振动耐久试验——正弦扫频
“振动耐久试验，是在振动台上进行的长时间振动试验。本文及之后的几篇文章将详细介绍振动耐久试验的几种常用试验类型。”
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试验目的
振动耐久试验目的：
产品在实际应用中受到振动激励（三个方向同时激励），需要在振动台上进行加速考核或复现。
在试验过程中可进行多个样品的试验，以提高置信度。
图0. 振动台竖直方向和水平方向简图
目前主流振动台多是单向振动，可将台体调节为竖直方向和水平方向(如图0），从而实现对产品三个方向分别试验。也有三向解耦的三轴振动台可以实现三个方向同时振动控制，但目前应用还不太广泛。
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主要试验类型
本文及之后的几篇文章将介绍如下几种常用试验类型：
正弦扫频：线性扫频，对数扫频
宽频随机：高斯分布随机，非高斯分布随机
正弦叠加随机：着重介绍时域信号
冲击：半正弦冲击
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正弦扫频——线性扫频
线性扫频，即每个时间段内均为纯正弦信号，频率线性变化（等差），幅值为定义的正弦扫频曲线。
图1. 线性扫频
图1及视频1中，扫频从100Hz～400Hz，扫频速率为：40Hz/s。频率间隔设置为10Hz。
即：扫频频率为：100，110，120，……，400 Hz；各个单一频率下停留时间为0.25s。
左上图: 线性扫频曲线；右上图: 时域信号FFT变换
左下图: 整体时域信号；右下图: 当前频率时域信号
视频1. 线性扫频
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正弦扫频——对数扫频
对数扫频，即每个时间段内均为纯正弦信号，频率对数变化（等比），幅值为定义的正弦扫频曲线。
图2. 对数扫频
图2及视频2中，扫频从100Hz～400Hz，扫频速率为：16倍频程/min。频率等比间隔设置为：2的1/15次方。
即：扫频频率为：100，100*2^(1/15)，100*2^(2/15)……，100*2^(30/15) Hz；各个单一频率下停留时间为0.25s。
左上图: 对数扫频曲线；右上图: 时域信号FFT变换
左下图: 整体时域信号；右下图: 当前频率时域信号
视频2. 对数扫频
通过图1，图2的对比发现：
对数扫频相对于线性扫频，低频停留时间长，高频停留时间短。
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一个细节引起的问题
从视频1，视频2的最后可以看到：不论是线性扫频，还是对数扫频，用FFT的方法，计算出的峰值和峰值频率总是和预设曲线存在一定偏差，如图3。
例子中的时间窗口是0.25s，则FFT频率分辨率为4Hz，而图3中的正弦信号频率为109.68Hz，所以FFT取到的峰值频率为108Hz，那么峰值也就和实际峰值存在偏差，这种偏差即使在FFT前使用窗函数也会存在。
图3. FFT计算，峰值及峰值频率偏差
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问题的解答
上一节的问题，如果用独立的数采系统进行振动采集的话，均会遇到，但是工程中这些偏差问题不大。
振动台自身的控制系统是如何避免此偏差的呢？实际上对于扫频试验来说，振动台的控制软件不用FFT。
因其可以精确的知道当前的扫频频率。所以，个人认为：只要用当前扫频频率的原始信号x(t)和同频率的正余弦信号进行相乘，然后求平均值，即可得到图4中的黄色部分，从而精确得到幅值A。
该方法的具体计算可参见之前的文章2，文章3。
图4. 提取某已知频率正余弦信号幅值的计算过程
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后记
本文原计划将振动试验几种常用试验类型进行通篇介绍，但在对视频1和视频2编程的过程中发现了05节的问题，所以又花了些时间进行仔细研究，觉得有必要详细解释一下。
故后面几篇文章每一篇都将单独介绍一种试验类型，如读者对这几种试验类型中的一些细节问题比较感兴趣，请留言告知，后续将尽力用通俗易懂的例子进行解释。谢谢！