dá)到了試驗(yàn)規(guī)范要求。
引言
隨著對(duì)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(dòng)了考核產(chǎn)品耐振動(dòng)應(yīng)力的振動(dòng)試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)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(dòng)試驗(yàn)，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(jì)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(diǎn)激勵(lì)振動(dòng)試驗(yàn)已不能提供足夠的推力或是達(dá)到特定的運(yùn)動(dòng)水平來較真實(shí)地模擬產(chǎn)品實(shí)際工作環(huán)境，并達(dá)到規(guī)定的試驗(yàn)要求。而國(guó)軍標(biāo)、美軍標(biāo)及其它許多國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)振動(dòng)試驗(yàn)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(shí)際的產(chǎn)品工作環(huán)境，因此，對(duì)于無法用單點(diǎn)激勵(lì)來形成的振動(dòng)環(huán)境，則需要通過多點(diǎn)激勵(lì)振動(dòng)來解決。而目前在國(guó)內(nèi)，多點(diǎn)激勵(lì)振動(dòng)控制技術(shù)還處于起步階段，多點(diǎn)振動(dòng)控制系統(tǒng)更是沒有研制出來。本文將介紹多點(diǎn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)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(jì)開發(fā)，并對(duì)實(shí)際連臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論，希望能夠?yàn)槎帱c(diǎn)激勵(lì)振動(dòng)控制技術(shù)的進(jìn)一步研究奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1、 系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由控制計(jì)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(jì)算機(jī)生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(dòng)，同時(shí)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(jì)算機(jī)，從而形成閉環(huán)控制。在實(shí)際試驗(yàn)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(diǎn)處的振動(dòng)能夠達(dá)到并保持試驗(yàn)規(guī)范要求。
圖1 系統(tǒng)組成框圖
[1] [2] [3] [4] [5]
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