基于VXI总线虚拟仪器液压伺服阀动态特性测试实验台的逆重复伪随机算法

　　液压伺服阀动态特性测试是液压系统辨识的关键内容之一。经典的正弦波输入测试法迄今仍是测试者常用的方法之一,它有着物理意义明确、精度较高、容易实现等优点,但也存在引起系统谐振、实验时间长、消耗较多人力物力、实验设备集成度差、数据处理不便等一系列问题。因此,随着电子技术和计算机技术的发展,伪随机信号法越来越受到人们的重视,因为它的测试时间短、精度较高,但是传统的伪随机算法因为在信号中存在着直流分量,并易受非线性因素的干扰,因此也存在一定的局限性。而逆重复伪随机信号,除了具有伪随机信号所具有的测试速度快等优点外,还消除了直流分量的影响,并在一定程度上抑制了非线性特性对测试的影响,是一种较理想的兼具速度和精度的方法。而逆重复伪随机信号的这些特点在伺服阀动态特性测试的过程中体现得十分明显。

　　经典的正弦波输入法可以使用传统的基于PCI总线的测试仪器,但是伪随机信号和逆重复伪随机信号却不可以,因此逆重复伪随机信号在实践的过程中都面临着一个具体实现的问题———即传统的测试仪器无法有效地实现这种算法。针对这种情况, VXI总线虚拟仪器被引入到伺服阀动态测试的实验中来,它能很好地实现这种基于逆重复伪随机算法的液压伺服阀动态特性测试,最终的实验结果表明这种新方法对于伺服阀动态特性辩识具有实际应用价值[1-3]。

　　1　逆重复伪随机信号测试原理

　　1·1　逆重复伪随机信号的产生

　　逆重复伪随机信号L(t),是由伪随机信号(m信号)与具有单位电平的二分频移位时钟脉冲方波相乘得到。信号的产生可以概括为把m信号隔位取反[4-6]。

　　对于一个电平为±a,周期为2T的逆重复伪随机L信号,其自相关函数为

　　?逆重复伪随机信号的功率谱如图2所示,具有以下特点:

　　(1)L信号在f=0处无谱线,最低频率的谱线在基波频率

　　(2) m信号与相应的L信号的谱线不重合,但每两根谱线间的距离相等。L信号谱线最低的频率为fc2N,它比m信号谱线对应的最低频率fcN要低1倍。

　　(3) L信号的功率谱和m信号一样也是线状谱,谱线的包络线也是,谱线只存在于基波频率f01以及各次谐波3f01,5f01,…处,其基波频率f01=fc2N。L信号与m信号具有同样的频宽0·443fc。

　　从图2可以看出,逆重复伪随机信号与一般伪随机信号相比,其自相关函数、功率谱分布曲线等均有不同正是这些差异,使得利用逆重复伪随机信号辨识系统时有着很多优点。

　　1·2　利用逆重复伪随机信号辨识系统