考虑非线性机电耦合的电动振动台前馈控制研究

1

作者 钱一珉 侯祥雨 +2 位作者 李鸿光 孟光 刘显波 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期101-110,共10页

电动振动台被广泛应用于振动测试领域,其本质是一个机电耦合换能系统。电动振动台在低频率大位移工况下,其悬挂系统刚度和励磁电流产生的磁场分布均会随动圈位置变化而呈现显著非线性变化。这些非线性因素会导致振动台在低频或超低频振... 电动振动台被广泛应用于振动测试领域,其本质是一个机电耦合换能系统。电动振动台在低频率大位移工况下,其悬挂系统刚度和励磁电流产生的磁场分布均会随动圈位置变化而呈现显著非线性变化。这些非线性因素会导致振动台在低频或超低频振动测试时产生严重的谐波失真,并进一步导致振动台低频振动难以控制。为实现动圈低频运动的精确控制,采用基于模型的前馈控制对驱动电流进行精准补偿。首先,建立了考虑振动台非线性刚度及非线性力系数的集总参数模型,分析并阐述了振动台工作过程中产生非线性现象产生的机理;其次,根据集总参数模型建立了振动台的动力学方程,并结合控制目标和自治方程求解得到系统中状态变量的变化情况,利用非自治方程反推出所需的前馈控制电流;最后,将前馈控制作用下动圈的运动与控制目标进行对比分析。数值算例表明,调整后的驱动电流能够大大缩小低频或超低频工况下振动台动圈的运动状态与跟踪目标之间的差距,有效地抑制了在振动台工作过程中非线性因素带来的谐波失真。该振动台前馈控制方法能够大大提高振动台的工作精度,同时扩大振动台在低频测试时的工作行程和工作频率范围,为振动台控制设计提供了新思路。 展开更多

关键词 电动振动台 非线性耦合 前馈控制 谐波失真

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离心力场下电动振动台及动圈纠偏系统动特性的研究 被引量：12

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作者 沈润杰 何闻 +1 位作者 梅德庆 陈子辰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期92-96,共5页

高线加速度下热与振动复合环境试验通常以离心机为主体 ,在机臂上安装温度箱、振动台实现复合环境 ,由于离心力的作用 ,振动台动圈无法产生振动 ,导致动圈烧坏 .针对这个问题 ,笔者首先利用刚体动力学方法 ,对离心力场作用下振动台进行... 高线加速度下热与振动复合环境试验通常以离心机为主体 ,在机臂上安装温度箱、振动台实现复合环境 ,由于离心力的作用 ,振动台动圈无法产生振动 ,导致动圈烧坏 .针对这个问题 ,笔者首先利用刚体动力学方法 ,对离心力场作用下振动台进行建摸 ,分析动圈产生偏离的原因和离心力场对振动台固有特性的影响 ,提出气囊位移反馈动圈纠偏系统的设计方案 ,并对气囊动态特性进行分析 ,最后对振动台模型进行修正 .分析表明 ,当固定气囊一个气室的气压 ,气囊的刚度随离心机转速的升高而增大 ,系统幅频特性曲线右移 . 展开更多

关键词 离心机 复合试验环境 动特性 电动振动台 离心力场 动圈纠偏系统 飞行器

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电动振动台模型辨识方法及其应用的研究 被引量：11

3

作者 郭继峰 任万滨 +1 位作者 康云志 翟国富 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期241-244,共4页

电动振动台是振动与冲击环境试验的主设备,对其模型的辨识与估计是开展振动控制技术研究和振动试验仿真的必要环节。基于电动振动台的动力学和电学耦合模型,提出了一种以冲击信号作为激励的振动台模型传递函数进行系统辨识与参数估计的... 电动振动台是振动与冲击环境试验的主设备,对其模型的辨识与估计是开展振动控制技术研究和振动试验仿真的必要环节。基于电动振动台的动力学和电学耦合模型,提出了一种以冲击信号作为激励的振动台模型传递函数进行系统辨识与参数估计的方法。并应用其模型参数完成了冲击波形的生成。仿真结果与试验结果一致性很好,表明所提出的模型辨识方法有效可行,对电动振动台试验波形的生成具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 电动振动台 系统辨识 传递函数 冲击 随机信号

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小型伺服式电动振动台 被引量：11

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作者 黄浩华 杨学山 +2 位作者 程建伟 董玲 马树林 《世界地震工程》 CSCD 2002年第3期69-72,共4页

本文介绍一种用于标定（超）低频振动传感器的小型伺服振动台的原理和性能。振动台采用了闭环伺服技术,降低了低频段的失真度,拓宽了小型电动式振动台的低频使用范围,在小型振动台上实现了低频振动传感器的标定。

关键词 伺服式电动振动台 闭环伺服 标定 失真度 低频振动传感器

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电动振动台随机振动试验有限元仿真 被引量：12

5

作者 范宣华 胡绍全 +1 位作者 王东升 张志旭 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2008年第2期41-43,共3页

建立并修正了能反映某振动台、夹具以及试件整体动态特性的有限元模型,基于该模型进行了随机振动试验仿真研究,介绍了仿真方法。根据给定的加速度功率谱密度控制曲线,通过频率响应计算和随机响应计算对试件随机振动试验进行了仿真,获得... 建立并修正了能反映某振动台、夹具以及试件整体动态特性的有限元模型,基于该模型进行了随机振动试验仿真研究,介绍了仿真方法。根据给定的加速度功率谱密度控制曲线,通过频率响应计算和随机响应计算对试件随机振动试验进行了仿真,获得了试件动态响应仿真结果。通过真实试验对仿真结果进行了验证,结果表明仿真控制曲线和试验控制曲线吻合很好,均在控制容差范围内;试件测点仿真结果和真实试验结果功率谱密度曲线比较一致,峰值频率相对误差为0.8%,仿真频段内各测点加速度响应均方根值相对误差在5%以内,自功率谱对应峰值最大相对误差约为22%。 展开更多

关键词 振动与波 电动振动台 随机振动 有限元 试验仿真

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高线加速度下电动振动台机电耦合特性的研究 被引量：10

6

作者 沈润杰 何闻 陈子辰 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期429-432,共4页

利用机电分析动力学方法 ,对高线加速度下热与振动复合环境试验的子系统——离心机 -振动台进行建模和仿真分析。仿真结果表明 ,在离心力场下 ,电动振动台动圈平衡位置及系统固有频率发生变化 ,直接影响振动台正常工作 ;机电耦合非线性... 利用机电分析动力学方法 ,对高线加速度下热与振动复合环境试验的子系统——离心机 -振动台进行建模和仿真分析。仿真结果表明 ,在离心力场下 ,电动振动台动圈平衡位置及系统固有频率发生变化 ,直接影响振动台正常工作 ;机电耦合非线性项的存在 ,使振动台输出波形发生失真。 展开更多

关键词 电动振动台 机电耦合特性 高线加速度 复合环境试验 飞行器

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电动振动台动圈的结构动态特性分析 被引量：8

7

作者 崔志磊 王金娥 夏天凉 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2012年第5期29-32,共4页

为了提高电动振动台的工作性能,建立电动振动台动圈的有限元模型,确立其边界条件,通过计算动圈的各阶模态,分析其动态特性,获得动圈的一阶轴向共振频率并进行实验验证.结果表明,动圈的结构及材料决定动圈一阶轴向共振频率的高低,动圈所... 为了提高电动振动台的工作性能,建立电动振动台动圈的有限元模型,确立其边界条件,通过计算动圈的各阶模态,分析其动态特性,获得动圈的一阶轴向共振频率并进行实验验证.结果表明,动圈的结构及材料决定动圈一阶轴向共振频率的高低,动圈所选材料的比刚度越大越好;加强筋可以增强动圈的刚性. 展开更多

关键词 电动振动台 动圈 模态 动态特性

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电动振动台空台建模与仿真技术研究 被引量：16

8

作者 范宣华 胡绍全 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期313-315,共3页

对某电动振动台空台进行了有限元建模,介绍了建模方法。通过空台的模态试验结果对空台模型进行了修正,分析了各阶模态振型。修正结果表明,空台的有限元模型能够反映其真实的动态特性,可用于振动试验仿真。最后,给出了正弦扫描试验仿真... 对某电动振动台空台进行了有限元建模,介绍了建模方法。通过空台的模态试验结果对空台模型进行了修正,分析了各阶模态振型。修正结果表明,空台的有限元模型能够反映其真实的动态特性,可用于振动试验仿真。最后,给出了正弦扫描试验仿真的算法并实现了振动台正弦扫描试验仿真。 展开更多

关键词 电动振动台 建模 模态试验 试验仿真

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基于有限元法的电动振动台试验仿真研究 被引量：12

9

作者 范宣华 胡绍全 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期536-539,共4页

对电动振动台试验仿真技术进行探讨,包括电动振动台有限元模型的建立、边界条件的模拟、驱动力的模拟与施加、试验条件的仿真等。然后以某电动振动台为例,建立并修正能反映其本身动态特性的有限元模型,在此基础上采用有限元法对某试件... 对电动振动台试验仿真技术进行探讨,包括电动振动台有限元模型的建立、边界条件的模拟、驱动力的模拟与施加、试验条件的仿真等。然后以某电动振动台为例,建立并修正能反映其本身动态特性的有限元模型,在此基础上采用有限元法对某试件的振动台试验进行仿真计算,并与试件真实振动台试验进行对比研究。结果表明,仿真计算结果对试件在共振峰频段的动态响应提供较好的预测,在高频非共振峰频段,仿真结果与试验结果有所差异,分析差异产生的可能原因。 展开更多

关键词 电动振动台 有限元法 建模 仿真

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抑制低频横向振动的电动振动台参数优化 被引量：5

10

作者 左曙光 潘健 +1 位作者 吴旭东 冯朝阳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期159-166,共8页

针对单轴电动振动台在被测件偏载工况下存在剧烈低频横向振动分量的问题,通过连接弹簧的参数优化对低频横向振动进行了抑制。首先建立了能够反映横向振动特性的电动振动台机电耦合模型,说明横向振动产生机理,确定参数优化的思路;其次,... 针对单轴电动振动台在被测件偏载工况下存在剧烈低频横向振动分量的问题,通过连接弹簧的参数优化对低频横向振动进行了抑制。首先建立了能够反映横向振动特性的电动振动台机电耦合模型,说明横向振动产生机理,确定参数优化的思路;其次,分析电动振动台系统主要连接弹簧的参数对系统固有特性及横向振动的影响,为进行参数优化提供参考;最后,提出面向车辆道路行驶工况的横向振动优化评价指标,利用带精英策略的快速非支配排序遗传算法对主要影响参数进行优化,显著降低了目标频段内电动振动台的横向振动量级。提出的电动振动台参数优化方法能够有效抑制其低频横向振动,并为电动振动台连接弹簧的设计与选型提供参考。 展开更多

关键词 电动振动台 低频横向振动 参数优化 遗传算法

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考虑驱动线圈位移变化的电动振动台非线性电磁力建模与分析 被引量：1

11

作者 左曙光 黄荣奎 +1 位作者 冯朝阳 胡坤 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第21期4441-4448,共8页

该文在二维平面直角坐标系内建立电动振动台的精确子域解析模型,求解区域划分为励磁线圈区域、驱动线圈区域和气隙区域,并采用基于傅里叶理论的通用公式给出各子域的磁感应强度通解,通过各子域之间的边界条件确定通解中的未知系数,从而... 该文在二维平面直角坐标系内建立电动振动台的精确子域解析模型,求解区域划分为励磁线圈区域、驱动线圈区域和气隙区域,并采用基于傅里叶理论的通用公式给出各子域的磁感应强度通解,通过各子域之间的边界条件确定通解中的未知系数,从而实现电动振动台的磁场解析。以某一大型电动振动台为例,将气隙磁通密度解析计算结果与二维有限元结果相比较,验证了解析模型的准确性。最后,在静态磁场解析结果基础上,考虑驱动线圈位移变化,利用电磁力求解公式计算得出驱动线圈随位移变化的非线性分布的电磁力。通过分析得出,负载磁场对原励磁磁场的影响使得气隙中磁通密度分布的不均匀性加剧,从而导致驱动线圈在运动过程中受到非线性的电磁力。 展开更多

关键词 电动振动台 精确子域模型 位移变化 非线性电磁力

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感应式电动振动台特性计算

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作者 夏树杰 薛进学 《现代电子技术》 2005年第9期10-12,共3页

通过对感应式电动振动台和传统的电动振动台的结构原理进行比较,利用传统的电动振动台比较成熟的计算方法,对感应式电动振动台的计算方法进行了研究,提出了利用类似变压器模型来模拟感应式电动振动台的新型计算方法,引入变流比的参数来... 通过对感应式电动振动台和传统的电动振动台的结构原理进行比较,利用传统的电动振动台比较成熟的计算方法,对感应式电动振动台的计算方法进行了研究,提出了利用类似变压器模型来模拟感应式电动振动台的新型计算方法,引入变流比的参数来建立感应式电动振动台的电路方程。并在4 0 kg传统的电动振动台的基础上设计制造出一台感应式电动振动台原理样机,通过对这台感应式电动振动台原理样机和传统的4 0 kg电动振动台的特性测试进行比较,验证感应式电动振动台的理论计算公式,并总结感应式电动振动台的优缺点,为今后大型感应式振动台的设计提供理论依据。 展开更多

关键词 电动振动台 感应式电动振动台 感应环 变流比

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基于数值仿真的小型电动振动台辅助支撑的设计与性能分析

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作者 张袁元 周祥 +1 位作者 胡长征 卫帅华 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第6期236-240,共5页

针对某小型电动振动台,设计一种具有合理振动属性的辅助支撑,使其能够应用于具有较大尺寸对象的振动测试。基于数值仿真方法对现有桁架结构辅助支撑进行有限元建模,数值分析结果与实验具有一致性,验证了采用壳体单元、实体单元、MPC进... 针对某小型电动振动台,设计一种具有合理振动属性的辅助支撑,使其能够应用于具有较大尺寸对象的振动测试。基于数值仿真方法对现有桁架结构辅助支撑进行有限元建模,数值分析结果与实验具有一致性,验证了采用壳体单元、实体单元、MPC进行混合建模的合理性。进而结合传统设计方法,采用方钢的矩形结构、三角形结构、梯形结构,设计出多桁架结构的新型辅助支撑,基于前述已验证合理的有限元建模与计算方法,分别研究其在静态工作环境下各个方向抵抗变形的能力、动态工作环境下的振动特性、以及瞬态冲击下对振动台附件的动态干涉和其所受的最大应力。分析结果表明,设计的新型辅助支撑吻合最初的设计期望,且其设计和研究方法,可为其它小型振动台提供较完善的辅助支撑设计研究思路,具有一定的工程意义。 展开更多

关键词 小型电动振动台 新型辅助支撑 数值仿真 动态干涉

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考虑动圈偏心的电动振动台等效电磁力计算方法

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作者 左曙光 潘健 +1 位作者 吴旭东 冯朝阳 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期132-139,共8页

为了反映动圈激励电磁力对偏载工况下电动振动台横向振动的影响,提出了一种考虑动圈偏心影响的电动振动台等效电磁力计算方法。综合选取动圈通电电流、垂向位置、翻转偏心角度、径向平移偏心距及方向等5个因素,通过求取径向平移偏心距... 为了反映动圈激励电磁力对偏载工况下电动振动台横向振动的影响,提出了一种考虑动圈偏心影响的电动振动台等效电磁力计算方法。综合选取动圈通电电流、垂向位置、翻转偏心角度、径向平移偏心距及方向等5个因素,通过求取径向平移偏心距极限及假设虚拟偏心距进行变量代换,解决了现有正交试验设计方法难以应用于多个因素之间存在取值相互约束情况的问题。通过电磁有限元仿真获得了与动圈分布电磁力等效的集中电磁力样本,采用神经网络方法进行样本拟合获得了动圈全运动工况等效电磁力。仿真结果表明:径向等效电磁力主要随翻转偏心角度的增加而增加,且在大电流工况增加更迅速;采用所提方法获得的等效电磁力相对误差均在10%以内,可在满足工程误差要求的同时快速实时获得动圈全运动工况等效电磁力,解决了由有限元及精确解析方法计算等效电磁力速度慢所导致的无法进行电动振动台电磁-结构双向耦合仿真的问题。该方法也可应用于其他相似的运动系统受力计算问题。 展开更多

关键词 电动振动台 等效电磁力 偏心 计算方法 正交试验设计

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具有短绕组动圈电动振动台的非线性参变振动

15

作者 陈庆华 奚德昌 《浙江大学学报（自然科学版）》 CSCD 1989年第6期803-812,共10页

短绕组动圈电动振动台的大振幅振动问题是一个参变及强迫激励下的振动问题,非线性因素是由于直流磁场不均匀分布引起的,包括平方和立方位移非线性,但这里是以与外力sinωt乘积的形式出现的,且存在正、负非线性项。文中研究了主共振、次... 短绕组动圈电动振动台的大振幅振动问题是一个参变及强迫激励下的振动问题,非线性因素是由于直流磁场不均匀分布引起的,包括平方和立方位移非线性,但这里是以与外力sinωt乘积的形式出现的,且存在正、负非线性项。文中研究了主共振、次谐共振及超谐共振的频率响应函数,给出了相应的曲线。文中还研究了这几种情况下的稳定性问题,给出了稳定性条件。 展开更多

关键词 电动振动台 非线性 参变振动

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中频电动振动台运动件的设计与制造

16

作者 苏其栋 贾叔仕 《机电工程》 CAS 1996年第2期40-43,共4页

本文阐述了中频电动振动台运动部件的动态特性，并针对提高运动部件的固有频率所涉及的材料选择、结构形式、加工工艺进行了分析。

关键词 电动振动台 运动件 设计 制造

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滑动回归最小二乘算法在某电动振动台模型辨识中的应用

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作者 严侠 牛宝良 +1 位作者 韩宇航 汪沂萍 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第z2期1093-1096,共4页

在分析电动振动台数学模型的基础上,利用先进的滑动回归最小二乘辨识算法,有效地开展了电动振动台这一复杂电力学系统阶数和时延的确认、参数估计,并建立了系统的ARMA模型.给出了某型电动台空台面和另一型振动台带滑台的模型辨识结果,... 在分析电动振动台数学模型的基础上,利用先进的滑动回归最小二乘辨识算法,有效地开展了电动振动台这一复杂电力学系统阶数和时延的确认、参数估计,并建立了系统的ARMA模型.给出了某型电动台空台面和另一型振动台带滑台的模型辨识结果,并通过正弦扫频试验实例给出了模型验证.结果表明,该算法辨识精度高,收敛速度快,鲁棒性强,抗噪声能力强,在电动振动台系统辨识上能取得良好的效果. 展开更多

关键词 电动振动台 最小二乘 ARMA模型 正弦扫频

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基于NARX神经网络系统辨识的振动台迭代学习控制研究 被引量：1

18

作者 郭迎庆 朱文 +3 位作者 刘少帅 李世东 景兴建 徐赵东 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第12期37-47,共11页

针对传统振动台台面控制效果不佳的问题,提出了一种自适应迭代学习控制算法,该算法在原有的位移三参量控制系统基础上构建外部位移闭环,形成双闭环控制系统。同时为更准确地模拟振动台的动态行为,引入灰狼优化(GWO)算法优化非线性有源... 针对传统振动台台面控制效果不佳的问题,提出了一种自适应迭代学习控制算法,该算法在原有的位移三参量控制系统基础上构建外部位移闭环,形成双闭环控制系统。同时为更准确地模拟振动台的动态行为,引入灰狼优化(GWO)算法优化非线性有源自回归(NARX)神经网络对振动台模型辨识。仿真结果表明,利用GWO-NARX神经网络进行振动台模型辨识,取得了较高的辨识效果,精度可达99.8%。在辨识模型的基础上,利用自适应迭代学习控制算法极大地提高了振动台的控制精度,最大误差较原系统下降了49.6%。与传统的NARX神经网络进行振动台模型辨识相比,GWO-NARX神经网络辨识效果更好,模型更贴近真实系统;与传统的三参量控制系统相比,自适应迭代学习控制算法提高了振动台波形复现精度,并且能够更好地适应系统的复杂性,为实际工程应用提供了可靠的技术支持和解决方案。 展开更多

关键词 电动式振动台 自适应迭代学习 NARX神经网络 系统辨识

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一种新型电动机械振动台测控系统 被引量：4

19

作者 刘小勇 施仁 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期281-285,294,共6页

介绍了一种具有我国自主知识产权和先进特色的电动机械振动系统的控制原理及硬件和软件的设计与开发 ,并就系统结构、设计中的关键技术进行了研究 ,提出了一套完整的从振动信号采集到数据分析处理的软、硬件设计方案 ,实现了五路振动信... 介绍了一种具有我国自主知识产权和先进特色的电动机械振动系统的控制原理及硬件和软件的设计与开发 ,并就系统结构、设计中的关键技术进行了研究 ,提出了一套完整的从振动信号采集到数据分析处理的软、硬件设计方案 ,实现了五路振动信号的变换与测量 ,系统运用数字信号处理的方法实现了振动信号的谱分析与系统控制。 展开更多

关键词 电动机械振动台 测控系统 数据采集 数字信号处理 振动环境试验

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数字式电动振动试验系统检定中相关计算公式的运用

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作者 陈曦 卢小雨 《中国测试技术》 2007年第3期73-75,共3页

针对电动振动台和数字式电动振动试验系统使用中的交越频率的定义及其推理过程加以阐述,探讨了影响电动振动台和数字式振动试验系统正确使用的因素及相关技术问题,同时针对检定规程中所规定的一些检定方法提出了值得商榷的看法,并给出... 针对电动振动台和数字式电动振动试验系统使用中的交越频率的定义及其推理过程加以阐述,探讨了影响电动振动台和数字式振动试验系统正确使用的因素及相关技术问题,同时针对检定规程中所规定的一些检定方法提出了值得商榷的看法,并给出相应的计算公式,供参考使用。 展开更多

关键词 交越频率 加速度总均方根值 功率谱密度 电动振动台 数字式电动振动试验系统

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