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求助!随机振动的控制精度如何实现!

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发表于 2007-4-9 23:10 | 显示全部楼层 |阅读模式

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请问各位高手,随机振动试验时控制精度怎样理解!统计自由度越高,精度越高,根据统计自由度数能够确定测量次数(平均数)或能够计算出精度是多少吗?   
频率分辩率=最高控制频率/谱线数,频率分辩率与控制精度有关吗?

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发表于 2007-4-10 07:05 | 显示全部楼层
统计自由度=平均数*2;统计自由度越高,相当于采集样本越长,测量精度越高.但对于随机振动试验,均衡速度就慢,试验状态有变化(比如试验件有损坏)也不容易发现,一般自由度取100-200;功率谱误差1dB左右,均方根加速度的误差要小得多.
频率分辨率越细,谱线数越高,容易将试验件的各个共振频率都得到考验.早期设备的最高谱线数为400,现在提高到800,1600,...MIL-STD-810F推荐较高频率时采用800线.谱线数越高,由于采样长了,均衡速度也越慢.


[ 本帖最后由 hcharlie 于 2007-4-10 16:17 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2007-4-10 07:39 | 显示全部楼层
多谢楼上回帖,您的意思时DOF和分辩率与控制精度都有关系! 小弟还有一事不明,希望指点,在DOF(200)和分辩率(2000/5=400)都确定的情况下,采样样本能确定吗?
发表于 2007-4-10 09:03 | 显示全部楼层

回复 #2 hcharlie 的帖子

本帖最后由 wdhd 于 2016-8-11 09:59 编辑

  他分析的很透彻,其实相关实验都会有标准确定这些参数的,一切都可以按照标准来。:@)
  [ 本帖最后由 loren_xia 于 2007-4-10 09:19 编辑 ]
发表于 2007-4-10 09:18 | 显示全部楼层
本帖最后由 wdhd 于 2016-8-11 09:59 编辑

  其实那几个参数都是相关的,如果试验目标谱最高频率为2000 Hz,则可以选择最大分析频率为2340 Hz,此时如果选择谱线数 = 800,则频率分辨率为2340/800=2.925 Hz。
  实际上,知道了分析频率,就可以知道采样频率,那么数据块就应该表示为采样频率除以频率分辨率:2340×2.56/2.925=2048。
  [ 本帖最后由 loren_xia 于 2007-4-10 09:35 编辑 ]

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发表于 2007-4-10 09:56 | 显示全部楼层
5楼用的什么控制仪?其实很多控制仪最大频率可选2000Hz,谱线数800,分辨率2.5Hz。
再说控制精度:早先的控制仪因受计算机速度的限制,算出了输入谱,与目标谱比较,修正驱动谱,由于输入谱的误差和不光滑,带来驱动谱的误差和不光滑。
现在算机速度大大的提高,控制算法(进口和国产的)都采用输入谱和输出谱的比较,或者输出输入互谱与输出谱比较,计算系统的传递函数,修正驱动谱。这样计算的传递函数,因此驱动谱,误差小,光滑。这样一来,很有趣的是,虽然你选用了不同的DOF,但对试验质量的影响却不大,只是输入谱(控制谱)表面表现出来的误差不一样。你用别的谱分析仪去测量分析,结果是没有大区别的。


[ 本帖最后由 hcharlie 于 2007-4-10 14:34 编辑 ]

控制谱与驱动谱的比较

控制谱与驱动谱的比较

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发表于 2007-4-10 10:24 | 显示全部楼层
本帖最后由 wdhd 于 2016-8-11 09:59 编辑

  我放一个整个控制过程图放在上面好了,你要有什么具体的要了解,请直接与我联系。
Image00005.jpg
发表于 2007-4-10 10:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 wdhd 于 2016-8-11 10:00 编辑

  关于你说的“再说控制精度:早先的控制仪因受计算机速度的限制,算出了输入谱,与目标谱比较,修正驱动谱,由于输入谱的误差和不光滑,带来驱动谱的误差和不光滑。”
  现在控制方法,是实时的修正驱动控制谱的,而且有高速度、高精度的数字信号拟合技术及跟踪滤波技术的运用,信号不会有你主的这样的误差与不光滑。
  通过预览实验后,可以看出整个系统的动态范围与信噪比都远远大于行业的标准。
发表于 2007-4-10 17:38 | 显示全部楼层
原帖由 helloman301 于 2007-4-10 07:39 发表
多谢楼上回帖,您的意思时DOF和分辩率与控制精度都有关系! 小弟还有一事不明,希望指点,在DOF(200)和分辩率(2000/5=400)都确定的情况下,采样样本能确定吗?



分辨率400Hz? 是5Hz吧?
即使这样,也不一定的,还和控制目标谱的设置有关。如果谱型简单,问题不大,如果复杂,就不一定能满足。
DOF,频率分辨率,试验的控制精度,目标谱的复杂程度都有关系。

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 楼主| 发表于 2007-4-11 07:20 | 显示全部楼层

回复 #9 Galaxy163 的帖子

能帮我再讲的细一些吗?谢谢,为什么和谱的复杂程度有关
发表于 2007-4-11 07:29 | 显示全部楼层
DF=5HZ,采样一帧0.2秒,DOF=200,平均100次,总采样时间20秒。
 楼主| 发表于 2007-4-11 23:50 | 显示全部楼层

回复 #11 hcharlie 的帖子

我还有一事不明:DF=5HZ,采样一帧0.2秒,DOF=200,平均100次,总采样时间20秒。既然一次采样时间要20秒,这样的话就和实时控制相矛盾了!控制系统响应循环一次不是很慢吗
发表于 2007-4-12 07:20 | 显示全部楼层
比如,在使用别的频谱分析仪对试验结果进行测试时,如果选择100次平均,时间当然要20秒。
随机试验的实时的概念和正弦扫频是不一样的。随机是比较慢的。
MIL-STD-810F建议DOF>=120;
对于随机振动控制仪,为了提高试验均衡的速度,各人都有一些巧妙的办法,从开始试验到基本均衡结束(允差范围内)只要几秒钟。
发表于 2007-4-12 10:50 | 显示全部楼层

回复 #12 helloman301 的帖子

本帖最后由 wdhd 于 2016-8-11 10:00 编辑

  实时分析的实现过程,你所说的采样时间与间隔时间是不冲突的,在采集当前帧数据的同时,DSP同时完成前一帧数据的分析与控制,具体原理请看附件!

[ 本帖最后由 loren_xia 于 2007-4-12 10:53 编辑 ]
54.GIF
发表于 2007-4-12 15:15 | 显示全部楼层
原帖由 helloman301 于 2007-4-11 07:20 发表
能帮我再讲的细一些吗?谢谢,为什么和谱的复杂程度有关


因为随机振动试验的功率谱密度计算是基于加窗的傅利叶变换,因此其谱分析结果必然有一定的频谱泄漏。
如果你的试验目标谱设置过于复杂,频谱泄漏带来的影响就不可忽略,这个时候就需要采用其他解决办法。
比如有些控制仪自闭环所做的90dB谱图,采用400线时,就很难达到90dB的要求;这个时候通过增加谱线到800或者1600线,提高频率分辨率,可以降低频谱泄漏所带来的影响,从而满足要求。

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