ШСВ. Задание настроек испытания в VisProbe SL

Настройки испытания необходимо задавать при создании испытания или при смене настроек уже открытого испытания (с помощью кнопки на панели риббона «Главная»). После выполнения этих действий откроется окно настроек испытания.

Окно настроек испытания ШСВ

Заголовок окна состоит из двух частей: в левой находится тип испытания («Испытание ШСВ»), в правой — его название («тест ШСВ»). При создании нового испытания правая часть отсутствует.

На «панели графика» (верхняя часть рисунка) расположен график профиля испытания. В выпадающем списке указан тип графика профиля. Для испытания ШСВ профиль можно отображать только в виде спектральной плотности ускорения от частоты.

График профиля автоматически перерисовывается при смене значений в таблице профиля на вкладке «Профиль», если установлен флажок «Выполнять проверку профиля «на лету», на другие корректные значения. Так же перерисовка графика всегда осуществляется при нажатии на кнопку «Применить». Если в таблице профиля есть какая-нибудь ошибка (например, разрыв по частоте) или не до конца заполненная строка, то график профиля перерисован не будет.

Цвета линий и фона на графиках профиля задаются в окне «Настройки графиков».

Настройки испытания задаются на вкладках, расположенных на «панели вкладок с настройками испытания». На вкладках «Профиль» и «Расписание» формируется уровень задания для испытания. Уровень задания для испытания ШСВ в каждой точке частотного диапазона профиля вычисляется по формуле (1):

где

• D — уровень задания;
• P — амплитуда по профилю (задание);
• Level — уровень, на котором выполняется профиль.

На основе введенного профиля испытания и уровня, на котором выполняется профиль, вычисляются максимальные значения для СКЗ ускорения, скорости (по максимуму) и перемещения (по максимуму).

В панели «Предельные значения» расположены максимальные СКЗ ускорения, скорость и перемещение по профилю в текущих единицах. Цифры могут находиться на фоне одного из 3 цветов в зависимости от выбранного для испытания стенда (выбор стенда осуществляется на вкладке «Ограничения»:

• зеленый — значение составляет менее 75% от максимума для выбранного стенда (на рисунке для ускорения используется зелёный цвет, поскольку максимальное ускорение выбранного стенда составляет 30,0g (СКЗ), а ускорение по профилю 21,96g (СКЗ), что составляет 73,2% от максимума стенда);
• желтый — значение более или равно 75% от максимума для выбранного стенда (на рисунке для скорости используется жёлтый цвет, поскольку максимальная скорость, обеспечиваемая выбранным стендом, равна 1,4 м/с, а скорость по профилю 1,09 м/с, что составляет 78,1% от максимума стенда);
• красный — значение превышает максимальное значение для выбранного стенда (на рисунке для перемещения используется красный цвет, поскольку максимальное перемещение, обеспечиваемое выбранным стендом, составляет 6 мм, а перемещение по профилю равно 6,19 мм, что составляет 103,2% от максимума стенда).

При наведении указателя мыши на одно из полей, отмеченных цветом, появится всплывающая подсказка, в которой будет показано максимальное значение параметра для текущего стенда. Например, при наведении на цифру «6,19» на красном фоне на рисунке выше, появляется всплывающая подсказка «Максимально допустимое перемещение стенда равно 6,00 мм (пик)».

Максимальные значения по профилю вычисляются с учетом уровней выполнения профиля, заданных в командах расписания.

Значения на этой панели автоматически пересчитываются при смене стенда, массы нагрузки, настроек профиля или изменении расписания.

Предельные значения ускорения определяются не только допустимым ускорением выбранного стенда, но и допустимой вынуждающей силой этого стенда, а также установленной массой нагрузки на стенд.

На вкладках «Управление» и «Ограничения» действует проверка «на лету», которая означает, что при смене любого параметра на одной из них происходит проверка всех введённых настроек испытания.

На вкладке «Профиль» включение такой проверки выполняется установкой флажка «Выполнять проверку профиля «на лету».

Кнопка «Сохранить как», расположенная в левом нижнем углу и доступная на любой вкладке настроек испытания, позволяет сохранить копию испытания под другим именем. Ее использование может быть полезно при проведении серии похожих испытаний для сокращения времени на ввод исходных данных, а также в других подобных случаях.

Если при сохранении испытания система определяет, что оно прерывалось пользователем и может быть продолжено, то появится информационное сообщение.

Доступность элементов интерфейса на вкладках с настройками испытания определяется состоянием работы системы. Если испытание не запущено, то можно редактировать все данные на вкладках согласно их описанию. В противном случае редактирование любых данных запрещено — их можно только просматривать, и вместо кнопок «Ок» , «Применить» и «Отмена» появляется только одна кнопка «Закрыть».

Окно настроек испытания ШСВ при запущенном испытании

Настройка вкладки профиля ШСВ в VisProbe SL

Во вкладке «Профиль» (рисунок ниже) расположена таблица, с помощью которой задаются участки профиля испытания. Каждому участку соответствует одна строка. Для участка необходимо задать начальную и конечную частоты в Гц, начальную и конечную амплитуды в g²/Гц и уровни отключения и предупреждения в дБ. Наклон участка профиля или задается, или рассчитывается системой автоматически.

Вкладка «Профиль» для испытания ШСВ

В столбцы «Нач. частота» и «Кон. частота» вводятся начальная и конечная частоты для участка профиля. На значения этих полей накладываются следующие ограничения.

• Частоты должны входить в допустимый диапазон для испытания ШСВ. Границы допустимого диапазона определяются конфигурацией ведущего прибора.
• Частоты не должны превышать значения (0,3÷0,4)∙F_s (F_s — частота дискретизации). Если на вкладке «Управление» установлен автоподбор частоты дискретизации, то данное значение никогда не будет превышено.
• Частоты должны входить в допустимый диапазон частот применяемого стенда.

Система не позволяет создавать профили с разрывами по частоте. Начальная и конечная частоты в строке профиля должны отличаться.

Столбцы «Нач. ампл.» и «Кон. ампл.» позволяют вводить начальную и конечную амплитуду для участка профиля в единицах спектральной плотности. Возможно создание профиля с разрывами по амплитуде.

При изменении значений конечной или начальной амплитуды или частоты, если все эти поля заполнены, система автоматически рассчитывает наклон участка профиля и заносит его в поле «Наклон». Если начальная и конечная амплитуды совпадают, то наклон устанавливается равным нулю.

Кнопка «Расчет нач. амп.» / «Расчет кон. амп.» / «Расчет наклона» (название кнопки зависит от выбранного столбца) позволяет рассчитать одно из трех полей «Нач. ампл», «Кон. ампл.» и «Наклон» по заполненным четырем оставшимся полям из списка: «Нач. частота», «Нач. ампл.», «Кон. частота», «Кон. ампл.» и «Наклон». Например, для расчета конечной амплитуды по наклону в участке профиля (строке таблицы) необходимо выполнить следующую последовательность действий:

1. ввести наклон в строку; если при этом установлена проверка «на лету» и все строки в таблице профиля заполнены, то появится сообщение об ошибке, потому что амплитуды и наклон не соответствуют друг другу. Это сообщение нужно проигнорировать, нажав в его окне кнопку «Ок».
2. выбрать поле «Кон. ампл.» в этой же строке;
3. нажать кнопку «Расчет кон. ампл.», и если при этом начальная частота, начальная амплитуда, конечная частота имеют ненулевые значения, то будет произведён расчёт конечной амплитуды на основании частот, наклона и начальной амплитуды. В противном случае появится сообщение об ошибке.

Таким же образом рассчитываются начальная амплитуда и наклон.

ПО VisProbe SL позволяет вводить профиль испытания не по участкам, которые характеризуются начальной и конечной частотой и начальной и конечной амплитудой, при этом конец одного участка является началом другого, а по точкам, которые характеризуются частотой и амплитудой. Между точками ПО также считает наклон образовавшегося участка профиля и вписывает его в таблицу. Некоторые пользователи считают такой ввод данных более удобным. При вводе профиля ШСВ по точкам вкладка профиль приобретает вид, показанный на рисунке ниже.

Для ввода профиля испытания по точкам необходимо выполнить: «Конфигурация» → «Настройки по умолчанию» → на вкладке «Общие», панели «Разное» → установить флажок «Вводить профиль ШСВ по точкам».

В каждой строке профиля необходимо указать уровень предупреждения (столбцы «Пред(-)» и «Пред(+)») и отключения (столбцы «Откл(-)» и «Откл(+)»). Эти уровни задаются относительно амплитуды (столбцы «Нач. ампл.» и «Кон. ампл.») участка профиля. Значения в столбцах «Откл(-)» и «Откл(+)» должны быть соответственно больше или равны значениям в столбцах «Пред(-)» и «Пред(+)». По умолчанию уровень предупреждения равен 3 дБ (примерно 141 % для «Пред(+)» и 70 % при «Пред(-)»), отключения — 6 дБ (примерно 200 % для «Откл(+)» и 50 % для «Откл(-)»).

Кнопки «Добавить» и «Удалить» добавляют строку в профиль и удаляют ее из него.

Панель «СКЗ», расположенная в нижней части вкладки «Профиль», позволяет выполнить пересчёт профиля под заданное СКЗ ускорения. Для этого необходимо ввести требуемое СКЗ в поле «Требуемое» в текущих единицах ускорения и нажать кнопку «Пересчет в дисперсию». После чего произойдёт пропорциональный пересчёт амплитуд в строках профиля, если он заполнен корректно.

Если флажок «Автоподстановка» установлен, то при редактировании таблицы профиля будут автоматически выполняться следующие действия:

• при добавлении новой строки
  — в её поля «Нач. частота» и «Нач. ампл.» будут переписаны значения из полей «Кон. частота» и «Кон. ампл.» строки, после которой добавляется новая: если первый участок профиля завершается на частоте 1000 Гц, и амплитуда на этой частоте задана равной 1 g²/Гц, то при добавлении второй строки, то есть «после первой», начальная частота для неё автоматически будет установлена равной 1000 Гц, а амплитуда — 1 g²/Гц. Если поля «Кон. частота» и/или «Кон. ампл.» не заполнены, то ничего переписано не будет;
  — в её поля «Откл(-)», «Пред(-)», «Откл(+)», «Пред(+)» будут переписаны значения из соответствующих полей строки, после которой добавляется новая;
• при изменении начальной частоты в любой строке, кроме первой, она автоматически переписывается в конечную частоту предыдущей строки;
• при изменении конечной частоты в любой строке, кроме последней, она автоматически переписывается в начальную частоту следующей строки.

Таким образом, этот флажок позволяет при вводе автоматически контролировать отсутствие разрывов по частоте и амплитуде. При открытии окна настроек испытания этот флажок всегда установлен.

Работа флажка «Выполнять проверку профиля «на лету» описана выше.

Если флажок «Учитывать параметры стенда» установлен, то система не разрешит запускать или сохранять испытание, у которого максимальные значения по профилю превышают хотя бы одно из максимальных значений стенда, выбранного на вкладке «Ограничения», иными словами, если одно из полей в панели «Предельные значения» помечено красным цветом.

Окно «Пересчет профиля ШСВ»

При нажатии на кнопку «Пересчет в дисперсию» появляется окно «Пересчет профиля ШСВ», которое позволяет:

• рассчитать вклад каждой строки профиля (в процентах) в суммарную мощность колебаний (столбец «Дисперсия»);
• выполнить пересчет и замену имеющегося профиля новым, состоящим из прежнего количества строк с теми же диапазонами частот, и прежнего вклада каждой строки профиля (в процентах) в суммарную мощность колебаний, но, при этом:
  — амплитуда для каждой строки — величина постоянная;
  — общее значение ускорения (СКЗ) равно требуемому, вводимому пользователем (ввести в ячейку «Требуемое» и нажать кнопку «Рассчитать»);
• создать новый профиль, состоящий из заданного количества строк (с помощью кнопок «Добавить» и «Удалить») с постоянной амплитудой в каждой строке, с заданным вкладом каждой строки профиля в суммарную мощность колебаний (в процентах, вводится в столбце «Дисперсия») и заданным общим значением ускорения (СКЗ).

Кнопка «Калькулятор усталостных повреждений» позволяет на основе имеющихся у пользователя файлов записи реальных испытаний оборудования, приведших к усталостным повреждениям материала, задать профиль испытаний, идентичный реальному. Для создания такого профиля испытаний необходимо на вкладке «Профиль»:

• нажать на кнопку «Калькулятор усталостных повреждений»;
• в появившемся окне «Спектр усталостных повреждений» нажать кнопку «Добавить файл» (необходимо иметь файл или файлы записи реальных испытаний оборудования, приведших к усталостным повреждениям материала, в формате «VAUFX»), выбор и добавление файла — стандартная процедура Windows;
• нажать кнопку «Рассчитать спектр»;
• нажать кнопку «Рассчитать СПМ» (СПМ — спектральная плотность мощности от частоты), а затем нажать кнопку «Создать профиль испытания».

Перед нажатием кнопки «Рассчитать спектр» необходимо заполнить данные панели «Параметры расчета»:

• «Нач. частота», «Кон. частота» вводимого спектра, Гц — вводятся начальная и конечная частота сигнала, на которых сигнал существенно отличается по амплитуде от «шума»;
• «Анализировать» - вводится доля октавы, которая определяет количество точек анализа. Чем меньше доля октавы (чем больше вводимое число — знаменатель дроби), тем точнее будет расчет, но увеличивается время расчета и объем занимаемой памяти;
• Коэффициент «b» - константа, характеризующая наклон кривой S/N (Stress(S) to cycles(N) при усталостных испытаниях. Если данная константа не задана пользователю исходя из вида испытываемого материала, она берется по умолчанию (b=8);
• Коэффициент «Q» - параметр добротности, используемый при вычислении спектра усталостных повреждений. Если данный параметр не известен исходя из вида испытываемого материала, он берется по умолчанию (Q=50);
• «Объединение»: «По сумме» — означает, что, если введено несколько файлов различных испытаний образца, амплитуда суммарного спектра усталостных повреждений для каждой частоты равна сумме амплитуд спектров усталостных повреждений по всем файлам. Такой режим предназначен для имитации проведения образца через все заданные эксплуатационные режимы, включая наихудший. «По максимуму» — означает, что если введено несколько файлов различных испытаний образца, амплитуда общего спектра усталостных повреждений для каждой частоты равна максимальной амплитуде из спектров всех файлов. Такой режим имитирует «худший режим» из всех режимов эксплуатации образца.

Окно «Спектр усталостных повреждений»

Если в результате расчета профиля испытаний параметры превышают предельные для стенда, их можно снизить до допустимых, понизив «Уровень» на вкладке «Расписание».

Кнопка «Импорт спектра» позволяет построить профиль испытания на основе импортируемого файла типа *.vaufx. После нажатия данной кнопки появляется окно «Импорт спектра», в котором необходимо выбрать «Имя файла», на основании которого будет построен спектр. После стандартного ввода имени файла на панели «Содержимое файла» окна «Импорт спектра» появятся общие сведения о содержимом файла, а на панели «Настройки импорта» появится возможность вносить настройки импорта:

• Метод импорта — «Выбор максимумов» или «Среднее»;
• Минимальные значения — возможность не учитывать значения спектральной плотности мощности ниже значения, введённого в поле;
• Настройки окна — тип окна, длина окна, процент перекрытий. Чем больше значение длины окна, тем больше спектральных линий будет перенесено в профиль. Размер перекрытий позволяет выбирать, на сколько процентов одно окно будет наложено на другое. Возможны значения 0; 0,25; 0,5; 0.75.
• Импорт — выбирается канал в файле для импорта.

Окно «Импорт спектра»

После введения настроек импорта необходимо нажать кнопку «Построить», и в верхней части окна «Импорт спектра» будет построен импортированный спектр. После этого необходимо нажать кнопку «Импортировать», и профиль импортированного спектра будет создан на вкладке «Профиль».

Если после нажатия на кнопку «Импортировать» возникает окно с сообщением об ошибке, необходимо, вернувшись к настройкам импорта, скорректировать их для уменьшения числа линий до допустимого (снижением длины окна, установкой флажка «Не учитывать значения ниже указанного»).

Сообщение об ошибке импорта спектра

При нажатии на кнопку «Импорт» программа импортирует в профиль данные усталостного испытания, записанного в виде файла *.txt:

Текстовый файл, содержащий данные для импортирования

После выбора файла открывается диалоговое окно, показанное на рисунке ниже.

Окно настройки параметров импорта текстового файла

Для корректного ведения параметров импорта текстового файла необходимо:

• определить количество строк заголовка — в нашем примере их 7;
• определить частоту дискретизации данных. В нашем примере она равна 1/0,0002=5000. Данное значение заносится в поле «текущая частота дискретизации»;
• поле «требуемая частота дискретизации» заполняется требуемым значением;
• поля «Столбцы» заполняются исходя из данных импортируемого файла: в примере разделитель — это знак табуляции, разделитель целой и дробной части — запятая, пропустить строк заголовка — 7;
• из выпадающего списка «кодировка» выбирается та, которая используется в импортируемом файле;
• в полях «выбрать все» отмечаются флажками те столбцы, в которых находятся необходимые данные. В примере выбран столбец со значениями ускорений по оси Х;
• нажать кнопку «Импортировать»;
• в открывшемся диалоговом окне дать название файлу, который будет сохранён в формат *.vaufx.

Вкладка «Расписание»

Для каждого испытания необходимо задать расписание, по которому его нужно выполнять. Расписание представляет собой последовательность команд и задаётся на вкладке «Расписание».

Вкладка «Расписание» для испытания ШСВ

В расписание можно включать следующие команды:

• «Выполнить» — при выполнении этой команды контроллер генерирует на выходе случайный сигнал, спектральная плотность которого задана на вкладке «Профиль» с заданным уровнем. Уровень может быть задан в дБ, процентах, единицах ускорения или разах относительно профиля. Для команды необходимо задать время выполнения.
• «Начать цикл» и «Повторить цикл».
• «Пауза» — временное прерывание работы: во время выполнения этой команды на выходы контроллеров напряжение не подается. Для этой команды необходимо задать время.
• «Ожидать команды пользователя» — при выполнении этой команды система переходит в режим ожидания ответа пользователя и не подаёт напряжение на выходы контроллеров. При этом на экране отображается соответствующее окно. Пока не будет нажата кнопка , выполнение испытания не будет продолжено. Если в используемой конфигурации каналов есть логический вход с ролью «Старт/Стоп», то эта команда должна идти после первой команды «Выполнить».
• «Сохранить данные» - при включении данной команды в расписание происходит сохранение данных испытания от начала испытания до шага установки данной команды.
• «Создать отчет» — при выполнении этой команды происходит создание отчета. Если нет настроек отчета для этого испытания, то сначала отображается окно с настройками отчета, затем создается отчет. Если настройки уже заданы, то команда запускает создание отчета, если это возможно, и переходит к следующей команде. Эту команду удобно ставить последней в расписании, чтобы после его проведения автоматически создавался отчет. Данную команду нельзя включать в циклы, и она не может быть первой в расписании.

В расписании должна быть хотя бы одна команда «Выполнить».

На рисунке выше представлено расписание, состоящее из 8 команд и содержащее 2 цикла, причем цикл «Цикл 1» является вложенным в «Цикл 2». Поэтому временная диаграмма выполнения задания будет выглядеть следующим образом.

Временная диаграмма выполнения задания

Вкладка «Управление»

Вкладка «Управление» содержит набор полей, в которые вводятся параметры. На их основе система управляет виброиспытанием.

Кнопка «По умолчанию» устанавливает значения всех параметров равными значениям, заданными для них на вкладке «ШСВ» вкладки «Настройки испытаний по умолчанию» окна «Настройки испытания по умолчанию». Эти же значения заданы по умолчанию для всех параметров, вводимых на данной вкладке.

Если флажок «Показывать только основные» установлен, то на вкладке показываются только наиболее часто используемые и сильно влияющие на процесс управления параметры. В противном случае отображаются все доступные параметры управления. Предприятие-изготовитель рекомендует задавать только основные настройки для испытания, а для остальных использовать значения по умолчанию. По умолчанию данный флажок установлен.

Основными параметрами для испытания ШСВ являются:

• частота дискретизации;
• порог завершения разгона;
• напряжение контроля разгона;
• время и процент превышения;
• осреднение;
• пик-фактор;
• алгоритм клиппинга;
• уровень завершения подстройки.

Вкладка «Управление» для испытания ШСВ

Для испытания ШСВ доступны описанные ниже параметры управления.

• Частота дискретизации — частота получения данных с входных каналов и выдача на выход. Частота дискретизации зависит от максимальной частоты в профиле испытания: она должна превышать её в 2,5-3,5 раза в зависимости от используемого прибора. Если максимальная частота в расписании 10000 Гц, то минимально возможная частота дискретизации будет в диапазоне от 25000 до 35000 Гц. Возможен выбор любой частоты из списка или ручной ввод, но при этом она не должна превышать пределов, которые зависят от конфигурации ведущего прибора. Для автоматического подбора частоты по введённому профилю необходимо установить флажок «Автоподбор частоты дискретизации». По умолчанию выполняется автоподбор частоты дискретизации.
• Абсолютная скорость компрессии. Это понятие означает, что изменение (нарастание или спад) выходного напряжения во времени не превышает заданного значения. Например, абсолютная скорость компрессии 20 дБ/с означает, что за одну секунду сигнал изменится не более чем на 20 дБ (не более чем в 100 раз). По умолчанию этот параметр имеет значение 10 дБ.
• Порог завершения разгона — уровень вибросигнала в процентах от задания, по достижению которого завершается разгон системы и начинается выполнение теста. Если этот уровень окажется меньше уровня отключения (например, порог равен 60 %, уровень отключения 1 дБ — примерно 89 % от задания), то разгон системы при старте команды завершится аварийным остановом, и выполнение испытания будет остановлено. По умолчанию этот параметр имеет значение 95 %.
• Напряжение контроля разгона — условно безопасный уровень СКЗ выходного напряжения, выше которого система не установит его, если не будет обнаружен отклик системы (например, при размыкании обратной связи или отключении управляющего датчика): это максимальное напряжение, которое может быть подано на выход, пока система не обнаружит наличие отклика. Повышение значения этого параметра может привести к подаче на вибростенд при размыкании обратной связи или отключении управляющего датчика большого напряжения. По умолчанию этот параметр имеет значение 0,1 В.
• Коэффициент отклика системы — отношение входного сигнала при выходном напряжении равном напряжению контроля разгона к входному сигналу (шуму) при нулевом выходном напряжении. Таким образом, если при разгоне система дойдёт до уровня «напряжение контроля разгона», и упомянутое соотношение окажется меньше коэффициента отклика системы с учётом шума, то контроллер остановит дальнейший разгон. По умолчанию этот параметр имеет значение 5 дБ.
• «Время превышения» и «Процент превышения». Данные параметры, позволяют реализовать управление по непревышению ускорением (СКЗ) заданного уровня на каналах. По умолчанию время превышения равно 10 мс, а процент превышения равен 10 %.
• Параметр «СКЗ рассчитывается в» отвечает за методику расчета задания и отклика на панели управления. Он может принимать 2 значения: «спектре задания» (то есть в частотной полосе профиля) или «общем спектре» (во всей полосе частот, определяемой частотой дискретизации).

По умолчанию расчет выполняется в спектре задания.

• Параметр «Режим работы» может принимать 2 значения: «Нормальный» или «Точный». Рекомендуется использовать во всех случаях первое значение. Использование второго значения позволяет точнее подстраивать спектр, но при этом увеличивается время реакции системы. По умолчанию выбран режим «Нормальный».
• «Коэффициент реакции для разгона» и «Коэффициент реакции для выполнения». Эти параметры определяют скорость реакции на изменение сигнала обратной связи во время разгона системы и во время выполнения испытания соответственно. Чем значения параметров больше, тем данная скорость выше. По умолчанию для разгона установлено значение 0,5, для выполнения — 0,05. Рекомендуется использовать именно эти значения для данных параметров.
• Параметр «Осреднение (рекомендуемое X ЧСС)» задает способ осреднения спектра на графиках. Этот параметр никак не влияет на качество регулирования:
  — по ЧСС (число степеней свободы), согласно ГОСТ Р 51502-99 (МЭК 60068-2-64-93); при данном методе амплитуды спектральных линий, вычисляются по формуле:
  
  где MSP_i — осреднённое значение спектральной линии для i-го цикла регулирования;
  SP_i — мгновенное значение спектра на i-том шаге регулирования;
  α — коэффициент усреднения, равен .
  по ПЧСС — по постоянному числу степеней свободы. После слова «рекомендуемое» выводится оптимальное значение для осреднения по ЧСС. Если осреднение установлено в ЧСС, то оно должно быть чётным числом больше 4. Чем больше значение этого параметра, тем график спектральной плотности от частоты становиться более «гладким», поскольку уменьшается случайная составляющая амплитуд гармоник. По умолчанию этот параметр имеет значение 120 ЧСС.
• Скорость отключения — скорость (в дБ/с), с которой уменьшается уровень управляющего напряжения во всех случаях отключения системы (различные варианты аварийных остановов, завершение прохода). По умолчанию этот параметр имеет значение 30 дБ/с.
• Пик-фактор — параметр, используемый для ограничения амплитуды. В ходе испытания ШСВ система генерирует случайный сигнал, который имеет нормальное (Гауссово) распределение согласно ГОСТ Р 51502-99 (МЭК 60068-2-64-93). Поскольку генерируемый сигнал носит случайный характер, его амплитуда так же случайная. Пик-фактор используется для её ограничения: выходное напряжение не может быть больше, чем U_{вых скз}∙ПикФактор. Этот параметр часто используется для защиты усилителя от перенапряжения или защиты вибростенда от сверхперемещений. Стандартное значение для этого параметра — 3. Значение большее, чем 6, фактически убирает «обрезание по пик-фактору», поскольку сигнал с нормальным распределением очень редко достигает значений СКЗ∙6. Значение меньшее, чем 3 приводит к появлению искажений в выходном сигнале больших, чем ожидалось. По умолчанию этот параметр имеет значение 3.

На рисунке ниже показаны акселерограмма и график нормальной плотности распределения вероятности появления в сигнале конкретных значений ускорения. График показан для случая, когда пик-фактор равен 3.

Осциллограмма случайного сигнала и график нормального (Гауссового) распределения вероятности

• Алгоритм клиппинга — способ отсечения сигнала, превышающего по амплитуде произведение U_{вых скз} на Пик-фактор. Вариант «Строгий» — все, что превышает данное произведение, строго отсекается. Вариант «Адаптивный» — происходит сглаживание пиков сигнала на внутренних фильтрах контроллера, и на выход сигналы со значениями выше произведения U_{вых скз} на Пик-фактор практически не поступают. Вариант «Нет клиппинга» — нет отсечения выходного сигнала.
• Параметр «Тип окна» используется при цифровом вычислении спектра. Окно позволяет уменьшить «растекание» спектра при данной операции. По умолчанию установлено окно Ханна.
• Параметр «Длина окна анализа» определяет скорость регулирования, задавая период цикла регулирования, и число спектральных линий. Период цикла регулирования определяется по формуле:
  Число спектральных линий равно половине длины окна анализа. Для автоматического подбора длины окна по введённому профилю необходимо установить флажок «Автоподбор длины окна анализа». По умолчанию этот флаг установлен. Рекомендуется всегда устанавливать автоподбор длины окна анализа.
• Уровень завершения подстройки — уровень вибросигнала (в процентах от задания), по достижению которого разгон системы приостанавливается, и появляется сообщение с запросом на его продолжение. Приостановку разгона можно отменить с помощью флажка на панели управления испытанием ШСВ. По умолчанию этот параметр имеет значение 20 %.
• Отношение сигнал/шум для амплитуды — минимальное значение отношения сигнал/шум, при котором будет происходить регулирование амплитуды. Если система определяет, что текущее значение этого отношения меньше значения данного параметра, то регулирование не происходит, но испытание продолжает выполняться дальше. По умолчанию этот параметр имеет значение 10 дБ. Рекомендуется всегда использовать именно это значение для данного параметра.
• Период осреднения амплитуды — дополнительный период регулирования, который совместно с периодом циклов регулирования определяет скорость регулирования. По умолчанию этот параметр имеет значение 10 с. Рекомендуется всегда использовать именно это значение для данного параметра.
• Коэффициент эксцесса — параметр, позволяющий учесть отличие фактического сигнала широкополосной случайной вибрации от ШСВ-сигнала, имеющего нормальное (Гауссово) распределение. Когда коэффициент эксцесса увеличивается, время, проведенное на пиковых уровнях вибрации, также увеличивается, что делает проведение испытания более приближенным к тому, что происходит в жестких условиях эксплуатации. При установке флажка у параметра «Коэффициент эксцесса», становится активной кнопка «Настройки», после нажатия на которую открывается окно настроек для введения коэффициента эксцесса и коэффициента подстройки.
• Алгоритм вычисления ЧХ —выпадающий список позволяет выбрать три варианта алгоритма вычисления: Н1, Н2 и Н_v. По умолчанию рекомендован вариант Н1.
• Количество перекрывающихся окон анализа — для алгоритмов Н1, Н2, Н_v. Увеличение количества перекрывающихся окон анализа приводит к пропорциональному снижению Периода управления, что сокращает время разгона и, тем самым, время испытания. Установка флажка «Автоподбор количества перекрытий» позволяет оптимизировать этот процесс.
• Флажок «Использовать сохраненный спектр» помогает сократить время на разгон системы при проведении серии одинаковых испытаний (устанавливать флажок перед первым испытанием). Перед установкой флажка ПО запрашивает у пользователя подтверждение режима запуска по сохраненному спектру, поскольку проведение другого типа испытания ШСВ по данному спектру может привести к поломке стенда. После окончания серии одинаковых испытаний данный флажок необходимо снять.

На основании частоты дискретизации и длины окна анализа формируется шаг изменения частоты в герцах. Это значение показывает шаг вывода точек на графики по оси частот.

Вкладка «Ограничения»

Вкладка имеет две дополнительные вкладки: «Основные ограничения» (а) и «Ограничения непревышения» (б).

а) Вкладка «Ограничения» для испытания ШСВ с дополнительной вкладкой «Основные ограничения»

б) Вкладка «Ограничения» для испытания ШСВ с дополнительной вкладкой «Ограничения непревышения»

На дополнительной вкладке «Основные ограничения» выпадающие списки «Производитель» и «Модель» позволяют задавать стенд, на котором производится испытание. При выборе производителя в первом списке, во второй автоматически выводятся все добавленные для него модели стендов. По умолчанию выбран тот стенд, который указан на вкладке «Общие» окна «Настройки испытаний по умолчанию».

Кнопка «Редактировать» открывает диалог редактирования стенда. Для испытаний ШСВ используется колонка «ШСВ», но необходимо также заполнить колонки «Синус» и «Удар». Кроме предельных значений по «Ускорению», «Скорости», «Перемещению», необходимо задать установленные производителем стенда предельные значения «Вынуждающей силы» и «Максимального управляющего напряжения». Кроме этого, задаются установленные производителем «Диапазон частот», а также массы «Подвижной системы» и «Максимальная масса объекта» (она же называется «Максимальная масса нагрузки»).

В поле «Масса нагрузки» вводится полная масса нагрузки на стенд. Для ввода полной массы нагрузки необходимо нажать расположенную справа кнопку «Установить». В появившемся окне «Задание массы» необходимо ввести (в кг):

• массу объекта;
• массу оснастки;
• массу стола;
• прочую массу (прикрепленную к объекту, столу, оснастке).

Правее кнопки «Установить» указывается максимально возможная масса нагрузки для выбранного стенда с учётом заданного профиля и расписания. Она определяется исходя из рассчитанного предельного СКЗ ускорения при испытании, ПИК-фактора (если флажок «Ограничение скорости и перемещения для ШСВ задаются в пике» установлен на вкладке «Общие» окна «Настройки испытаний по умолчанию» — рекомендуется всегда устанавливать данный флажок) и заданных производителем предельного значения «Вынуждающей силы» и массы «Подвижной системы».

«Максимальное выходное напряжение» — максимальное напряжение, подаваемое на выходной канал. Параметр позволяет принудительно ограничить напряжение выходного канала, исходя из максимально возможного значения входного напряжения усилителя мощности.

Параметры «Отношение V/g для разгона» и «Отношение V/g для выполнения» позволяют задать максимально допустимое значение этого отношения при разгоне и выполнении испытания. V — СКЗ управляющего напряжения, g — отклик системы в единицах g. Эти параметры позволяют детектировать неправильно подключенные или установленные датчики.

Например, параметр «Отношение V/g для выполнения» установлен равным 100 , и на выход подаётся напряжение, СКЗ которого равно 5 В. Происходит отсоединение датчика, подключенного к управляющему входу контроллера, поэтому резко уменьшается сигнал на данном канале. Если СКЗ ускорения на канале станет меньше , то произойдёт аварийный останов испытания.

По умолчанию эти параметры имеют значение

Панель «Отключение и предупреждение» позволяет задавать уровни отключения и предупреждения. Уровни задаются относительно уровня СКЗ задания, рассчитанного по профилю. На каждом участке профиля уровень отключения и предупреждения одинаковый.

Если СКЗ отклика по абсолютной величине становится больше или меньше уровня предупреждения, в списке, содержащем хронометраж испытания, появится запись о превышении верхнего или нижнего порога предупреждения.

Если СКЗ отклика по абсолютной величине становится больше или меньше уровня отключения, в списке, содержащем хронометраж испытания, появится запись о том, что случился аварийный останов, и испытание будет приостановлено, если останов по этой причине разрешён.

Значения в полях «Откл(-)» и «Откл(+)» должны быть соответственно больше или равны значениям в полях «Пред(-)» и «Пред(+)». По умолчанию уровень предупреждения равен 3 дБ (примерно 141 % для «Пред(+)» и 70 % при «Пред(-)»), отключения — 6 дБ (примерно 200 % для «Откл(+)» и 50 % для «Откл(‑)»).

Панель «Ограничения спектра» позволяет задать ограничения по предельному количеству линий спектра, выходящих за заданные пользователем линии предупреждения и отключения. Данная панель включается в работу установкой флажка «Аварийный останов по спектру». При снятом флажке панель не влияет на ход испытания.

Допустимое количество линий, выходящих за заданные пользователем линии предупреждения и отключения, задается в поле «Предел линий» в процентах или в числе линий.

Если флажок «Использовать ограничения из профиля» не установлен, то пределы, за которыми линии признаются вышедшими за допустимые пределы, устанавливаются в полях «Откл(+)», «Пред(+)», «Пред(-)», «Откл(-)» в дБ, разах или процентах. Эти пределы в данном случае общие для всего «Профиля» испытания.

Если флажок «Использовать ограничения из профиля» установлен, то пределы, за которыми линии признаются вышедшими за допустимые пределы, устанавливаются в полях «Откл(+)», «Пред(+)», «Пред(-)», «Откл(-)» каждой строки «Профиля» испытания (вкладка «Профиль»), только в дБ, и могут устанавливаться разными для каждой строки «Профиля».

Дополнительная вкладка «Ограничения непревышения» позволяет задавать «Ограничения снизу» и «Ограничения сверху» для всех участвующих в испытании каналов, включая управляющие. Имеются следующие виды ограничений:

• «Нет» — нет ограничений (сверху, снизу);
• «Поддерживать» — только для ограничений сверху, только в единицах виброускорения (СКЗ);
• «Поддерживать (дБ)» — для ограничений снизу и для ограничений сверху, в единицах «дБ»;
• «Поддерживать (табл)» — для ограничений снизу и для ограничений сверху — открывается окно «Таблица непревышений», в которой можно задать профиль ограничений СПМ от частоты;

Панель «Дополнительные настройки» задает дополнительные параметры «Экспоненциальное осреднение» (0,1 — 0,95) и «Точность регулирования» (0,05 — 0,95), определяющие качество контроля и регулирования при прохождении теста с ограничениями непревышения.

Вкладка «Каналы»

На этой вкладке задается используемая в испытании конфигурация датчиков, режим работы каналов и алгоритм формирования сигнала обратной связи.

Вкладка «Каналы» для испытания ШСВ

Выпадающий список «Имя конфигурации каналов» содержит список всех созданных конфигураций каналов. По умолчанию выбрана та конфигурация, которая указана на вкладке «Общие» окна «Настройки испытаний по умолчанию»

В таблице указаны все каналы, доступные для всех контроллеров, входящих в текущую конфигурацию оборудования, но задействовать (установить для них тип, отличный от «Отключён») из них можно только то количество, которое разрешено на устройстве-мастере для испытания ШСВ. Например, конфигурация оборудования включает два устройства, на каждом из которых доступно по 3 канала, но устройство-мастер может работать только с 4 каналами для испытания ШСВ. Тогда в таблице будут показаны 6 каналов, но задействовать из них можно будет только 4.

• В столбце «Канал» указывается название канала, заданное в окне «Настройки оборудования».
• В столбце «Имя датчика» указывается имя, присвоенное пользователем датчику.
• В столбце «Параметры датчика» указывается чувствительность датчика, подключенного к каналу, а также его тип.

Имя датчика, чувствительность, тип датчика загружаются из выбранной конфигурации каналов (кнопка «Открыть конфигурацию каналов»). Там же указывается серийный номер датчика и дата его поверки для отражения в отчете об испытании.

Каждый канал может находиться в одном из трёх режимов (столбец «Тип»):

• отключен — не принимает участие в испытании;
• измерительный — данные канала отображаются, но не принимают участие в формировании сигнала обратной связи - система не учитывает данные с этих каналов при вычислении управляющего воздействия на вибростенд;
• управляющий — данные канала отображаются и принимают участие в формировании сигнала обратной связи. Для каждого управляющего канала необходимо выбрать параметры, с которыми он входит в формирование сигнала обратной связи — «вес» (столбец «Коэффициент»).

Для получения значения на канале за период управления вычисляется среднеквадратическое значение сигнала, из которого удалена постоянная составляющая.

Весовые коэффициенты каналов (столбец «Коэффициент») — любые положительные числа. При запуске испытания все весовые коэффициенты суммируются и нормируются (приводятся к единице). Например, при вводе значений веса 10 и 40 для двух каналов, при испытании они получат коэффициенты веса соответственно.

Флажки в столбце «Инвертировать» позволяют системе принимать сигнал на канале со сдвигом по фазе на 180°. Инвертирование применяется в случаях, если датчик устанавливается на изделие снизу, или для зарядовых датчиков, поскольку они выдают инвертированный сигнал.

Выпадающий список «Стратегия управления» позволяет задавать варианты получения отклика на основе нескольких управляющих каналов. Возможно 3 варианта агрегирования:

• на основе весовых коэффициентов — отклик вычисляется по следующим формулам:

При применении «Алгоритма вычисления ЧХ» — Н0 (панель «Управление»):

При применении «Алгоритма вычисления ЧХ» — Н1, Н2, Н_v (панель «Управление»):

в обеих формулах:
Response — отклик,
n — номер управляющего канала,
N — число управляющих каналов,
ω_n — нормированный вес n-ого управляющего канала (получен на основе чисел, заданных в столбце «Коэффициент»),
control_n — СКЗ сигнала на n-ом управляющем канале;

• по максимуму — в качестве отклика берётся максимум из значений, полученных на всех управляющих каналах за период управления.
• по минимуму — в качестве отклика берётся минимум из значений, полученных на всех управляющих каналах за период управления.

Если управляющий канал только один, то стратегия управления не влияет на вычисление отклика.

Флажки в столбце «Огр. теста» позволяют установить для каждого канала уровень ограничений, который введен на вкладке «Ограничения». Если этот флажок для какого-то канала, участвующего в испытании, не установлен, при проведении испытания для этого канала уровни ограничений учитываться не будут.

Флажки в столбце «Огр. стенда» позволяют установить для каждого канала уровень, равный максимальному уровню ограничений используемого в испытании вибростенда. Если этот флажок для какого-то канала, участвующего в испытании, не установлен, при проведении испытания для этого канала уровни ограничений вибростенда учитываться не будут.

Флажки в столбце «Исп. инд. огр» активируют окна ограничений каждого канала «Откл. + дБ (СКЗ)» и «Откл. — дБ (СКЗ)», в которые можно ввести ограничения для каждого канала отдельно.

При установке флажков во всех полях ограничений одновременно ограничение по верхнему порогу будет срабатывать по минимальному значению всех порогов ограничений, а ограничение по нижнему порогу — по максимальному.

Вкладка «Анализ»

ПО VisProbe SL позволяет записывать в файл специального формата *.vaufx (Приложение В) данные со всех каналов всех приборов, добавленных в конфигурацию оборудования. Полученные файлы доступны для воспроизведения с помощью ПО VisProbe SL в рамках проведения Полевых испытаний. Так же данные файлы можно просматривать и проводить их обработку с помощью ПО VisAnalyser. Вкладка «Анализ» позволяет задать параметры записи испытаний.

Вкладка «Анализ» для испытания ШСВ

Хотите узнать больше?

Процесс запуска и проведения испытаний ШСВ в VisProbe SL показан в нашем вебинаре.

Остались вопросы?

Остались вопросы? Свяжитесь с отделом продаж или технической поддержкой «Висом»:

• Звоните: +7 (4812) 777-001, доб. 122, 124
• Пишите: info@visom.ru, support@visom.ru
• Отвечаем в мессенджерах: 89203005818 (WhatsApp, Telegram)

Также мы предлагаем услугу «Удаленные испытания», в ходе которой вы можете провести испытание по заданным вами параметрам через удаленный рабочий стол.