MIMO振動(dòng)控制綜述
在過去十年中，隨著多振動(dòng)臺(tái)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(dòng)控制系統(tǒng)獲得了巨大的發(fā)展勢頭。多振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)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(shí)世界中，結(jié)構(gòu)振動(dòng)是從各個(gè)方向的來源被激發(fā)的。為了模擬真實(shí)的振動(dòng)環(huán)境，需要同時(shí)在多個(gè)方向上執(zhí)行激勵(lì)。MIMO試驗(yàn)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(gè)振動(dòng)無法提供有效的安裝或者足夠的推力，以及試驗(yàn)要求同時(shí)進(jìn)行多軸向振動(dòng)激勵(lì)時(shí)。SDOF測試不足以滿足規(guī)范要求正確分配的振動(dòng)能量時(shí)，建議進(jìn)行MIMO測試。
具有同時(shí)多方向激勵(lì)的MIMO試驗(yàn)，可以減少總測試時(shí)間，因?yàn)槭∪チ烁淖僁UT在工作臺(tái)的固定方向(例如，從垂直到水平)的時(shí)間。一般而言，MIMO試驗(yàn)可以在受控制的情況下向測試物件多個(gè)軸向提供振動(dòng)能量的分布，而不依賴于測試物件的動(dòng)態(tài)特性來實(shí)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(gè)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)時(shí)必須依賴于測試物件的動(dòng)力學(xué)特性來分配能量。對于大型和重型試驗(yàn)物品，可能需要一個(gè)以上的振動(dòng)臺(tái)來為試驗(yàn)項(xiàng)目提供足夠的能量。MIMO試驗(yàn)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(dòng)臺(tái)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(gè)振動(dòng)臺(tái)，或者更多，可組成單軸、三軸平移振動(dòng)臺(tái)、6DOF 多軸振動(dòng)臺(tái)(MAST )等。
Sentek三軸振動(dòng)控制臺(tái)
Spider MIMO振動(dòng)控制系統(tǒng)利用多個(gè)振動(dòng)臺(tái)，多個(gè)控制通道可以分定義目標(biāo)譜?？刂七^程相比單軸振動(dòng)控制的一維方式，MIMO控制擴(kuò)展成一個(gè)矩陣的形式。
對于振動(dòng)臺(tái)數(shù)量X等于m且被控制量Y等于n的振動(dòng)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(dòng)的線性譜向量。
控制通道的數(shù)量可以與驅(qū)動(dòng)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(dòng)器(振動(dòng)器)的數(shù)量時(shí)，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(jī)控制可以控制振動(dòng)臺(tái)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(gè)振動(dòng)器對整體響應(yīng)的貢獻(xiàn)，并且對于每個(gè)振動(dòng)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(diǎn)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(diǎn)。
晶鉆儀器Spider 振動(dòng)控制系統(tǒng)，模塊設(shè)計(jì)可擴(kuò)展到512通道數(shù)
在隨機(jī)試驗(yàn)中，MIMO在每個(gè)目標(biāo)譜中產(chǎn)生一個(gè)真正的隨機(jī)信號(hào)。在MIMO隨機(jī)控制中，控制品質(zhì)與單個(gè)振動(dòng)臺(tái)隨機(jī)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(shí)的快速均衡和精確控制，這還減少了到達(dá)全量級(jí)測試所需的時(shí)間。
MIMO振動(dòng)控制系統(tǒng)功能：
- MIMO 隨機(jī)控制
- MIMO 正弦控制
- MIMO 沖擊控制
- MIMO 路譜仿真控制
訪問Sentek三軸振動(dòng)控制臺(tái) Sentek Dynamics Three-Axis Shakers here.
