基于單點(diǎn)輸入多點(diǎn)輸出系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4 數(shù)據(jù)采集控制器
數(shù)據(jù)采集控制器以ARM控制器為核心，其外圍電路包括USB總線控制器，數(shù)據(jù)采集控制電路，時鐘電路，存儲電路等。

其基本結(jié)構(gòu)如圖5所示。在該控制電路中，ARM(Advanced RISC Machine)作為總控制器，接收上位PC機(jī)命令，向采樣電路發(fā)出執(zhí)行采樣命令，向分頻器寫入數(shù)據(jù)，確定采樣速率。當(dāng)采樣完畢后，發(fā)出停止采樣命令，并將數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)。該ARM芯片選用S3C44B0。USB總線控制器為MC34825，用于和上位PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令傳輸。精密時鐘電路是采樣時間控制電路，其發(fā)出的時鐘信號經(jīng)可編程分頻器(8254)分頻后送往A／D轉(zhuǎn)換電路作為啟動下一次采樣和向存儲器寫入已采樣數(shù)據(jù)的信號。
在采樣啟動／數(shù)據(jù)寫入控制器中，包括采樣允許／禁止控制電路，讀寫控制電路。允許／禁止控制電路由ARM控制器控制其使能，決定信號的通過與否。讀寫控制電路由加法器和控制邏輯組成，加法器輸出作為Buffer的地址信號，當(dāng)時鐘信號來到，地址自動加1，并向Buffer發(fā)出寫入數(shù)據(jù)命令。該電路結(jié)構(gòu)原理如圖6所示。

5 應(yīng)用
采用本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，對某裝備結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析實(shí)驗(yàn)，獲得了部分加速度數(shù)據(jù)，如圖7所示。

經(jīng)應(yīng)用證明，該系統(tǒng)能夠完成所要求的模態(tài)參數(shù)測試功能，能對被測結(jié)構(gòu)施加任意激勵，并能夠并行采集數(shù)據(jù)，具有廣泛的通用性，可以用于一般機(jī)械結(jié)構(gòu)的參數(shù)測量。如果更換系統(tǒng)前端傳感器，也可用于其他參量的并行測量。
但該系統(tǒng)由于受到總線傳輸速度的限制，其采集速率將限制在O～100 KSPS范圍內(nèi)。