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浅谈随机振动试验6 试验中若干参数说明1 均衡化处理

2024-08-05 08:48:35·  来源：振动试验学习笔记  
　

   在随机振动试验条件设定中，某些参数的设置,很多试验人员基本一知半解。比如下图1中的分析谱线（LINE）、频率分辨率Δf、平均化参数M和E（即自由度DOF）等。这些参数涉及随机试验控制软件内部是如何对随机振动波进行信号采集和处理的，以便更好地对随机振动进行控制。下面就一些参数的含义和设定进行简单说明。


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   随机振动波（满足平稳的各态历经（ergodic process）的正态分布）是包含各种频率成份的，一个随机试验控制PSD谱，通过振动控制仪逆傅里叶变换后再生成随机波形信号输出给功放，有很多的波形对应，再由功放增幅后输出到振动台，振动台振动。振动波形又通过控制加速度传感器采集输入到振动控制仪，再通过傅里叶变化得到反馈PSD谱（响应PSD谱），反馈PSD谱和控制PSD谱相互比较，使控制PSD谱与试验要求的PSD谱（目标PSD谱）保持一致，再输出。试验中波形生成、台体振动、采集、反馈、比较、再生成、、、，周而复始进行。当然，其控制过程是相当复杂的，并没有上面叙述的那么简单。

  

 要进行随机振动试验必须需要以下几个试验条件，


1 目标PSD谱

2 试验时间

3 输入振动控制仪的模拟电气信号（比如，输入灵敏度等）


1和2是随机振动试验直接的要求，3是力学量和电气量转换需要的变换器。有了这三个条件，随机振动控制仪便可动作。为了防止损坏试验体和振动台，随机试验一开始并不是直接100%量级进行试验的， 而是先发出一个白噪音谱来进行低量级的驱动，即在进行随机振动试验前，控制仪会先进行均衡化处理（equalization）。因为试验体传递特性的差异，振动控制仪需要对此传递特性进行均衡处理，使输出的驱动信号能够满足目标谱，并使功放满足输出。图2是均衡的示意图，振动系的传递特性H(f)，为了使控制点R处的响应谱φ(f)和目标谱Ref(f)一致，控制仪的输出信号谱Drive(f)需满足H(f)的相反曲线形状。


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 对均衡化的详细处理有兴趣的同行可以边参考上图边阅读《振动与冲击试验技术》的3.8.2章节部分（P151页），看不懂请绕道。


 对频谱均衡化处理（修正和补偿等）是贯穿整个随机试验过程的，均衡时间和采样频率、谱线数、数据数等有关，同等频率范围内，谱线数越大，采样频率越小，数据数越多，处理的时间越长，均衡时间也就越长。这就是随机试验一开始，从小量级到100%量级试验开始的时间各不相同的原因。采样频率、谱线数、数据数的概念，请关注下一篇文章。

   

本文中，读者只要记住均衡化概念和图2即可，具体细节没有必要深究，留给随机振动控制仪开发人员（博士硕士们）去解决和优化吧。

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