機(jī)械系統(tǒng)的許多特性在頻域中可以以對數(shù)方式更好地描述。在振動控制測試系統(tǒng)中,F(xiàn)FT提供的均勻頻率分辨率并不理想,因為高頻范圍內(nèi)已經(jīng)足夠分辨率,在低頻范圍內(nèi)可能不夠,并且控制性能也會受到影響。
例如,許多流行的隨機(jī)測試標(biāo)準(zhǔn)要求在低頻范圍內(nèi)具有高達(dá)2kHz的高分辨率。 為了滿足要求,必須使用高頻不需要的高分辨率(大block size)。 因此,在高頻范圍內(nèi),循環(huán)時間和存儲空間會增加,并且頻譜刷新率會降低
為了提高低頻范圍內(nèi)的控制性能并保持合理的環(huán)路時間,在整個振動控制過程中應(yīng)對低頻和高頻范圍應(yīng)用不同的分辨率。
晶鉆儀器的EDM提供多分辨率控制功能,可在高頻范圍內(nèi)應(yīng)用所選分辨率,在低頻范圍內(nèi)應(yīng)用8倍分辨率。由軟件計算的截止頻率分隔了低頻和高頻范圍。 用戶也可以選擇幾個相鄰頻率以避免系統(tǒng)共振或振。
控制算法
在實現(xiàn)中,使用具有不同采樣率的兩個不同控制回路。 假設(shè)控制系統(tǒng)中的采樣率為Fs,我們將整個頻率范圍分為兩個波段:(0,F(xiàn)s / 20)和(Fs / 20,F(xiàn)h).DeltaF是頻段內(nèi)的分辨率(Fs / 20,F(xiàn)h),然后我們使用DeltaF / 8作為(0,F(xiàn)s / 20)中的分辨率。算法中使用下采樣8。圖2顯示了要使用的多分辨率控制方法。

輸出峰值檢測和修改也保持不變。 在CalOutput()函數(shù)中,我們只是添加來自不同波段的數(shù)據(jù),并將結(jié)果發(fā)送到以下檢測和修改模型,就像現(xiàn)在使用的系統(tǒng)一樣。
用戶定義的配置文件應(yīng)在初始化期間分解為2個頻段,以獲得低頻帶參考目標(biāo)譜文件。 Spider 振動控制系統(tǒng)將同時在這兩個目標(biāo)譜文件上運行。

測試對比
在下面的綜合窗口中,測試正在運行的是400線的沒有多分辨率控制的情況。

藍(lán)線是控制頻譜。 綠線是目標(biāo)譜。 黃色和紅色線是警報線和中止線。
在這種情況下,Spider-81 振動控制儀正在運行隨機(jī)測試,在低于100 Hz和200到500 Hz之間,其中有幾個峰和谷并不貼合目標(biāo)譜。 我們可以看到控制頻譜在200 Hz至500 Hz之間非常好地匹配目標(biāo)譜,但在100 Hz以下不能令人滿意。 原因在本文的段中已有描述。
啟用多分辨率控制后,低頻范圍內(nèi)的分辨率更高,控制性能也大大提高。 控制頻譜無論在低于100 Hz以及200 Hz至500 Hz之間,都貼合目標(biāo)譜文件。

在以上兩種情況下,在綜合窗口中縮放13 Hz~100 Hz范圍。
上面的圖表顯示了congtrol(f)如何匹配profile(f),在沒有多分辨率控制時。
下圖顯示了congtrol(f)如何匹配profile(f),在啟用多分辨率控制時。
啟用多分辨率控制能使congtrol(f)更好地匹配profile(f)。

以下是更多用于比較的測試結(jié)果:(線數(shù)= 400,F(xiàn)a = 2,000 Hz,ΔF= 5 Hz)。 左圖中的信號保存在啟用多分辨率的隨機(jī)測試中。 右圖中的信號保存在隨機(jī)測試中,未啟用多分辨率。 兩個圖表都顯示10 Hz至2,000 Hz的頻率范圍。

放大15Hz至100Hz的范圍

下表顯示了每個FFT 頻率下Control(f)和Profile(f)(| Control(f)-Profile(f)|)之間的分貝偏差。

繪制兩種情況下每個頻率的5個信號的平均差異。

在具有多分辨率控制的低頻范圍內(nèi),Control(f)和Profile(f)之間的差異更小。































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