Приложение А
(справочное)
ГОСТ 31419—2010
Общие сведения об испытаниях с сочетанием разных видов
вибрационных воздействий
А.1 Общие положения
Методы испытаний на случайную и гармоническую вибрацию установлены ГОСТ 30630.1.9 иГОСТ 30630.1.2
соответственно. В настоящем приложении рассмотрены особенности испытаний, в которых применяют сочетание
двух указанных видов воздействий. Имеющиеся в настоящее время цифровые системы управления позволяют
реализовывать самые сложные стратегии управления для всех возможных сочетаний случайных и гармонических
сигналов. Например, частоты разных гармоник (так же. как и среднегеометрические частоты узкополосных случай
ных процессов) при качании частоты могутдвигаться навстречудруг другу и пересекаться. Это усложняет матема
тическое описание процессов и затрудняет обеспечение необходимой точности управления, что требует принятия
некоторых компромиссных решений.
А.2 Сочетание широкополосного и узкополосного (с фиксированной среднегеометрической часто
той) случайных сигналов
Вибрация данного вида по существу ничем не отличается от широкополосной случайной вибрации, рассмот
ренной в ГОСТ 30630.1.9, и не требует модификации метода испытаний.
Допуски для узкополосныхспектров остаются без изменений.Дополнительногорассмотрения могутпотребо
вать только участки сопряжения узкополосного и широкополосного спектров. Если эти участки содержат только
одну или две спектральные линии, а разность между уровнями спектральной плотности ускорения для
широкопо лосной и узкополосной вибрации велика, то для облегчения воспроизведения требуемой
вибрациидопуски на этих участках могут быть увеличены, что должно быть отражено в протоколе испытаний.
А.З Сочетание широкополосного и узкополосного (с качанием частоты) случайных сигналов
Основной проблемой управления при возбуждении вибрации данного вида является необходимость согла
соватьскорость качания иэффективное время усреднения в цепи обратной связи. Если скорость качания высока, а
время усреднения велико, то наблюдается эффект размытия спектральных линий, когда энергия из одной спект
ральной линии «перетекает» в соседние. При этом теряется прямоугольная форма спектра узкополосного сигнала,
исистема управления может остановить испытания вследствие того, что ряд спектральных линий выйдетза преде лы
допуска.
Система управления, формируя на выходе новую спектральную плотность ускорения, осуществляет усред
нение, например экспоненциальное, по выборке значений из предшествующего сигнала,что позволяет обеспечить
стабильностьуправления. Принимаемое при этом во внимание число степеней свободы зависит от коэффициента
усиления в цепи обратной связи — чем меньше его значение, тем больший интервал времени необходим для
существенного изменения оценки, т. е. тем стабильнее работаетсистема.
При качании узкополосного сигнала предшествующие значения сигнала, входящие в выборку, используемую
алгоритмом расчета оценки, могут быть достаточно высокого уровня, чтобы оценка спектральной плотности уско
рения превысила пределы допуска с последующей остановкой испытаний. Этого можно избежать, увеличив коэф
фициент обратной связи, что эквивалентно уменьшению числа усредняемых значений (уменьшению
эффективного времени усреднения в цепи обратной связи), но при этом может быть потеряна стабильность управ
ления.
Таким образом, в каждом конкретном случае в отношении коэффициента обратной связи необходимо опре
делять некоторое компромиссное значение.
Если лаборатория обладает соответствующим оборудованием, полезной может оказаться запись сигнала
вибрации в точке управления для его последующей обработки с применением разных алгоритмов спектрального
анализа. Это никак не изменит условия уже прошедших испытаний, но позволит уточнить, какие именно условия
испытаний были реализованы с последующим отражением этих условий в протоколе испытаний.
А.4 Сочетание широкополосного сигнала с гармоническим сигналом на фиксированной частоте
Выделение системой управления гармонической составляющей сигнала из ее смеси сширокополосным сиг
налом вобщем виде представляетсобойсложную задачу. Эта задача будет проше. еслиотношение амплитуды гар
монического сигнала к среднеквадратичному значению случайного сигнала велико. С уменьшением данного
отношения точность выделения гармонической составляющей может ухудшаться, как показано в следующем при
мере.
17