[发明专利]用负载模拟器检测振动控制动态范围的方法及负载模拟器

权利要求书

1.一种用负载模拟器检测振动控制动态范围的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)设计负载模拟器；(2)连接振动控制器、负载模拟器和振动测量系统；(3)检测振动控制动态范围。

2.根据权利要求1所述的用负载模拟器检测振动控制动态范围的方法，其特征在于：所述步骤(1)包括以下步骤：

①确定负载模拟器的动态范围不小于80dB；

②确定负载模拟器的频率特性：包括依次串联的一个微分环节、一个二阶振荡环节和一个陷波器环节，所述负载模拟器的频率函数满足以下条件：

tf(s)=tf1(s)×tf2(s)×tf3(s)]]>

=k1s×k2ωc2s2+2ξ1ωcs+ωc2×k3ωdss1+2ξ2ωds+ωd2]]>(式I)

式I中，tf(s)为负载模拟器系统频率函数，tf₁(s)为微分环节频率函数，tf₂(s)为二阶振荡环节频率函数，tf₃(s)为陷波器环节频率函数，k₁为微分环节比例系数，k₂为振荡电路通频带增益，k₃为陷波器电路通频带增益，ω_c为共振频率，ω_d为谷点频率，ζ₁为二阶共振频率阻尼系数，ζ₂为陷波器阻尼系数；

③确定负载模拟器的频率特性参数：a、确定频率范围：5Hz～2kHz；b、确定共振频率：系统共振频率ω_c满足以下条件：-20≤10log2ωcωl-20lg2ωhωc≤-3,]]>其中ω_h为频率范围指标的上限频率，ω_l为频率范围指标的下限频率；c、确定谷点频率：谷点频率ω_d满足以下条件：2ω_c≤ω_d≤ω_h；d、确定二阶共振频率阻尼系数：二阶共振频率阻尼系数ζ₁的范围为0.01≤ζ₁≤0.05；e、确定陷波器阻尼系数：陷波器阻尼系数ζ₂的范围为0.05≤ζ₂≤0.2；f、确定比例系数：10≤k₁≤100，1≤k₂≤10，0.1≤k₃≤1；

④频率特性稳定性处理：a、依据所述步骤③确定各参数后，带入所述步骤②中的公式I形成所述负载模拟器参数化的频率特性，采用MATLAB仿真软件平台，采用命令“tf(，)”分别建立微分环节、二阶振荡环节、陷波器环节的频率特性；b、采用“series(，)”命令将生成的传递函数相乘成为负载模拟器的传递函数；c、采用“bode()”命令生成传递函数波特图，并获得系统相频裕度和幅频裕度；d、如果相频裕度和幅频裕度均大于0，则进入流程步骤⑤；否则回到步骤③；

⑤根据步骤③中所述负载模拟器的频率特性参数完成所述负载模拟器的电路设计和制作。