[发明专利]残周期采样确定振动台振级的方法

说明书

本发明公开了残周期采样确定振动台振级的方法，对振动台输出波形采样获得采样数据，采样时长小于一个周期，由采样数据进行幅值估计、获得振动台的当前振级。本发明在振级测试时对振级进行残周期采样，利用采样数据快速估计超低频正弦信号幅值，获得当前振级，节约采样时间。

技术领域

本发明涉及一种对振动台振级的确定方法。

背景技术

在测振传感器动态特性校准的众多方法中，单频稳态激励法具有校准精度高、校准频率范围宽、方便实现自动控制的优点，各国一般根据这一方法建设国家振动基准。单频稳态激励法一般是用电磁振动台产生振动源，同时检测事先安装在振动台台面上的传感器的输出电压信号，以及激光干涉仪输出信号(绝对法)或者标准传感器输出信号(相对法)，并通过计算机解算出传感器的相关参数。由于电磁振动台产生振动源指的是将电磁振动台驱动到指定频率下的指定振幅，且考虑到振动台瞬态响应及调节精度等原因，不能一步到位地调整到目标振级，而是应该逐渐控制激励加速度的幅值，直到振级满足要求。但是，对于超低频测振传感器的校准，信号周期比较长，振级调整的时间随着信号周期的加长而成倍加长，严重影响超低频测振传感器的校准效率。且在常规振级调整方法中振级的测试是先等待振级稳定，接着采用整周期测试方法进行测试，而在测试低频时，周期较长，整周期采样需要大量的时间，严重影响测试效率，降低测试人员的工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过对振动台输出信号进行残周期采样即可确定振级的方法。

残周期采样确定振动台振级的方法，其特征在于：对振动台输出波形采样获得采样数据，采样时长小于一个周期，由采样数据进行幅值估计、获得振动台的当前振级。

进一步，采用数据通过解矛盾方程组的方式估算出当前周期的幅值，得到当前振级。

进一步，每次用于估算振级的采样数据占据的时长为振动周期的10％～30％。

进一步，采样数据的位移信号为其中，c₃＝d，x(k)为采样得到的位移波形，k表示第k个采样点，A为振动台的振动位移幅值，f为振动频率，f_s为采样频率，为相位，d为直流量，设总采样点数为N，N<(f_s/f)，k的取值范围为0,1,2,3,…,N-1，其中，x(k)序列为测试所得，f_s和f为用户设定值，为已知量。

基于振动台在超低频测试时引入了反馈控制技术，波形失真度很小，所以采样得到的位移信号(采样数据)可以看成残周期的正弦波形，假设为

式中，x(k)为采样得到的位移波形；k表示第k个采样点；A为振动台的振动位移幅值；f为振动频率；f_s为采样频率；为相位；d为直流量。设总采样点数为N，N<(f_s/f)，k的取值范围为0,1,2,3,…,N-1。其中，x(k)序列为测试所得，f_s和f为用户设定值，即为已知量，幅值A、相位和直流量d为待求量。

将式(1)化成如下形式

式中，c₃＝d。将式(2)转换为矩阵形式得

式中，频率f和采样率f_s为已知量，即左边第一项为已知项，计为矩阵K；左边第二项为待求项，计为向量C；右边为采样得到的序列，亦为已知量,计为向量X，则可将上式简写为

KC＝X, (4)

由K为N行3列矩阵，不存在逆矩阵，可得