[發(fā)明專利]使用通過經(jīng)驗(yàn)修改的參考規(guī)范的高強(qiáng)度振動(dòng)測(cè)試及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202080019231.0
• 申請(qǐng)日: 2020-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN113748325A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·安德伍德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: M·安德伍德
• 主分類號(hào): G01M7/02
• 分類號(hào): G01M7/02;G01M7/08;G01N29/04;G01N29/34;G01N29/36;G01N29/46
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務(wù)所 11313
• 代理人: 王艷波;吳東亮

一種聲學(xué)或機(jī)械振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)包括MIMO控制系統(tǒng)，該MIMO控制系統(tǒng)聯(lián)接到至少兩組單獨(dú)可控的振動(dòng)換能器和至少兩個(gè)控制傳感器換能器，其中控制傳感器換能器的數(shù)量不需要等于控制器輸出驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量或至少兩組單獨(dú)可控的振動(dòng)換能器的數(shù)量。該MIMO控制系統(tǒng)利用預(yù)定初始參考規(guī)范和修改的參考規(guī)范兩種規(guī)范，其中在常規(guī)MIMO控制下的系統(tǒng)操作期間獲取的數(shù)據(jù)用于基于實(shí)際系統(tǒng)性能及其限制來創(chuàng)建修改的參考規(guī)范，以便根據(jù)預(yù)定初始參考而以更少的所需的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力與預(yù)定初始參考規(guī)范保持更緊密的對(duì)應(yīng)，并且在測(cè)試執(zhí)行期間損壞測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試物品的風(fēng)險(xiǎn)更小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及振動(dòng)測(cè)試物體領(lǐng)域，所述物體諸如衛(wèi)星、儀器或其運(yùn)行可靠性可以使用高強(qiáng)度振動(dòng)測(cè)試來評(píng)估的任何其它物體。具體而言，本發(fā)明涉及使用：直接場(chǎng)或混響室(聲學(xué))測(cè)試系統(tǒng)；或者多激勵(lì)器(其中激勵(lì)器可以是電動(dòng)液壓致動(dòng)器、電動(dòng)震動(dòng)器、陶瓷震動(dòng)器或這樣的振動(dòng)換能器的集合)(機(jī)械)測(cè)試系統(tǒng)，來執(zhí)行振動(dòng)測(cè)試。本發(fā)明還涉及使聲學(xué)測(cè)試系統(tǒng)能夠產(chǎn)生符合預(yù)定初始參考規(guī)范的聲場(chǎng)的控制機(jī)構(gòu)，以及使機(jī)械測(cè)試系統(tǒng)能夠產(chǎn)生符合預(yù)定初始參考規(guī)范的振動(dòng)響應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

在聲學(xué)振動(dòng)測(cè)試領(lǐng)域，期望根據(jù)預(yù)定參考規(guī)范來控制聲學(xué)響應(yīng)場(chǎng)或響應(yīng)振動(dòng)的多個(gè)參數(shù)。在典型的MIMO(Multi-Input Multi-Output，多輸入多輸出)DFAT(Direct FieldAcoustic Test，直接場(chǎng)聲學(xué)測(cè)試)控制系統(tǒng)100中，如在9,109,972[3]號(hào)美國專利中所述，該美國專利的全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文，并且也在本文包括的圖1中所示，典型地提供包含期望的預(yù)定聲場(chǎng)參數(shù)的參考規(guī)范。在操作過程中，該系統(tǒng)將對(duì)多組獨(dú)立可控的換能器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，使得所得聲場(chǎng)將盡可能接近地匹配參考(即，預(yù)定參考規(guī)范)中包含的預(yù)定聲場(chǎng)規(guī)范。然而，預(yù)定聲場(chǎng)規(guī)范典型地忽略測(cè)試系統(tǒng)、其部件和測(cè)試設(shè)施本身的真實(shí)約束。例如，但不作為限制，預(yù)定聲場(chǎng)規(guī)范可以在其非對(duì)角元素中包含相對(duì)相干值，這由于該測(cè)試系統(tǒng)中的物理限制而不能實(shí)現(xiàn)，從而被忽略。結(jié)果，在操作過程中，對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的調(diào)整可能無法產(chǎn)生可接受的測(cè)試響應(yīng)，并且可能超出系統(tǒng)的能力，導(dǎo)致測(cè)試系統(tǒng)部件的自限制，從而有可能損壞系統(tǒng)部件或測(cè)試物品本身。

類似地，在機(jī)械振動(dòng)測(cè)試領(lǐng)域，還期望根據(jù)預(yù)定參考規(guī)范來控制機(jī)械振動(dòng)測(cè)試的為數(shù)眾多的參數(shù)。在典型的多輸入多輸出(MIMO)機(jī)械振動(dòng)測(cè)試控制系統(tǒng)100中，如在第5,299,459[15]號(hào)的美國專利的圖2中所述，該美國專利的全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文，并且也如本文包括的圖1所示，典型地提供包含期望的預(yù)定機(jī)械振動(dòng)測(cè)試參數(shù)的參考規(guī)范。在系統(tǒng)100的操作期間，作為示例而非限制，MIMO機(jī)械振動(dòng)控制器110將對(duì)多組獨(dú)立可控的激勵(lì)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，使得所得機(jī)械振動(dòng)測(cè)試響應(yīng)將盡可能接近地匹配包含在參考規(guī)范(即，預(yù)定參考規(guī)范)中的預(yù)定機(jī)械振動(dòng)測(cè)試規(guī)范。然而，預(yù)定機(jī)械振動(dòng)測(cè)試規(guī)范典型地也忽略了測(cè)試系統(tǒng)及其部件的真實(shí)約束，如上面關(guān)于聲學(xué)測(cè)試所提供的示例中那樣。因此，在操作期間，機(jī)械振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)可能無法調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)，導(dǎo)致測(cè)試系統(tǒng)部件的自限制，無法滿足規(guī)定的測(cè)試參數(shù)并且可能損壞系統(tǒng)部件或測(cè)試物品本身。

在機(jī)械或聲學(xué)MIMO振動(dòng)控制系統(tǒng)中，實(shí)際測(cè)試條件未能滿足指定測(cè)試參數(shù)的程度取決于許多因素，這些因素包括，作為示例而非限制，由系統(tǒng)最大輸出能力施加的真實(shí)約束、測(cè)試系統(tǒng)特性中的非線性響應(yīng)特性和/或時(shí)間可變性、所采用的換能器或激勵(lì)器的限制，以及由MIMO振動(dòng)測(cè)試設(shè)備施加的約束、和/或MIMO振動(dòng)控制系統(tǒng)本身的相關(guān)限制。在MIMO振動(dòng)控制系統(tǒng)克服這些限制的嘗試中，這些限制可能共同導(dǎo)致實(shí)際測(cè)試響應(yīng)與指定測(cè)試參數(shù)之間的實(shí)質(zhì)性差異，從而導(dǎo)致不可靠的測(cè)試結(jié)果、需要過多的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力、對(duì)系統(tǒng)部件的損壞、或通過“過度測(cè)試”對(duì)測(cè)試物品本身的損壞。

諸如在[2、4、8、9、10、11、12、13、14、15、16]中描述的那些方法，主要集中于建立限制，以防止測(cè)試系統(tǒng)損壞自身或損壞測(cè)試物品。本領(lǐng)域技術(shù)人員將熟悉用于實(shí)現(xiàn)限制器(limiters)的各種方法，其包括建立驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最大安全等級(jí)和從測(cè)試物品儀器向系統(tǒng)限制器反饋。盡管這些限制器確實(shí)降低了測(cè)試系統(tǒng)損壞和某些形式的過度測(cè)試的風(fēng)險(xiǎn)，但它們也顯著降低了測(cè)試系統(tǒng)和設(shè)施的最大能力，并且無法對(duì)初始測(cè)試規(guī)范進(jìn)行任何調(diào)整以適應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)和設(shè)施的實(shí)際性能限制。