CN102374929A - 一种宽频角振动激励装置 - Google Patents

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Abstract

一种宽频角振动激励装置，包括刚性底座，刚性底座上固连有激振器和柔性悬吊，柔性悬吊与方形试验件固连，方形试验件与激振器相连，方形试验件上安放角加速度计，角加速度计与振动控制仪相连，振动控制仪与功率放大器相连，功率放大器与激振器相连，振动控制仪与控制计算机相连，振动控制仪控制振动，角加速度计对角振动环境进行测量和监测，振动控制仪根据角加速度计的反馈信号，计算得到输出信号，输出信号通过功率放大器进行放大后，驱动激振器激励方形试验件，控制计算机对角振动情况进行实时监测与控制；具有精度高、可在较宽频段上实现角振动激励的特点。

Description

一种宽频角振动激励装置
技术领域
本发明涉及一种角振动激励装置，特别涉及一种在较宽频带上进行角振动激励的装置。
背景技术
角振动测试是振动测试领域的重要组成部分。对于成像敏感器(包括相机)而言，成像质量主要受角振动影响，因此角振动测试成为验证振动环境下成像敏感器成像质量不可缺少环节。
目前，进行角振动测试的方法有两类，一类是进行全系统测试，即将全系统调试组装完成，按照工作状态安装结构边界条件，开启所有振源，创造出成像敏感器工作时的角振动环境，此时对成像敏感器的成像质量进行测试；另一类是进行角振动模拟测试，即利用某种装置，模拟全系统正常工作时的角振动环境，对成像敏感器成像质量进行测试。显然，第一类方法(全系统测试)成本高昂、周期较长，不能在研制初期对成像敏感器成像质量进行测试和验证。有时受制于地面试验条件，无法进行准确的全系统测试，如飞行器、卫星等。另一类进行角振动模拟测试具有周期短、成本低、可以在研制初期对成像敏感器进行迭代设计的优点，但目前用于角振动激励的装置主要有扭转激振器、摇摆台和多自由度振动台，这些装置进行角振动激励的频段都比较有限，无法实现宽频角振动激励。这限制了角振动模拟测试的应用。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种宽频角振动激励装置，可在较宽频段上实现角振动激励，频段宽度达到线振动激励频段宽度水平，从而扩展了角振动模拟测试的适用范围，降低了对成像敏感器进行振动环境适应性验证的成本和周期，使在研制初期对成像敏感器进行“设计-测试”的迭代设计过程成为可能。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种宽频角振动激励装置，包括刚性底座1，刚性底座1上固连有激振器4和柔性悬吊2，柔性悬吊2的另一端与方形试验件5固连，方形试验件5通过激振器输出螺杆11与激振器4相连，在方形试验件5的有效载荷位置上安放有角加速度计6，角加速度计6通过信号线与振动控制仪9相连，振动控制仪9的输出信号端与功率放大器8相连，功率放大器8与激振器4相连，振动控制仪9的控制端与控制计算机10相连。
所述的柔性悬吊2外侧增设有约束阻尼层3。
所述的方形试验件5的底部设置有颗粒阻尼器7。
所述的激振器输出螺杆11所在直线不能通过方形试验件5的质心。
本发明的优点是：
1、可激发出宽频角振动，频带宽度与激振器频带宽度等同；
2、由于添加了约束阻尼层3和颗粒阻尼器7，使得在全频带上都具有较好的角振动模拟精度；
3、扩展了角振动模拟测试的频带，从而扩展了该测试的使用范围，有利于缩短成像敏感器研制周期，降低成像敏感器研制成本、提高成像敏感器研制成功率。
附图说明
附图是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细叙述。
一种宽频角振动激励装置，包括刚性底座1，刚性底座1上固连有激振器4和柔性悬吊2，柔性悬吊2的另一端与方形试验件5固连，方形试验件5通过激振器输出螺杆11与激振器4相连，在方形试验件5的有效载荷位置上安放有角加速度计6，用来对有效载荷处的角振动环境进行测量和监测，角加速度计6进行闭环控制，保证角振动环境模拟的准确性，角加速度计6通过信号线与振动控制仪9相连，振动控制仪9的输出信号端与功率放大器8相连，功率放大器8通过驱动线与激振器4相连，振动控制仪9的控制端与控制计算机10相连。功率放大器8和振动控制仪9视情况也可安放在刚性底座1上，
所述的柔性悬吊2外侧增设有约束阻尼层3，方形试验件5的底部设置有颗粒阻尼器7，由于柔性悬吊2处在各阶模态的变形都较大，因此在柔性悬吊2外侧增加约束阻尼层3，以提高结构阻尼，降低品质因数，提高角振动模拟精度，为了防止结构共振频率处品质因数超出控制系统的调整动态范围，所以增加额外阻尼措施以降低结构共振频率处的品质因数。
所述的激振器输出螺杆11所在直线不能通过方形试验件5的质心，应距离方形试验件5的质心尽可能远，这样有利于激励出方形试验件的角振动。
本发明的工作原理为：
由振动控制仪9控制振动，振动控制仪9先进行传递函数辨识试验，测试由激振器4(线振动激励)至角加速度计6(角振动响应)的传递函数，得到传递函数后，通过控制激振器4的输入来获得需要的角振动输出，角加速度计6对有效载荷处的角振动环境进行测量和监测，振动控制仪9根据角加速度计6的反馈信号，计算得到输出信号，输出信号通过功率放大器8进行放大后，驱动激振器4激励方形试验件5，振动控制仪9与控制计算机10相连，对角振动情况进行实时监测与控制。

Claims (4)

1.一种宽频角振动激励装置，包括刚性底座(1)，其特征在于，刚性底座(1)上固连有激振器(4)和柔性悬吊(2)，柔性悬吊(2)的另一端与方形试验件(5)固连，方形试验件(5)通过激振器输出螺杆(11)与激振器(4)相连，在方形试验件(5)的有效载荷位置上安放有角加速度计(6)，角加速度计(6)通过信号线与振动控制仪(9)相连，振动控制仪(9)的输出信号端与功率放大器(8)相连，功率放大器(8)与激振器(4)相连，振动控制仪(9)的控制端与控制计算机(10)相连。
2.根据权利要求1所述的一种宽频角振动激励装置，其特征在于，所述的柔性悬吊(2)外侧增设有约束阻尼层(3)。
3.根据权利要求1所述的一种宽频角振动激励装置，其特征在于，所述的方形试验件(5)的底部设置有颗粒阻尼器(7)。
4.根据权利要求1所述的一种宽频角振动激励装置，其特征在于，所述的激振器输出螺杆(11)所在直线不能通过方形试验件(5)的质心。
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