浅谈随机振动控制

weixin

　　首先我想唠叨一下什么是随机振动，随机振动有两个特性：

　　  · 第一个特性就如它的名字一样“随机性”，无法知道它下一秒是怎么振动的。

　　  · 第二个特性就是虽然是随机的，但是在一定的时间内是有统计规律的(高斯分布或者说是正态分布)。

　　所以随机不是一个特定的能用确定的函数来表示的振动，说到随机也不是一个时间点的振动，他必然是一个时间段内的振动才能称得上是随机。

　　那我们知道了什么是随机振动了之后，再来了解一下随机振动的控制。

　　在随机控制的过程中，首先控制器需要生成一个高斯的随机时域振动信号，然后通过功放放大振动台产生高斯的随机振动，通过传感器反馈进行PSD均衡再修正。因为随机在某个时刻点是没有规律的，只有在一段时间内才有统计规律，所以我们对其控制是必须要用到PSD均衡。

　　因此，在PSD的均衡过程中一开始你的控制谱线必然是粗糙的，如果你的控制器，一开始就很收敛很平滑，不要犹豫换了他!这个控制器肯定作假!

　　那么，是不是时间越长就会越收敛越平滑呢?答案是不一定!

　　在开始均衡到均衡到一定时间后，他的收敛度和平滑的是不会再变了，这是因为收敛度和平滑度还跟均衡的一个重要参数有关，那就是自由度DOF!纯理论的东西我就不绕了，如对自由度理论定义不是很清楚的可以百度。这里你只要记住一点DOF值越大，参与PSD均衡的帧数越多，也就是对随机振动统计的时间越长，所以有一张表大家可以看一下，这个表展示了自由DOF和随机的谱超差的关系。比如自由度为120时超出+1dB容差的点，应该要有2.892%以上。

　　大家可以对着这个表和自己的控制器谱线对比一下。上次我就碰到一个客户的要求说他有条件要控制在0.7dB内不能有超差，自由度就是120，我说我控制不下来，这个是违反随机控制理论了，但是他表示他们有控制器能做下来，这个时候我只能呵呵了。

　　还有一个问题不知道大家在做试验的过程中有没有注意过。在你做测试开始用小量级均衡然后在逐步加大量级的过程中，PSD谱是从小量级直接跳上大量级上没有任何重新均衡的呢，还是你的PSD谱重新从粗糙的谱又开始了新的均衡?

　　如果没有重新均衡，那你的产品很有可能已经过试验了，对于那些价值很高的产品如卫星，航天器等那是致命的，出了事故你还没有办法查出来到底是哪里有问题。

　　有些控制器在随机量级上升过程中，会将低量级的反馈信号直接线性比例放大作为一开始进入满量级测试的反馈信号，而不是重新进行测量反馈均衡。他们犯了一个大错，就是假设了低量级时的响应和满量级的响应是一致的。如果大量级时模态被激发出来了，会出现什么情况呢?就是图谱上还是很好，都在容差带内，比较平滑收敛，但是实际的的产品振动可能已经超限。

　　下面有个视频做了详细的对比，大家可以看一下。为了方面大家观看我做了翻译字幕，没有逐字翻译，把大致意思概括了下，如有不对的地方还请指出。


　　来源：VR振动研究公司办事处微信公众号(ID：VRC_China)，作者：Leo。