CN109959495B - 器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统及其检测方法 - Google Patents
器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统及其检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统及其检测方法,涉及器件多余物检测技术领域。本发明是为了解决现有的器件多余物微粒碰撞检测装置振动台负反馈失效时会产生过大的振动加速度,可能会振落或振飞振动台面上的被测件,造成周围的设备或工作人员受到损害的问题。先是根据振动台不同的振动频率选取失效检测所需的阈值;再次,在振动台运行时,根据所述阈值判断所述装置的所述振动台负反馈是否失效,如果失效则拉低驱动器的驱动信号,使振动台停止振动。它用于消除了振动台负反馈失效后振动台台面撞底的现象。
Description
技术领域
本发明涉及器件多余物微粒碰撞检测装置。属于器件多余物检测技术领域。
背景技术
航天继电器广泛用于运载火箭、人造卫星、导弹、航天飞机、宇宙飞船及其配套地面测控设备等,工作环境恶劣,其可靠性直接影响到这些设备的可靠性。在航天继电器的生产过程中,可能将一些材料碎屑密封在继电器内部,这些多余物在密封继电器内随机游动,可能使得继电器失灵或误动作,引起各种事故,因此,航天继电器多余物检测技术具有重要的实用价值。目前检测航天继电器多余物所普遍采用的是微粒碰撞噪声检测(ParticleImpact Noise Detection,PIND)技术,根据国军标GJB65B、GJB2888-97等规定,航天继电器出厂前必须进行微粒碰撞噪声检测试验。
为了方便运输、搬移,器件多余物微粒碰撞检测装置被设计成几个独立的模块,各模块之间通过信号线连接。在安装时如果工作人员忘记安装加速度信号线或加速度信号线安装不牢靠则会使加速度信号传输错误,同样加速度信号线老化或加速度信号线意外折断也会影响加速度信号的正常传输。在器件多余物微粒碰撞检测装置中,系统利用闭环控制使得振动台在给定的振动加速度和振动频率下运行,当加速度线断掉时,加速度反馈信号将降低到零,振动台负反馈失效,由于闭环的存在,主控将持续增加驱动器输出的驱动电压,直至驱动器的输出上限,这将使得振动台的振动加速度持续增加而失控,产生严重的后果。
在器件多余物微粒碰撞检测装置中,振动台采用的是一种冲击和振动两用的电磁式振动台,振动台失控时,振动台振动加速度迅速增加达到加速度上限,振动台的台面将不断撞击台体底部用于产生机械冲击的撞针,这会降低振动台的使用寿命,甚至会直接损坏振动台。而且当振动台面撞击冲击撞针时,会产生巨大的声响,严重影响周围工作人员正常工作。其次振动失控时会产生过大的振动加速度,可能会振落或振飞振动台面上的被测件,使周围的设备或工作人员受到损害。
发明内容
本发明是为了解决现有的器件多余物微粒碰撞检测装置振动台负反馈失效时会产生过大的振动加速度,可能会振落或振飞振动台面上的被测件,造成周围的设备或工作人员受到损害的问题。现提供器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统及其检测方法。
器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统,所述系统包括主控器2和驱动信号检测比较电路1,
主控器2包括负载估计模块2-2、加速度信号比较模块2-1、保护模块2-3和阈值计算模块2-4,
阈值计算模块2-4,用于低频时根据振动台设定的振动频率获得满载驱动信号阈值,
高频时根据振动台设定的振动加速度获得加速度信号阈值,
中频时根据振动台设定的振动频率和振动加速度获得半载加速度累加和阈值和半载驱动信号阈值和满载驱动信号阈值;
负载估计模块2-2,用于根据半载加速度累加和阈值与振动台振动后采集到的加速度信号的累加值判断振动台在中频时是处于满载状态还是半载状态,若振动台处于中频半载状态,则将半载驱动信号阈值传送给驱动信号检测比较电路1,替换满载驱动信号阈值,若振动台处于中频满载状态,则不替换满载驱动信号阈值;
驱动信号检测比较电路1,用于在低频时采集满载驱动信号阈值,在中频半载时采集半载驱动信号阈值,在中频满载时采集满载驱动信号阈值,根据该三种驱动信号阈值中的任一驱动信号阈值与通过峰值保持电路检测到的驱动信号,控制电平信号输出;
加速度信号比较模块2-1,用于在高频时获取加速度信号阈值,并根据加速度检测电路采集到的加速度信号,控制输出状态的真假;
保护模块2-3,用于不断检测驱动信号检测比较电路1的输出电平或加速度信号比较模块2-1的输出状态,若检测驱动信号检测比较电路1的输出为高电平或者加速度信号比较模块2-1的输出状态为真,则拉低驱动器的驱动信号,使振动台停止振动。
本发明的有益效果为:
本申请先是根据振动台不同的振动频率选取失效检测所需的阈值;再次,在振动台运行时,根据所述阈值判断所述装置的所述振动台负反馈是否失效,如果失效则拉低驱动器的驱动信号,使振动台停止振动。
本发明提供的振动台负反馈失效检测能够在装置振动台负反馈失效后迅速检测出失效现象,并立刻使振动台停止运行,给出负反馈失效提示。本发明消除了振动台负反馈失效后振动台台面撞底的现象和因此产生的巨大噪声。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统与振动台的闭环框图;
图2为具体实施方式一所述的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统的结构框图;
图3为驱动信号检测比较电路的电路原理图;
图4为器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测方法流程图。
具体实施方式
具体实施方式一:参照图1、图2具体说明本实施方式,本实施方式所述的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统,所述系统包括主控器2和驱动信号检测比较电路1,
主控器2包括负载估计模块2-2、加速度信号比较模块2-1、保护模块2-3和阈值计算模块2-4,
阈值计算模块2-4,用于低频时根据振动台设定的振动频率获得满载驱动信号阈值,
高频时根据振动台设定的振动加速度获得加速度信号阈值,
中频时根据振动台设定的振动频率和振动加速度获得半载加速度累加和阈值和半载驱动信号阈值和满载驱动信号阈值;
负载估计模块2-2,用于根据半载加速度累加和阈值与振动台振动后采集到的加速度信号的累加值判断振动台在中频时是处于满载状态还是半载状态,若振动台处于中频半载状态,则将半载驱动信号阈值传送给驱动信号检测比较电路1,替换满载驱动信号阈值,若振动台处于中频满载状态,则不替换满载驱动信号阈值;
驱动信号检测比较电路1,用于在低频时采集满载驱动信号阈值,在中频半载时采集半载驱动信号阈值,在中频满载时采集满载驱动信号阈值,根据该三种驱动信号阈值中的任一驱动信号阈值与通过峰值保持电路检测到的驱动信号,控制电平信号输出;
加速度信号比较模块2-1,用于在高频时获取加速度信号阈值,并根据加速度检测电路采集到的加速度信号,控制输出状态的真假;
保护模块2-3,用于不断检测驱动信号检测比较电路1的输出电平或加速度信号比较模块2-1的输出状态,若检测驱动信号检测比较电路1的输出为高电平或者加速度信号比较模块2-1的输出状态为真,则拉低驱动器的驱动信号,使振动台停止振动。
本实施方式中,本发明的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统用于器件多余物微粒碰撞检测装置中的振动台闭环控制回路里,图1表明了本发明与振动台闭环电路上的联系。
图4为器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测方法的实施流程图,此图表明了本发明与振动台闭环程序上的联系。
本申请在不同的频率下需要计算不同的阈值,根据阈值及采集的驱动信号或者加速度信号进行判断振动台负反馈是否失效,从而控制振动台动作。
本申请根据振动台振动频率划分为,40Hz以下(低频)、40Hz到100Hz(中频)、100Hz以上(高频)三种情况处理。在40Hz以下时需要计算满载驱动信号阈值。在40Hz~100Hz时需要计算满载驱动信号阈值、半载驱动信号阈值、半载加速度信号累加和阈值。在100Hz以上时需要计算加速度信号阈值。
(1)振动频率40Hz以下具体实施措施:根据理论分析公式或统计数据拟合得到低频驱动信号阈值计算公式,并将给定的振动台振动频率代入公式计算低频驱动信号阈值,通过主控DAC模块将驱动信号阈值赋值给驱动信号检测比较电路1,接着主控器2不断检测驱动信号检测比较电路1的输出,若检测到高电平,运行保护模块2-3,最后清除驱动信号检测比较电路1状态。
(2)振动频率40Hz到100Hz具体实施措施:根据理论分析公式或统计数据拟合得到中频驱动信号阈值计算公式,根据统计数据拟合半载加速度信号累加和阈值的计算公式,并将给定的振动台振动频率和振动加速度代入公式计算满载驱动信号阈值、半载驱动信号阈值和半载加速度信号累加和阈值,通过主控DAC模块将满载驱动信号阈值幅值给驱动信号检测比较电路(1),将半载驱动信号断线阈值和半载加速度信号累加和阈值赋给负载估计模块,接着主控器2不断检测驱动信号检测比较电路1的输出,若检测到高电平,运行保护模块2-3,最后清除驱动信号检测比较电路1状态。
(3)振动频率100Hz以上具体实施措施:计算加速度信号阈值为给定振动加速度的20%,将加速度信号阈值赋给加速度信号比较模块2-1,接着主控器2不断检测加速度信号比较模块2-1输出状态,若加速度信号比较模块2-1输出为真,运行保护模块2-3,最后清除驱动信号检测比较电路1状态。
图3为驱动信号检测比较电路1的电路原理图。
驱动信号检测比较电路1在中频和低时工作,在高频时不工作。
驱动信号检测比较电路1,通过峰值保持电路从驱动器输入端检测到驱动信号,这里的驱动信号指的是将要送给驱动器的驱动信号。
驱动信号检测比较电路1利用主控器2内的DAC模块从阈值计算模块2-4得到驱动信号阈值,通过电压比较器比较驱动信号和驱动信号阈值,并利用驱动信号检测比较电路1输出引脚连接到主控器2引脚上的方式将输出电平反馈给主控。
驱动信号检测比较电路1读取驱动信号使用的是峰值保持电路,故在每次运行后都清除输出状态,即峰值保持电路的输出。
具体实施方式二:本实施方式是对具体实施方式一所述的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统作进一步说明,本实施方式中,还用于预设加速度信号过低阈值,根据预设的加速度信号过低阈值、半载加速度累加和阈值和振动台振动后采集到的加速度信号的累加值比较判断振动台在中频时是处于满载状态还是半载状态的具体过程为:
若振动后采集到的加速度信号的累加值高于半载加速度信号累加和阈值或低于加速度信号过低阈值,说明振动台当前处于半载状态,若振动后采集到的加速度信号的累加值低于半载加速度信号累加和阈值且高于加速度信号过低阈值,说明振动台当前处于满载状态。
具体实施方式三:本实施方式是对具体实施方式二所述的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统作进一步说明,本实施方式中,根据该三种驱动信号阈值中的任一驱动信号阈值与通过峰值保持电路检测驱动器的驱动信号,控制电平信号输出的具体过程为:
将三种驱动信号阈值中的任一驱动信号阈值与通过峰值保持电路检测驱动器的驱动信号进行比较,若驱动信号高于三种频率中的任一驱动信号阈值,说明振动台负反馈失效,则输出高电平,若驱动信号低于三种频率中的任一阈值,说明振动台负反馈有效,则输出低电平。
具体实施方式四:本实施方式是对具体实施方式一所述的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统作进一步说明,本实施方式中,在高频时获取加速度信号阈值,并根据加速度检测电路采集到的加速度信号,控制输出状态的真假具体过程为:
在高频时采集加速度信号阈值与加速度信号做比较,若加速度信号连续十次低于加速度信号阈值,说明振动台负反馈失效,则输出状态为真,否则为假。
具体实施方式五:本实施方式是对具体实施方式二所述的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统作进一步说明,本实施方式中,半载加速度累加和阈值为半载前五次加速度信号累加和阈值;
振动台振动后采集到的加速度信号的累加值为累加前五次的加速度信号的累加值。
具体实施方式六:本实施方式是对具体实施方式一所述的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统作进一步说明,本实施方式中,保护模块2-3还用于当检测到驱动信号检测比较电路1输出高电平或者加速度信号比较模块2-1输出状态为真时,给出振动台负反馈失效提示。
具体实施方式七:本实施方式是对具体实施方式一所述的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统作进一步说明,本实施方式中,低频为40Hz以下,中频为40Hz~100Hz,高频为100Hz以上。
具体实施方式八:参照图4具体说明本实施方式,本实施方式所述的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测方法作进一步说明,本实施方式中,所述方法包括以下步骤:
用于低频时根据振动台设定的振动频率获得满载驱动信号阈值,
高频时根据振动台设定的振动加速度获得加速度信号阈值;
中频时根据振动台设定的振动频率和振动加速度获得半载加速度累加和阈值和半载驱动信号阈值和满载驱动信号阈值的步骤;
用于根据半载加速度累加和阈值与振动台振动后采集到的加速度信号的累加值判断振动台在中频时是处于满载状态还是半载状态,若振动台处于中频半载状态,则将半载驱动信号阈值传送给驱动信号检测比较电路1,替换满载驱动信号阈值,若振动台处于中频满载状态,则不替换满载驱动信号阈值的步骤;
用于在低频时采集满载驱动信号阈值,在中频半载时采集半载驱动信号阈值,在中频满载时采集满载驱动信号阈值,根据该三种驱动信号阈值中的任一驱动信号阈值与通过峰值保持电路检测驱动器的驱动信号,控制驱动信号检测比较电路1电平信号的输出;在高频时获取加速度信号阈值,并通过加速度检测电路采集到的加速度信号,控制加速度信号比较模块2-1输出状态真假的步骤;
用于不断检测驱动信号检测比较电路1的输出,若检测到驱动信号检测比较电路1输出高电平或者加速度信号比较模块2-1输出状态为真时,则拉低驱动器的驱动信号,使振动台停止振动的步骤。
Claims (8)
1.器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统,其特征在于,所述系统包括主控器(2)和驱动信号检测比较电路(1),
主控器(2)包括负载估计模块(2-2)、加速度信号比较模块(2-1)、保护模块(2-3)和阈值计算模块(2-4),
阈值计算模块(2-4),用于低频时根据振动台设定的振动频率获得满载驱动信号阈值,
高频时根据振动台设定的振动加速度获得加速度信号阈值;
中频时根据振动台设定的振动频率和振动加速度获得半载加速度累加和阈值和半载驱动信号阈值和满载驱动信号阈值,
负载估计模块(2-2),用于根据半载加速度累加和阈值与振动台振动后采集到的加速度信号的累加值判断振动台在中频时是处于满载状态还是半载状态,若振动台处于中频半载状态,则将半载驱动信号阈值传送给驱动信号检测比较电路(1),替换满载驱动信号阈值,若振动台处于中频满载状态,则不替换满载驱动信号阈值;
驱动信号检测比较电路(1),用于在低频时采集满载驱动信号阈值,在中频半载时采集半载驱动信号阈值,在中频满载时采集满载驱动信号阈值,根据该三种驱动信号阈值中的任一驱动信号阈值与通过峰值保持电路检测到的驱动信号,控制电平信号输出;
加速度信号比较模块(2-1),用于在高频时获取加速度信号阈值,并根据加速度检测电路采集到的加速度信号,控制输出状态的真假;
保护模块(2-3),用于不断检测驱动信号检测比较电路(1)的输出电平或加速度信号比较模块(2-1)的输出状态,若检测驱动信号检测比较电路(1)的输出为高电平或者加速度信号比较模块(2-1)的输出状态为真,则拉低驱动器的驱动信号,使振动台停止振动。
2.根据权利要求1所述的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统,其特征在于,负载估计模块(2-2),还用于预设加速度信号过低阈值,根据预设的加速度信号过低阈值、半载加速度累加和阈值和振动台振动后采集到的加速度信号的累加值比较判断振动台在中频时是处于满载状态还是半载状态的具体过程为:
若振动后采集到的加速度信号的累加值高于半载加速度信号累加和阈值或低于加速度信号过低阈值,说明振动台当前处于半载状态,若振动后采集到的加速度信号的累加值低于半载加速度信号累加和阈值且高于加速度信号过低阈值,说明振动台当前处于满载状态。
3.根据权利要求1所述的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统,其特征在于,根据该三种驱动信号阈值中的任一驱动信号阈值与通过峰值保持电路检测驱动器的驱动信号,控制电平信号输出的具体过程为:
将三种驱动信号阈值中的任一驱动信号阈值与通过峰值保持电路检测驱动器的驱动信号进行比较,若驱动信号高于三种频率中的任一驱动信号阈值,说明振动台负反馈失效,则输出高电平,若驱动信号低于三种频率中的任一阈值,说明振动台负反馈有效,则输出低电平。
4.根据权利要求1所述的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统,其特征在于,在高频时获取加速度信号阈值,并根据加速度检测电路采集到的加速度信号,控制输出状态的真假具体过程为:
在高频时采集加速度信号阈值与加速度信号做比较,若加速度信号连续十次低于加速度信号阈值,说明振动台负反馈失效,则输出状态为真,否则为假。
5.根据权利要求2所述的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统,其特征在于,半载加速度累加和阈值为半载前五次加速度信号累加和阈值;
振动台振动后采集到的加速度信号的累加值为累加前五次的加速度信号的累加值。
6.根据权利要求1所述的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统,其特征在于,保护模块(2-3)还用于当检测到驱动信号检测比较电路(1)输出高电平或者加速度信号比较模块(2-1)输出状态为真时,给出振动台负反馈失效提示。
7.根据权利要求1所述的器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测系统,其特征在于,低频为40Hz以下,中频为40Hz~100Hz,高频为100Hz以上。
8.器件多余物微粒碰撞检测装置的振动台负反馈失效检测方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
用于低频时根据振动台设定的振动频率获得满载驱动信号阈值,
高频时根据振动台设定的振动加速度获得加速度信号阈值;
中频时根据振动台设定的振动频率和振动加速度获得半载加速度累加和阈值和半载驱动信号阈值和满载驱动信号阈值的步骤;
用于根据半载加速度累加和阈值与振动台振动后采集到的加速度信号的累加值判断振动台在中频时是处于满载状态还是半载状态,若振动台频率处于中频半载状态,则将半载驱动信号阈值传送给驱动信号检测比较电路(1),替换满载驱动信号阈值,若振动台频率处于中频满载状态,则不替换满载驱动信号阈值的步骤;
用于在低频时采集满载驱动信号阈值,在中频半载时采集半载驱动信号阈值,在中频满载时采集满载驱动信号阈值,根据该三种驱动信号阈值中的任一驱动信号阈值与通过峰值保持电路检测驱动器的驱动信号,控制驱动信号检测比较电路(1)电平信号的输出;在高频时获取加速度信号阈值,并通过加速度检测电路采集到的加速度信号,控制加速度信号比较模块(2-1)输出状态真假的步骤;
用于不断检测驱动信号检测比较电路(1)的输出,若检测到驱动信号检测比较电路(1)输出高电平或者加速度信号比较模块(2-1)输出状态为真时,则拉低驱动器的驱动信号,使振动台停止振动的步骤。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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