[發(fā)明專利]一種基于近似積分法空間微振動測試方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210282890.4
• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114659618B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設計）人: 徐振邦;徐安鵬;章輝;秦超;王學問;夏明一
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G06F17/15
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 孟潔

1.一種基于近似積分法空間微振動測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

s1、通過加速度傳感器采集光學載荷中各個光學鏡片上微振動的加速度信號，記錄測量時長；

s2、通過傅里葉變化，將時域內(nèi)的所述加速度信號變換轉(zhuǎn)化到頻域內(nèi)；保留對所述光學載荷成像的誤差影響最大的諧波信號；

s3、將所述加速度信號轉(zhuǎn)化成連續(xù)正弦信號疊加的形式構成理想信號作為輸入源，并通過帶通濾波器濾除噪聲信號；

s4、設計高通濾波器以及兩個積分器構建連續(xù)系統(tǒng)，通過連續(xù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)得到利用二階振蕩環(huán)節(jié)代替積分器的近似積分器；

s5、將連續(xù)系統(tǒng)的近似積分器傳遞函數(shù)離散化，得到近似積分器的離散傳遞函數(shù)；

s6、利用所述近似積分器的離散傳遞函數(shù)對應的離散近似積分器對所述步驟s3輸入的理想信號進行近似積分得到最終位移信息；

所述步驟s2中，基于變換轉(zhuǎn)化到頻域內(nèi)的所述加速度信號的零頻分量，確定幅值最大一個或多個頻段進行保留；

所述步驟s4具體為：根據(jù)理想信號設計近似積分器，將離散信號轉(zhuǎn)化為連續(xù)信號設計的高通濾波器可表示為：；

為高通濾波器的傳遞函數(shù)，s表示拉普拉斯算子，表示截止頻率，為系統(tǒng)阻尼比；

之后加速度信號經(jīng)過兩次積分得到位移信號，二重積分器得到傳遞函數(shù)為：；

s表示拉普拉斯算子；

將兩個傳遞函數(shù)合并和得到具有高通濾波作用的近似積分器其傳遞函數(shù)為：；

表示近似積分器的傳遞函數(shù)；

s表示拉普拉斯算子，表示截止頻率，為系統(tǒng)阻尼比；

近似積分函數(shù)為低通濾波器形式，將積分環(huán)節(jié)簡化成二階振蕩環(huán)節(jié)；

可由公式推導得到為；

所述步驟s5具體為：將連續(xù)系統(tǒng)的近似積分器傳遞函數(shù)離散化，通過雙線性變換用梯形面積取代數(shù)值積分，得到近似積分器的離散傳遞函數(shù)：；

其中表示離散系統(tǒng)傳遞函數(shù)，表示分子多項式系數(shù)，表示分母多項式系數(shù)表示離散算子。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于近似積分法空間微振動測試方法，其特征在于，還包括以下步驟：

s7、根據(jù)仿真結(jié)果對所述位移信息進行錯誤數(shù)據(jù)截斷，保留理想數(shù)據(jù)；利用光學放大系數(shù)得出微振動對整個光學系統(tǒng)像差的影響。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于近似積分法空間微振動測試方法，其特征在于，所述步驟s4中的高通濾波器將離散的所述理想信號的低頻濾除并轉(zhuǎn)化為連續(xù)信號；所述步驟s4中的兩個積分器將所述高通濾波器處理后的所述加速度信號轉(zhuǎn)化為位移信號。

4.根據(jù)權利要求3所述的基于近似積分法空間微振動測試方法，其特征在于，所述步驟s5中，所述近似積分器傳遞函數(shù)通過雙線性變換，用梯形面積取代數(shù)值積分，得到所述近似積分器的離散傳遞函數(shù)。

5.根據(jù)權利要求4所述的基于近似積分法空間微振動測試方法，其特征在于，所述步驟s7中仿真過程為：

S71、將多個諧波信號疊加的理論信號進行積分，得出理想理論信號?；將所述理想理論信號直接通過近似積分器進行積分，得出理想理論信號積分位移信號。

6.根據(jù)權利要求5所述的基于近似積分法空間微振動測試方法，其特征在于，所述步驟s7中保留理想數(shù)據(jù)的過程為：

S72、將所述理想理論信號與所述理想理論信號積分位移信號進行對比分析，舍去前半部分誤差較大的數(shù)據(jù)，記錄舍去數(shù)據(jù)在時域上的經(jīng)歷時間。

7.根據(jù)權利要求6所述的基于近似積分法空間微振動測試方法，其特征在于，所述步驟s7中保留理想數(shù)據(jù)的過程還包括：

S73、舍去實際位移信號中所述經(jīng)歷時間中數(shù)據(jù)，得出最終誤差最小的位移數(shù)據(jù)。