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我和随机振动的40年--一个老专家回忆

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发表于 2020-10-16 11:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

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随机振动的概念70年代我才在南航的一本讲义上看到,后来有机会英国人送我们一本随机振动概论的书,又学习了一点。
什么是随机信号呢?简单说就是杂乱信号,无法预知的信号,噪音信号。特点是其能量在一定频率范围内连续分布。随机振动信号的频率范围在5~2000Hz左右。航空航天飞行器振动环境接近随机,随机振动试验可以在它频率范围内激起试验件所有共振频率,不易漏掉,考核产品抗振性能比较严格。早先做出过模拟式随机振动控制器,但太粗糙。数字频谱分析用到傅里叶变换,计算工作量很大,只是在计算机发展了,又发明了快速傅里叶变换FFT方法,美国人70年代才首先做出数字随机振动控制仪,用于航空航天产品试验。随机振动试验现已推广到世界各行业,成为优先考虑的方法。
我主管的我所第一台数字随机振动控制仪1980年抢先研制成功,填补国内空白,得到部二等奖。由于当时所用国产计算机不稳定,它不能坚持工作多久。但为后继工作开了个好头。
第二台,1984年苏州试验仪器厂放弃原先与XX大学合作,转而与我所合作开发随机控制仪。他们选用INTEL 8086计算机,我们负责核心硬件设计和软件开发,我们用部分合作经费买了一台与它兼容的IBM-PC机调试软件。第二年项目就搞成了,经中国计量院检定合格,他们完成了部下达的任务,得到江苏省三等奖,国内首次售出了几台国产随机控制仪。
(待续)
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 楼主| 发表于 2020-10-19 08:59 | 显示全部楼层
(续上)
我们自己继续做第三台,电脑就用这台IBM-PC机,做的硬件类似第二台,没有另配DSP,所有计算工作全由这台PC机去做,经测试,所有预定硬技术指标都能达到,由于8088 CPU计算速度比第二台的8086慢,软指标“均衡时间”(从试验开始到稳定所需时间)比第二台还慢一点,比最佳指标相差很多。我们将它代替淘汰的第一台用于对外承接随机振动试验任务。蒙上帝照顾,IBM-PC机成了世界主流个人电脑,并很快升级到XT,286。。。计算速度猛增,外设也逐渐升级配齐,各家电脑都与他兼容,我们没费劲,到1990年时,配286机各项性能指标自动变得相当完美了!开始正式投放市场。除了随机以外我们还增加了随机随机,正弦随机,正弦扫频,冲击等共6项试验功能。
苏州厂闻讯赶来,由于他们产品已过时,要求我们再转让技术,基于老合作关系我们满足了他们,图纸和源代码都给了他们。我们是不断更新的,比如电脑升级,中文,彩显。。。等。可惜他们只重当前生产,一点点发展工作也不做,卖了几年又落伍了。1996年,苏州 XX新振动台公司,好不容易得到巴基斯坦2台振动台订货,台子快做好了,请苏州总厂的人给做的控制器因为市场上已买不到286机而老出不来,进口的又太贵,急的没办法,找我们赶做了2台,配486机,及时向国外交了货。此后他们发展很快,一直与我们保持良好的合作关系。
1990年代国内还能做出商品型随机控制仪的只有北京自动化所了,他们曾派了好几个人参加苏州总厂的鉴定会“学习”。他们专门成立了中元公司,推出产品四处销售,他们在硬件方面装了多个DSP,分担各部分计算工作,速度加快了,也带来开发和生产成本提高,所以大喊我们报价为“市场破坏价”!更要命的可能是他们软件不成熟,在家勉强调好了,但总经不起各家不同振动台的联机考验,工作不稳定,产品始终没得到市场认可。
(未完待续)



补充内容 (2020-10-21 11:17):
我们的软件曾经和别家的硬件成功组合成振动控制仪。90年代某厂经调研,看中XX大学做的采集器硬件比我们高一档,同时又看中我们的软件,于是提出看起来十分荒诞的要用我们的软件配那一家的硬件组成振动控制器,我居然同意了,最后也搞成功了!这种方案在技术上尤其在商业上都存有巨大风险。我现在想如果当年中元公司用他们的硬件再配我们的软件可能能够走出他们的困局也说不定的。当年我和他们的CEO见过面,没有讨论过。
发表于 2020-10-19 12:32 | 显示全部楼层
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发表于 2020-10-22 09:54 | 显示全部楼层
关注,等待前辈更新
 楼主| 发表于 2020-10-22 11:30 | 显示全部楼层
本帖最后由 qiaohai 于 2020-10-22 12:03 编辑

(续完)
(补充)我们的软件曾经和别家的硬件成功组合成振动控制仪!90年代某厂经调研,看中XX大学做的采集器硬件比我们高一档,同时又看中我们的软件,于是提出看起来十分荒诞的要用我们的软件配那一家的硬件组成振动控制器,我居然同意了,最后也搞成功了!这种方案在技术上尤其在商业上都存有巨大风险。我现在想如果当年中元公司用他们的硬件再配我们的软件可能能够走出他们的困局也说不定的。当年我和他们的CEO见过面,没有讨论过。(补充完)
退休后我们接着不断改进,硬件技术发展很快,采集器的速度精度提高很多,电脑发展也很快,一停顿就赶不上,十几年间先后做成对应16位ISA总线, 24位PCI总线和USB串行三种接口的数据采集器,依次做出我们第4,5,6型振动控制仪供应市场。我们没有采用振动界当时很时髦的DSP小闭环控制,其优点还是很明显的,主要两点,响应速度快,干扰影响小。我们还坚持用主机控制,这样对硬件要求低。起先在DOS单用户系统下响应速度是微秒级,我们并不存在问题,后来发展到Windows多用户系统,界面好看了,电脑功能变多了,但响应速度变为毫秒级,做实时控制就有问题了,我们软硬件人员共同努力解决难题,做到了硬指标绝对保证,软指标差别不大;而干扰问题是理论上的,比如病毒,实际上多年来没有发现过有病毒干扰我们系统工作。这一阶段我们主要供应给振动台厂商,由他们直接面对最终用户,他们都能顺利应对各种实际情况,用户使用也非常顺手,并未出现和反馈过这类问题。总之,我们的控制仪比较成熟,得到众多最终用户包括国外和外企用户的认可。缺点是ISA采集卡没有做保密设计,被人仿制并盗用我们软件私自出售,对此我们宽容对待。但下两种采集卡采用了保密设计,没有再发现盗版问题。
我个人在团队里的任务是总管+软件,自己编程,控制软件的脉络没变,而编程语言先后从无操作系统汇编->DOS+汇编->DOS+BASIC,退休后->DOS+C->Windows 98+ VC6->Windows XP+ VC6逐步发展,我上大学时电子计算机尚未发明出来,编程完全自学,第一个大作业就是汇编FFT。现在FFT到处可以随意调用,当时无此条件,就有人花四位数人民币买过我的BASIC调用(16位整数)FFT汇编程序,当时要求是1024点FFT运行时间不超过XX ms。
本世纪初,也就在我们退休的前后,美国一家振动台公司有3名中国雇员回国发展,带回来技术,在杭州生产出售振动控制仪,后来他们的雇员又分出成立公司或被振动台公司收编,到处开花。我们的各型振动控制仪靠性价比优势与他们一起共同挤掉了同类进口产品在中国绝大部分市场。
与随机振动相伴40年,做成6代随机振动控制仪。谢谢多位合作者,没有他们我孤掌难鸣!
不当之处欢迎指教。我老了,现在真正退休了。谢谢大家。


发表于 2020-10-27 18:42 | 显示全部楼层
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