MIMO振動控制綜述
在過去十年中，隨著多振動臺系統(tǒng)的發(fā)展、多輸入多輸出MIMO 控制器的可用性以及標(biāo)準(zhǔn)(例如，IEST DTE 022工作組建議的Mil STD 810G方法527 )的制定，MIMO振動控制系統(tǒng)獲得了巨大的發(fā)展勢頭。多振動臺試驗系統(tǒng)已經(jīng)被用在軍事、國防和航天領(lǐng)域，以及商業(yè)和汽車工業(yè)。
在現(xiàn)實世界中，結(jié)構(gòu)振動是從各個方向的來源被激發(fā)的。為了模擬真實的振動環(huán)境，需要同時在多個方向上執(zhí)行激勵。MIMO試驗對于許多應(yīng)用是必要的，例如大型結(jié)構(gòu)測試，僅使用單個振動無法提供有效的安裝或者足夠的推力，以及試驗要求同時進(jìn)行多軸向振動激勵時。SDOF測試不足以滿足規(guī)范要求正確分配的振動能量時，建議進(jìn)行MIMO測試。
具有同時多方向激勵的MIMO試驗，可以減少總測試時間，因為省去了改變DUT在工作臺的固定方向(例如，從垂直到水平)的時間。一般而言，MIMO試驗可以在受控制的情況下向測試物件多個軸向提供振動能量的分布，而不依賴于測試物件的動態(tài)特性來實現(xiàn)這種分布。對于長細(xì)物理構(gòu)造的測試物件，采用單個振動臺試驗時必須依賴于測試物件的動力學(xué)特性來分配能量。對于大型和重型試驗物品，可能需要一個以上的振動臺來為試驗項目提供足夠的能量。MIMO試驗允許在更多自由度上匹配測試物品的阻抗和邊界使用條件。
多振動臺系統(tǒng)的形式從多激振器單軸( MESA)到多激振器多軸( MEMA )，涉及2到6個振動臺，或者更多，可組成單軸、三軸平移振動臺、6DOF 多軸振動臺(MAST )等。
Sentek三軸振動控制臺
Spider MIMO振動控制系統(tǒng)利用多個振動臺，多個控制通道可以分定義目標(biāo)譜。控制過程相比單軸振動控制的一維方式，MIMO控制擴展成一個矩陣的形式。
對于振動臺數(shù)量X等于m且被控制量Y等于n的振動器系統(tǒng)，它將遵循系統(tǒng)方程，
{Y}nx1 = [H]nxm {x}mx1
[H]nxm是系統(tǒng)傳遞函數(shù)矩陣，通常在預(yù)測試階段進(jìn)行評估。{Y}是響應(yīng)(控制)的線性譜向量，而{X}是驅(qū)動的線性譜向量。
控制通道的數(shù)量可以與驅(qū)動信道的數(shù)量相同，這被稱為平方控制；或者它們可以是不同的，這稱為矩形控制。當(dāng)控制的數(shù)量大于驅(qū)動器(振動器)的數(shù)量時，它是過定義的控制。在相反的情況下，它是欠定義的控制。平方控制和過定義控制比欠定義控制更常用。
與MIMO正弦控制一樣，MIMO隨機控制可以控制振動臺之間和軸之間的相位。通過保持多維系統(tǒng)矩陣， Spider系統(tǒng)可以確定來自每個振動器對整體響應(yīng)的貢獻(xiàn)，并且對于每個振動器正確地區(qū)分，從而確保適當(dāng)、準(zhǔn)確、安全的控制。復(fù)雜的奇點問題通過一種優(yōu)雅的解決方案來解決，該解決方案允許執(zhí)行復(fù)雜的測試，而不必借助于測試分段來試圖避免奇點。
晶鉆儀器Spider 振動控制系統(tǒng)，模塊設(shè)計可擴展到512通道數(shù)
在隨機試驗中，MIMO在每個目標(biāo)譜中產(chǎn)生一個真正的隨機信號。在MIMO隨機控制中，控制品質(zhì)與單個振動臺隨機控制是相同的。自適應(yīng)控制保證了非線性響應(yīng)發(fā)生時的快速均衡和精確控制，這還減少了到達(dá)全量級測試所需的時間。
MIMO振動控制系統(tǒng)功能：
- MIMO 隨機控制
- MIMO 正弦控制
- MIMO 沖擊控制
- MIMO 路譜仿真控制
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