求助！随机振动的控制精度如何实现！

helloman301

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？

hcharlie

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 ]

helloman301

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？

loren_xia

　　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 ]

loren_xia

　　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 ]

hcharlie

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 ]

loren_xia

　　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。

loren_xia

　　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。

Galaxy163

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。

helloman301

能帮我再讲的细一些吗？谢谢，为什么和谱的复杂程度有关

hcharlie

DF=5HZ，采样一帧0.2秒，DOF=200，平均100次，总采样时间20秒。

helloman301

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

hcharlie

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。

loren_xia

　　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 ]

Galaxy163

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。