机载计算机多通道动力学特性测试分析系统.doc

机载计算机多通道动力学特性测试分析系统技术方案机载计算机在机架安装方式下的动力学特性关系到机载计算机能否长期稳定、可靠的工作，由于计算机结构本身和安装方式的原因。单纯的靠有限元数值模拟的方式来控制和调整机架安装方式下机载计算机的动力学特性，对有限元模型和各种连接条件的简化要求极高，很难达到工程实现的目的，必须结合试验的手段对整体结构的动力学特性有一个很好的把握。传统的振动技术研究主要侧重于动力分析、振动测量、试验以及振动稳定性和振动控制等等方面，上世纪末开始的动力学设计、振动疲劳及动态可靠性技术研究，推进了振动技术与设计、疲劳及可靠性技术的交叉。机载计算机的动力学控制问题的解决应该从以上的方面来寻求解决的思路，作为研究的基础参数，与疲劳动强度直接相关的动应变试验数据，动力学特性基础参数频率、振型、阻尼比等试验数据的可靠获取，关系到整个设计的成败。考虑机架安装方式下机载计算机结构的特性，结合动应变、振动及模态参数测试的特殊要求，设计给出以下的测试系统，该系统主要包括：拾振环节（加速度传感器，电阻应变计），激励环节（力锤），数据采集分析环节（数采，相关的测试分析软件）三大部分。各部分的组成和功能如下：激励环节：TSTL01力锤完成对机载计算机结构的宽频激励，通过力传感器提供真实可靠的激励力数据。拾振环节：TST1000L加速度传感器完成力锤激励后振动响应信号的采集。BE120-03AA（23）温度自补偿电阻应变片粘贴到结构上完成动应变数据的采集。数据采集分析环节：TST5912动态信号测试分析系统完成动应变、振动加速度响应、激励力信号的采集。TSTDAS信号控制与分析软件完成对TST5912动态信号采集系统的控制和基本分析，包括动应变相关的各种统计量、应变花计算，用于模态参数识别的频响函数实时计算，信号的各种谱分析等。TSTMP模态分析软件可基于TSTDAS得到的响应数据和频响数据完成基础动力学特性参数频率、振型和阻尼比等参数的识别。具体的动应变测试系统和模态试验分析系统的构成简图如下：动应变测试系统模态试验分析系统技术方案设计软硬件及相关生产厂家：力锤靖江泰斯特电子有限公司加速度传感器靖江泰斯特电子有限公司电阻应变片中航电测动态信号测试分析系统靖江泰斯特电子有限公司信号控制与分析软件靖江泰斯特电子有限公司模态分析软件靖江泰斯特电子有限公司技术方案涉及到软硬件具体指标见附录。附录1TST1000L加速度传感器详细指标：型号(TST)电 压 灵敏度 (/g)安装谐 振频率 (KHz)使用频 率范围 (Hz)最大横 向灵敏 度比最大 量程 (g)噪音 V使用温 度范围 ()恒流 供电 (DC)重量 (克)外型 尺寸 (mm)适用场合及特点1000L5mV400.510K510003-208015V24V210mA8.510.52冲击、振动及模态分析附录2TST5912动态信号测试分析系统详细指标1.仪器接口：USB2.0（PCI接口可选）2.扩展方式：并行3.同步方式：同步时钟发生器4.连续采样频率：a采样频率取整8通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k、100k(Hz) 16通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k(Hz) 32通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k(Hz)64通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k(Hz)128通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k(Hz)256通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k(Hz)b分析频率取整8通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k(Hz)16通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k(Hz)32通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k(Hz)64通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k(Hz)128通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k(Hz)256通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k(Hz)5.满度值:20mV、50mV、100mV、200mV、500mV、1V、2V、5V、10V、20V6.线性度:满度的0.057.失真度:不大于0.58.系统准确度:小于0.5(F.S)(预热半小时后测量)9.系统稳定度:小于0.5(F.S)(预热半小时后测量)10.最大分析频宽:DC50kHz11.滤波器：a.模拟低通滤波器：截止频率为10、30、100、300、1k、3k、10k、PASS(Hz)八档分档切换 阻带衰减：大于-24 dB/oct平坦度(2/3截止频率内):小于0.1dBb.DSP数字滤波器：截止频率为采样速率的1/2.56倍，设置采样速率时同时设定。 阻带衰减:约-150dB/oct平坦度(分析频率范围内):小于0.05dB12.白噪声:不大于5Vrms(输入端短路,在最大增益和最大带宽时折算至输入端)13.共模抑制比（CMR）:不小于100dB14.共模电压(DC或AC峰值):小于10V、DC60Hz15.时间漂移:小于3V/小时（输入端短路，预热1小时，恒温，在最大增益时，折算至输入端）16.温度漂移:小于1V/（在允许的工作温度范围内，输入端短路，在最大增益时，折算至输入端）17.过载指示：当输入信号大于量程满度值时，所对应通道红灯亮18.欠载指示：当输入信号小于满度值的0.5%，所对应通道绿灯亮19.AD分辨率:24位20.输入阻抗:10M或40PF21.输入方式：AC、DC、ICP、GND22.输入保护: 当满度值不大于10V时，输入信号大于15V(直流或交流峰值)时,输入全保护当满度值为20V时，输入信号大于30V(直流或交流峰值)时,输入全保护23.触发方式:手动触发、外触发、信号触发24.信号触发电位：满度的10%-90%、OFF档任意设定25.电源：AC 220V（10%）50Hz（2%）、DC 12V（9-18V），功率约100W26.电磁兼容试验符合A类指标27.使用环境:适用于GB6587.1-86-组条件28.外型尺寸：236mm（宽）88mm（高）317mm（深）(16通道)236mm（宽）177mm（高）317mm（深）(32通道)482mm（宽）177mm（高）317mm（深）(64通道) 29.仪器自重：16通道约4.5kg，32通道约7.5kg，64通道约10kg附录3TSTDAS信号控制与分析软件TSTDAS信号控制与分析软件是信号测量和分析的专业软件，用于在各种工程应用环境中配合相应的仪器进行信号采集，同时提供特定的用户界面，便于用户对数据的观测和分析。软件特点l 实时采集、实时保存，实时显示、实时分析。l 完善的支持各种仪器：自主开发的WINDOWS底层驱动，良好的支撑各种指令和数据快速传输。l 自动识别仪器类型，用户对仪器的控制更简单。l VC+开发平台，核心模块采用标准C+编写，方便移植。提供VB、VC、LabView、CVI等平台的二次开发接口。l 各种参数设置栏自动隐藏，方便用户放大图形区域，便于观测信号。l 多种风格的用户界面，用户可根据自己的喜好定制。l 功能强大的参数管理模块，用户只需简单的输入设置参数值，所有计算都由软件自动完成。l 完善的在线帮助，用户可以很方便的了解各个模块的功能，以及相应的操作流程。l 模块化设计，方便为用户定制各种软件功能。l TST软件包，全部为自主研发，软件终身免费升级。软件功能l 数据预处理：重采样、数字滤波、拟合、去趋势、平滑、修正、修改、截取、删除、积分微分、去零点。l 绘图方式：普通曲线、棒图、轨迹图、瀑布图、趋势图，李沙育图等；光标：单光标、双光标、多光标、峰值锁定等。l 统计分析：均值、最大值、最小值、均方根值、峰峰值、偏度、峰度、波峰因数、波形因数等。l 幅域分析：概率函数分析、累积函数分析、直方图、累积直方图、幅值计数分析（峰值计数、雨流计数等）等。l 频域分析：FFT分析(幅频、相频)、频响函数、功率谱分析、功率谱密度分析、相关函数、脉响函数、自谱、互谱、倒频谱分析等。l 时频域分析：三维谱阵分析、小波分析。l 声学分析：声压分析、声强分析、声功率分析等。l 其它分析：应变花分析、倍频程分析、小应变桩基检测、疲劳寿命分析、索力计算等。l 简洁可靠的数据管理：优化的存取结构，更少的占用存盘空间。l 自由的数据格式转换：UFF文件、文本文件、excel表格文件、Matlab文件、位图等。l 多视窗管理：每视窗最多可选择8个通道信号，视窗之间可同步观测，数据可方便的移动、定位。l 信号源功能：可以生成多种类型的信号。附录4TSTMP模态分析软件概述TSTMP是一个功能非常齐全的试验模态分析软件：包括复杂模型结构的创建，多种模态分析方法可供选择，模态参数的效验等等。模态参数的分析主要包括时域分析以及频域分析两种，同时能交互动画显示ODS，模型动画等等。支持AVI动画导出。模型结构的创建： 提供模型创建的基本方法，能灵活的在txt文件，excel文件之间灵活切换，同时可导入简单结构的AutoCAD文件。可对模型预处理：平滑、线型拟合、滤波、截取、降采样等等。谱分析：FF