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振動噪聲測試設備分享

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發(fā)表于 2020-1-23 13:53:57 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式
本帖最后由 szhzh 于 2020-1-23 14:19 編輯
" e$ k& x( N( I
3 I) s4 R* I  X( a* B6 ^7 u首先說明,本人水平非常有限,只是自己整理的廠家的能力分享,中間錯誤肯定有,也肯定不全,只是給大家參考一下。這個主要是測試設備廠家的能力介紹,很多東西如果要用,還是結(jié)合需求,好的可能很貴,有些需要選擇不是那么流行的可能價格很便宜,不過大廠的服務肯定好很多。
) c  M9 C: ?0 t, x) J8 [7 |
) @, R" B5 ^6 [首先說數(shù)采,主要指標有采樣率,AD位數(shù),現(xiàn)在好的是雙24位,B&K, Deweron, 東方所等,還有動態(tài)范圍,SNR,harmonic distortion,cross talk,Gain 和 phase dismatch Interchannel,還有一點就是是否支持200V的需要極化電壓麥克風。B&K的數(shù)采很好,不過也很貴,PAK的也是質(zhì)量好的一家,性能也好,NI也算主流吧,主要是價格便宜。 NI和Dewetron主要是采集器,不能算是 NVH專業(yè)的供應商個人觀點。
0 {: G8 t& S+ f8 e# m) K1 t5 r& }+ e. m# _% c# j
動力學模態(tài)測試,這個最好的首推西門子的LMS,測試上有錘擊和激振器法,激振器有random,burst,偽隨機, 周期隨機,掃頻和步進正弦,對應的窗函數(shù)看資料把,主要就是泄露和FRF是否要求準確,信噪比等。模態(tài)的算法主要有時域和頻域方法,時域用到脈沖響應函數(shù),頻域是傳函。LMS有最大似然估計和誤差迭代處理,這個比B&K和M+P的好。而且階次模態(tài)也是LMS的。國內(nèi)的東方所模態(tài)這方面也好。M+P的動力學也是挺好的,而且非線性分析他們家好像是獨一份。主流的復頻域最小二乘LMS,B&K,M+P和東方所都有。OROS的我不確定算法能力,Prosig的好像是ERA的方法,這個方法已經(jīng)很早了。還有一塊是工作模態(tài)分析,這個基本上也是LMS,B&K,M+P,工作模態(tài)是無法測量力,沒有FRF,所以還沒有特別好的學術認可方法,屬于還有較多研究價值。
6 ~& \3 y9 x6 D- A; J聲學基本的聲功率、聲強測試,這個幾家大的廠家都有,聲學材料測試方法主要是B&K,這家設備做的最好,LMS,PAK也比較全。近場聲全息的方法包括空間傅里葉變化, 邊界元,等效源,統(tǒng)計最優(yōu)等。近場全息B&K應該是最好的,也是最全的,統(tǒng)計最優(yōu)是B&K提出的。個人認為工程上,比較實用的近場就是等效源和統(tǒng)計最優(yōu),空間傅里葉方法有逆變換,雖然可以用L2正則化等方法控制誤差,但是高頻誤差還是大,等效源可以通過控制源和邊界距離,保證解的唯一性,統(tǒng)計最優(yōu)不需要麥克風陣列包含測量面,但是如果是點源,不能保證數(shù)學上的解的唯一性,會帶來相近多聲源定位錯誤,球源能解決這問題,但是好像沒有商業(yè)化的。LMS采用的貝葉斯概率方法對于長時間瞬態(tài)情況應該是最好的商業(yè)化方法。遠場主要是beamforming方法,算法也很多,只要是子空間法就可以突破瑞利判據(jù)的限制,Head采用的相干性濾波個人認為是工程上商業(yè)化的這幾家最好的,算是一種Clean SC貪婪算法的壓縮感知方法,當然如果從技術角度上說,在反卷積迭代中加入L2 正則化更好,提高空間分辨率。B&K的方法和適用性是最多的,LMS的其次。如果做Turbine的好像只有B&K和LMS。其他家beam forming方法OROS和PAK有,但是算法差距很大了。在電聲方面,只能從B&K和Head中選,別家不推薦??紤]聲品質(zhì)和心里聲學,B&K和Head也是首推,然后是LMS。PAK和M+P也有一些。 Prosig的人體NVH是一個特色,這個是他們獨有的。人工頭,只推薦B&K和Head的。
" ^, H) C: J( T! F2 U- i" f& }
2 c0 V: s4 Z2 C! M' t( J旋轉(zhuǎn)機械,這個自己好久沒做過了,B&K,LMS,PAK,M+P,OROS,Prosig這幾家基礎模塊都有。扭振和角度域分析,首推PAK,然后B&K和LMS也可以。Prosig 的旋轉(zhuǎn)機械也相對全。TAP傳遞路徑,這個個人涉及的少,各家都不太一樣。
& w' A+ ~2 J4 @: ^  B. L汽車測試,這個LMS的最全,其次是B&K,然后PAK。虛擬NVH,這個好像就是B&K和LMS了。7 b3 K6 N5 Q. N1 a' |' B- j1 P
振動臺控制這塊,M+P最好,然后是LMS。PAK的是液壓臺控制。4 \; s- v) _. }, H
8 M* ?3 C# `! D9 r" R4 H; T8 I
振動噪聲測試這塊,個人認為專業(yè)的廠家歐洲的最好,美國的spectral dynamic 算是好的,國內(nèi)東方所不錯,東華湊合吧??傮w來說,從技術角度和全面性看,LMS和B&K可能是行業(yè)龍頭,國內(nèi)汽車行業(yè)LMS的最多吧,航空船舶等B&K好,而且水聲好像也只有B&K合適。再下面是PAK,然后HEAD。如果是聲學測試,就選B&K和Head。動力學,LMS和M+P好,然后B&K。汽車上是LMS,B&K,PAK。如果做航天等非線性和振動控制,推薦M+P,M+P的一個特色是聲疲勞控制,還有溫控。PROSIG是英國南安普頓大學聲振所的,這個所搞振動噪聲的應該都知道,其實力也挺強的,只不過國內(nèi)市場做的很差,他們的基礎功能挺全的。( L2 s' C9 g. }$ V& R: m
技術服務上,個人覺得B&K的做的最好,他們進中國最早,上世紀7、80年代進入,LMS的人也比較多,是90年代進中國的,然后是PAK,本世紀03年進中國好像,Head以前是郎德代理,2018年獨立的,M+P也是本世紀初設立辦事處的。OROS雖然有自己的,但是基本提供不了什么支持,個人在兩家公司工作過,第一家我在的時候就是用的OROS的,那時候OROS功能很少,工作上遇到問題是結(jié)構(gòu)局部壞,當時OROS模態(tài)測不出來,自己還開發(fā)的模態(tài)算法找的問題,而且聲波導場的測試也在OROS上開發(fā)了,不過后來聽公司人說他們已經(jīng)拋棄了OROS了,換了大廠的。這家公司我來的時候也是OROS,OROS開始是東菱代理,后來換大友,但是服務真的跟不上,升級軟件把功能都弄丟了,也就放棄他們,自己來說還是有感情,特別是很多開發(fā)的算法,現(xiàn)在也沒有商業(yè)化的。。其他的,日本的小野測試的國內(nèi)用戶應該也挺多的,還有理音,但是我沒有用過,所以不說了。 PAK和M+P相當于半開源,很多算法支持?!€人用的最多的是B&K,很早用過LMS和PAK,工作后沒有用過PAK了,,東方所的是我用的第一套采集設備。NI的東西是要開發(fā)的,相對便宜,基本上什么都能測試,個人的多物理場測試用的NI的,個人還開發(fā)了一些EMC電磁測試的,對NVH來說,NI硬件勉強夠用,如果電磁等,就不如是德的專業(yè)了,不過用途多,所以個人NI的用的也挺多的。$ I7 a$ g( b/ E5 K% X
4 y6 }8 J1 J- u' n/ C1 R9 O
測試這東西,本質(zhì)上都差不多,聲場也好,電磁場也好,頻域基本都是波動方程,然后加上邊界條件,考慮格林函數(shù),基本方法都是一樣的,無論波導場還是近場,遠場。。在后面都是數(shù)學上的方法了,像奇異值分解,正則化壓縮感知,貝塞爾函數(shù),貝葉斯概率等。 那些大廠的東西如果懂了,有時間也就那樣,想要高精度的,很多東西自己去寫算法是最好的,商業(yè)化的東西都是成熟的,相對并不是最好的,但是公司要效率還是很有比較好的,自己開發(fā)時間太長了。" ]# ?) w& l+ D. j5 ^- Y

: r' @  @2 ^1 o0 N% Y; s3 _5 T. B* s! s: a+ L$ R8 D

8 p: _0 r' N1 Q7 b7 E
9 m$ r$ V3 T) u" j! [. W# `
 
數(shù)據(jù)采集器
模態(tài)測試
高級模態(tài)算法
工作模態(tài)
階次模態(tài)
聲學材料
聲功率、聲強
近場全息
遠場識別
電聲
心里聲與聲品質(zhì)
Turbine聲
傳遞路徑分析
汽車測試
通過噪聲
虛擬汽車
旋轉(zhuǎn)機械
扭振角度域
振臺控制
麥克風
加速度計
振動臺
聲學試驗室
B&K
最好采集器
Idle 純模態(tài)
PolyLSCF PDT+

  m; q, Z6 u6 a  i
; C, ?' j, b8 o$ E3 H5 |
最全面
最全,算法好

4 B* U" V3 t2 {
3 i0 }. C2 Z# D$ i, x3 j" A. A
SPC
3 b& W- F( E% R9 y# Y+ S+ _

$ o7 M  F2 j/ }0 I% x$ p

  H4 I* S4 E  f& \( j
絕對優(yōu)勢
性能優(yōu)秀

$ H- n9 j/ }/ G4 L/ o
LMS
* d( {9 C/ a( p
可測純模態(tài)
PolyMAX++
1 d) _8 Y* P! Z
* p9 I( ?% x4 _8 B5 X
瞬態(tài)算法好

8 A7 V9 J3 f& a& u4 h

2 e5 l3 m7 ~6 p4 \- W2 \0 C& ?( _
Classic TPA

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( s% z1 c( ^4 U" [+ r" c
% n4 `% e, u8 I

" U6 F4 Z5 y# V7 G. Q9 s2 S

1 \4 B% o' H$ h5 x# ?8 _2 X
PAK BBM# b( ~+ b1 v$ L% y6 D: R
ME SCOPE
8 ]0 |# W1 k9 P& n9 Y# C

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: b, p, N8 X7 T/ f7 C" w
5 F  D* d6 Z) v0 {8 r
OTPA1 Y& r) I2 v, l7 C% c- M

) c5 v) j3 B. m0 F% D
7 J' I. Z. _- T' K  U9 E
液壓
; H4 Z5 o7 [4 v% T0 |4 Q6 [- A
: X1 ~) X9 p& [
Head
& f: E/ m: D3 P3 e$ e
ME SCOPE

) Y  {( V- @/ p
/ f+ Q0 ?" ]# c- ]  X, U
3 t' q  A+ u) F0 a; b
最好算法9 T! k8 o$ a2 ~8 {; d: u1 K

( u' c* s) g' l4 b) h) {! ^/ B
BTPA ' E1 y" ?+ J( y9 ^

7 }, w! c+ _0 Z) A' I9 V' _

9 u, @2 b& ]% V! v* T3 Y. G

. t! r/ O" U$ H, `) O. C/ a) ^

0 W- |8 `& X: r7 Q# E
M+P
% d* N3 I# h7 ^9 V! R0 l; v/ |
可測純模態(tài)
PolyLSCF PDT+

7 h$ J9 T4 h" G  \) X
' \; f7 L! T8 Z
3 I$ E1 v) E5 `

/ o0 l* h! p8 i4 I1 F( B
/ k0 O5 k, s, }3 l- L1 e
TPA不確定算法能力 ; ^' c5 I6 @) b  A: }- X- L

/ l: E: Z( I6 |) L

1 h8 [+ v$ p4 D, A1 t
( x3 v* B) _" }. A, `$ y

; D0 x9 w; {* `+ ~" t, v% x
OROS
# R" K, I  |2 I$ ]9 {' {1 u- C
算法不好
! l/ R# a, g( a( F( a! x( w
* p1 y& @; m5 w. w( \8 l7 A
算法不好
算法一般

9 P" r: m" J3 X) I4 \8 I2 Z/ C" w. {

: T" w; U- Y& T* m
ATPA 不需拆 可數(shù)學解耦
5 U+ m: J0 Q$ K& D

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* {7 n0 h4 t$ J& Y

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Prosig% }7 Q  t! U& l( t: F- s
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# ~5 b8 Y. i# B/ j/ O2 U2 Q
# y8 Q, h6 B+ H7 t/ `5 k$ B# y

0 V! e( l+ @, c" O2 `. d
TPA不確定算法能力
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0 Z9 p% V5 Z' h/ N
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% I& V0 K+ U6 ]. N1 Z. Z

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0 A+ q9 P# @2 ]3 {8 W4 r0 w2 ?

# M/ f0 C% g- k# o
1 o# W( a) j- a$ |
; ^3 v$ p" |  S% L2 y/ D
2 ]3 V: p, q) c  K

8 B' m7 v/ d2 H! z( v
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0 O  S& u. R8 b* E7 B0 Y) J

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# }4 r6 Z1 L) f8 |/ `1 O
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9 h7 l! t( e$ w, ?3 v# B
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1 h# b& Z7 M* e
3 a' ]2 f, W6 {; M2 r
. k1 ]5 d6 L) F% y+ _

/ e. s( d* Q& E2 o8 T
7 i* O8 g4 l/ Y: r) V* L
晶鉆
控制器強Laser
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PDT4 J. K' q% W7 J: B$ x/ _) E

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小野- i4 v: u/ ?1 I
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6 y* @( ^+ J7 d8 K
相當于沒有
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里音
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號稱可測) N3 s7 t$ U! ^5 w* i

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  p' V, P# ?" I% x! K' }/ X# u

4 B* V& m+ i8 _( |  u6 ~
; d- q5 m, P2 }1 h* x
東方所! Q9 ~; ?5 h+ Q/ ~9 t& p. i
可測純模態(tài)
PolyLSCF PolyIIR

& [. [" F  c  C  p" g8 B7 L& _

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, {- {! g3 f' B1 G2 H* X! j
算法有差距
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) _1 W6 e) R- X+ u, A9 y
不確定算法8 ~% o! Z( [( `  }7 i/ t

& \2 Y- N: k  R$ V

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8 I6 Z( B7 ]5 }! g8 ]
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/ x9 H- Y+ A1 Z0 T0 \

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純模態(tài)可測' h8 h; n' b. c- M$ i/ d% L
$ G& m2 J: t2 t$ s
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- J& |" h  M/ j2 ]" n/ J  W

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4 ~. e0 Z/ D; L

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9 Y1 p) ?( N8 c
聲科測
落后很多
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愛華
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兆華
落后很多
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1 K2 s0 v3 T% e' Z

( u6 o0 S, |0 Z% w. R2 G+ t

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+ Q. P! s5 F( B+ C3 g' s! y

' t) t; D9 @. D6 I5 _! c* k$ A  H% H& V' e7 L

! h) m  D, k5 e. b, M6 ~+ J再說傳感器把,主要是加速度計和麥克風。加速度計現(xiàn)在用的最多的是壓電的,也有電阻和可變電容,還有用激光測位移的,像Polytech。壓電主要是電荷和電壓,用了壓電效應,電路在傳感器上的就是電壓的。壓電傳感器主要看壓電材料,然后是電路,在是剪切設計方式,剪切設計有平面剪,三角剪切,圓環(huán)剪切,圓錐剪切等,具體優(yōu)缺點看資料吧。如果是快速溫變還要瞬態(tài)采集要求高,個人還是推薦電荷型的,雖然好多大廠宣稱自家的電壓也一樣,但是個人用下來沒有一個能保證和電荷一樣的性能,電路還是有影響。加速度計Kistler的很好,PCB的種類很多,B&K的質(zhì)量也很贊。如果看壓電材料,Kistler 和 PCB有非常好的。DJB剛進中國,性能可以,相對便宜一點。使用中,就是要主要低頻和高頻的范圍,還有溫度等。
: O; ?; c% m! E- a" p麥克風,主要是電容的。分預極化和非預極化的,非預極化的需要200V供電,如果是高溫或者高精度測量,個人推薦非預極化的,特別是相位精度,或者低頻高頻等。還有一種分法是自由場,壓力場,無規(guī)則方向麥克風,這個主要是高頻影響大,但是如果只用傳函等,其實可以不考慮。麥克風的薄膜,背板,泄壓口等都對測試有影響,泄壓口對低頻影響很大。麥克風首推B&K的,如果玩笑話,分類麥克風,就是B&K和其它家的,特別是使用了幾年以后,還要保證本底噪音。然后GRAS,再PCB,其次MTG。當然,這個價格也是考慮因素,還有就是這幾家還是有自己特色的一些的。) `: {: t3 B9 g/ P8 U7 m; ]6 R
自己用的麥克風最多的是B&K,然后GRAS,也用過PCB的和其它一些。加速度計用過B&K,PCB,Kister,東方所的等。
; U' Q9 ?, }+ z- r0 T2 b' W) X. Q) A3 A! |0 ^% j/ P
 
B&K
GRAS
PCB
MTG(MK2)
Endevco(PCB收購 )
Kistler
DJB
MMF
DYTRAN
ACO Pacific
聲望
小野
理音
東方所
聲科測
愛華
兆華電子
麥克風
1
2
3
4
! ?  G/ Q! H' Y" O7 W! n

! o0 Q: ]9 I: }2 n# \! u( E* i, r
& ~/ L# ?# m. ~) L# B: y4 [

( F, K9 t  j: Z' U

+ N+ ~. b+ y& Y3 Y1 ~

& X5 s& Z; }, ~- |7 c- X! D4 q

# H' A% M. e" s
加速度計
2
( A, d0 B5 x" ~; u
種類最多
/ g# I! ^) `7 ^- {9 w
電阻,可變電容
1 精度高

9 o3 t+ a: f, R
7 y: ?/ T% N) }  w

( r- Q+ f) V4 p" K

% Z' M4 [9 }1 V2 O$ L9 T+ N

  N" r: A& S; _, [0 g
+ p% l  f& H# R" p0 ^
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- e0 `3 |, c* `  x4 `' L/ }1 d0 d  P5 c& E
" y1 t! }) u! l% |
自己的經(jīng)驗分享,肯定很多不足,只是一個借鑒。
" I: a! G2 Y2 k! |# S" E, K% v: I! N/ \3 ~2 w' g1 ?+ l
2#
發(fā)表于 2020-1-23 23:47:45 | 只看該作者
樓主能不能從宏觀上先概述下,振動測試設備?比如,設備包括哪些單元?這些單元分別是什么?主要功能是什么?如何做測試等?振動噪聲測試專業(yè)性太強,有時看完了,腦子里還是對測試設備沒概念。
3#
 樓主| 發(fā)表于 2020-1-24 00:35:08 | 只看該作者
曉昀 發(fā)表于 2020-1-23 23:475 Z1 O) Z* S: t' e/ z* ?( n
樓主能不能從宏觀上先概述下,振動測試設備?比如,設備包括哪些單元?這些單元分別是什么?主要功能是什么 ...
3 o1 {0 ?/ S6 a+ p6 X7 w
個人觀點,包括傳感器,數(shù)據(jù)采集器,和處理軟件。傳感器是將物理信號轉(zhuǎn)換為電信號,如壓電加速度計,利用壓電效應,將加速度轉(zhuǎn)化為電荷,經(jīng)電路轉(zhuǎn)化為電壓。然后是數(shù)采,就是把電壓信號采集進行分析,進行模數(shù)轉(zhuǎn)換,濾波等,如sigma delta,就是一種模數(shù)轉(zhuǎn)換方法,還有24位,就是2的24次方分電壓。為了防止混疊,還要濾波,低通,振動噪聲的濾波器很簡單,一般是巴特沃夫,切比雪夫,或貝塞爾,各家有差別。因為iepe傳感器是直流偏置,所以還要濾掉低頻,這個模擬數(shù)字的都有。然后是把數(shù)采得到的數(shù)據(jù)處理,這個是技術含量比較高的,不過主要是專業(yè)加數(shù)學上的東西了。像模態(tài),聲源識別,傳遞路徑分析,都是軟件上的,這也是各家的主要差異。3 N8 k, q- d9 P# o$ q9 K1 I& ?
4#
發(fā)表于 2020-1-24 09:38:13 | 只看該作者
專業(yè)
5#
 樓主| 發(fā)表于 2020-1-24 13:28:01 | 只看該作者
文中有處寫錯了,更正下,激光測振是用多譜勒效應測速度的。實際機械工程中,激光用的少,現(xiàn)在傳感器很輕,對結(jié)構(gòu)動力學的影響可忽略。激光用于大的物體不好布傳感器,薄壁件,還有就是非常低的頻率或很高頻。
6#
發(fā)表于 2020-1-31 15:26:10 | 只看該作者
這個振動是否有按國家標準,具體什么技術參數(shù),有沒有隨機振動實驗??
7#
 樓主| 發(fā)表于 2020-2-2 21:14:03 | 只看該作者
遠祥 發(fā)表于 2020-1-31 15:26% l6 g( i! `9 I; b
這個振動是否有按國家標準,具體什么技術參數(shù),有沒有隨機振動實驗??

8 k5 I9 m! g# E* u, f隨機振動的國標挺多的,我介紹的是振動噪聲的數(shù)采。隨機振動一般是耐久驗證實驗,如果是實驗室做,一般用液壓振動臺和電磁臺,主要是頻率,液壓臺常規(guī)是50hz以下,也有到200hz的。電磁臺一般是到2000hz,電磁臺包括振動臺,功放,控制器三塊,前面介紹的lms和m+p的可以做電磁臺控制,pak可以液壓。電磁振臺,好的歐洲lds,被bk收購,控制器現(xiàn)在是laser(lds收購晶鉆的),后面會換m+p。m+p也有振臺。美國dp迪飛也挺好的。國內(nèi)主要有蘇式,東菱,航天希爾,三者同源,還有憶恒。還有些日本品牌??刂破髅绹鴙r的業(yè)內(nèi)也較好。
0 c3 v" j3 M0 P% l! S隨機振動一般是高斯隨機,也有控制器用的是廣義二階平穩(wěn)隨機,不過對耐久驗證結(jié)果一樣。* l9 e( s1 Q  Q  Q: o  d
8#
 樓主| 發(fā)表于 2020-2-2 21:17:28 | 只看該作者
遠祥 發(fā)表于 2020-1-31 15:26* O2 F8 Y7 k; r% m8 i6 b- S7 m
這個振動是否有按國家標準,具體什么技術參數(shù),有沒有隨機振動實驗??
) y. Q: {. a" c3 x' v7 t
電磁臺主要是推力,然后控制器國內(nèi)外差距最大,臺體本身也是一分錢一分貨。國內(nèi)幾家的確便宜,大推力單臺也是國內(nèi)的。隨機振臺現(xiàn)在好多第三方可做,三綜合價格也不是很貴。
# L: h  o0 q& Z' s
9#
發(fā)表于 2020-11-13 11:55:28 | 只看該作者
樓主,您好!您的貼子我很感興趣,我是做相同研究方向的某高校教授,有些問題想與你探討,閣下能在百忙之中抽出時間,屈尊與我一起探討一下嘛!郵箱地址1115840524@qq.com. z' V) ?3 C# d
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發(fā)表于 2020-11-14 11:10:27 | 只看該作者
樓主,您好!您的貼子我很感興趣,我是做相同研究方向的某高校教授,有些問題想與你探討,閣下能在百忙之中抽出時間,屈尊與我一起探討一下嘛!郵箱地址1115840524@qq.com
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