浅谈随机振动试验6 试验中若干参数说明4 削波系数等

   本文主要讲述随机振动试验中削波系数的概念以及一些设定的注意事项，见下图红框处。

图1 随机试验参数设置界面（IMV公司K2界面）

   在了解削波（切除clipping）参数之前需要先知道平稳各态历经随机振动的波形（平均值为0），如下图，

图2 随机振动波形的幅值概率密度和正态分布

图中可知，一个PSD谱产生的各随机位移波形（或加速度波形、速度波形）落在±σ范围内的概率是68.27%，落在±2σ内的概率是95.45%，落在±3σ内的概率是99.73%，波形满足高斯正态分布，σ对应随机振动位移或加速度或速度有效值rms。

   此参数也可以理解成波高率（crest factor），即随机波形峰值对波形有效值的比值。

图3 波高率的定义

σ对应的系数1、2、3…（波高率C_f）就是控制仪里面的削波系数。所以，当通过PSD计算出随机加速度有效值后，实际在试验中产生的瞬时加速度为有效值的±3倍（偶尔也会±5～7倍，负值代表反方向）。

   而电动型振动试验机都是有试验参数限制的（参考各厂家振动试验系统式样书），比如，

当我们通过输入PSD后，一般会得到一个PSD谱的各个有效值，如

图4 某PSD谱的有效值

针对此随机PSD谱，图4右上角中的各个有效值，实际产生的瞬时值是它们的5-7倍，也就无法满足上述电动型振动台的式样要求。于是在随机控制软件中引入削波系数这个参数，人为去消除掉一些峰值，即在输出信号一定量级情况下，将振幅偏大的峰值信号回避。通常一般设置为2.3～3可满足试验要求事项。

图5 削波处理

   当然，如果PSD谱得到的各有效值都在振动试验系统式样范围内的话，就不需要设置削波系数。另外，设置削波系数需要得到领导和客户的认可才能进行，实在不行，只能选择别的满足试验要求的振动台系统。