GB/T 2423.62-2018 环境试验 第2部分：试验方法 试验Fx和导则：多输入多输出振动

ICS19.040

K04(3B

中华人民共和国国家标准

GB/T2423.62—2018

环境试验第2部分：试验方法

试验Fx和导则:多输入多输出振动

Environmentaltesting—Part2:Testmotheds—TestFxandguidance：Mulitinput

mulitoutputvibrationtest

2018-12-28发2019-07-01实施

发

GB/T2423.62—2018

目次

冃U有I

1范围1

2术语和定义1

3试验设备1

3.1一般要求1

3.2多激励振动试验系统2

3.3振动控制系统3

3.4振动测量系统4

4试验方法与条件4

4.1选择振动试验方法4

4.2选择试验方法5

4.3确定试验方案5

4.4确定试验条件5

4.5样品安装6

4.6试验容差6

5信息要求8

5.1概述8

5.2试验前需要的信息8

5.3试验中需要的信息8

5.4试验后需要的信息9

6试验实施9

6.1试验准备9

6.2试验程序9

6.3中间检测14

6.4恢复14

6.5最终检测14

6.6中断15

6.7试验安全保护措施15

7结果分析16

8有关规范应给出的内容16

9试验报告应给出的信息16

附录A（资料性附录）多激励振动试验夹具18

附录B（资料性附录）刚体空间运动测量原理28

附录C（资料性附录）时不变线性多自由度系统辨识31

参考文献37

GB/T2423.62—2018

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GB/T2423《环境试验第2部分》按试验方法分为若干部分。

本部分为GB/T2423的第62部分。

本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本部分由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会(SAC/TC8)提出并归口。

本部分起草单位：T业和信息化部电子第五研究所、杭州亿恒科技有限公司、北京航空航天大学冲

国航天科技集团公司第一研究院第七零二研究所、北京卫星环境工程研究所、中国航空综合技术研究

所、浙江大学。

本部分主要起草人:解禾、纪春阳、陈章位、吴飒、韦冰峰、向树红、孙建勇、徐琦。

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环境试验第2部分:试验方法

试验Fx和导则：多输入多输出振动

1范围

GB/T2423的本部分规定了多输入多输出振动（以下简称:MIMO）试验方法的术语和定义、试验

设备、试验方法与条件、信息要求、试验实施及结果分析的要求。

本部分适用于确定或验证在经受多激振器激励后样品的机械薄弱环节和/或特性降低情况。本试

验方法也可用于验证样品的机械结构和功能完好性以及研究它们的动态特性。

2术语和定义

2.1

多输入单输出multiinputsingleoutput；MISO

多自由度结构中多驱动信号输入到激振系统，以及单自由度结构中从固定装置或样品上得到单参

量测量输出。

注：这个专业术语多应用于多输入测量合成单输出情况下的测量数据处理。

2.2

多输入多输出multiinputmultioutput；MIMO

多自由度结构中多驱动信号输入到激振系统，以及多自由度结构中从固定装置或样品上得到多测

量输出。

注：一般输入和输出之间没有一一对应的关系，输入的编号也利输出编号不同。

2.3

多激励单轴multiexcitersingleaxis；MESA

应用多个激振器在单矢量方向提供动态输入至样品。

注：如扩展的设备可能在单矢量轴的前面和后面需要激励。对于两激振器关于其幅值和相位按照共同条件激励，

其输出基本可以由单轴激励描述。对于两激振器按照独立幅值或相位条件激励时，其输出可能需要按照前轴、

后轴以及（可能）样品重心的旋转轴来描述。

2.4

多激励多轴multiexcitermultiaxis；MEMA

用多个向量对激励和测量进行完整描述时，应用多个激振器提供动态输入至样品。

注：在本部分中，只使用了多激励单轴和多激励多轴，然而，对于测量数据处理来说,单输入单输川、单输入多输出、

多激励单轴和多激励多轴都是可适用的。

2.5

机械解耦装置mechanicaldecouplingdevice

多激振器振动试验中，安装在激振器与样品、夹具或整体台面之间，用于消除或减小多个激振器耦

合运动影响的机械装置。

3试验设备

3.1一般要求

多激励振动试验设备要求根据试验类型、样品的状态，选择适当配置构成的试验平台、安装样品的

1

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夹具、控制器以及用于记录样品在指定控制和监测位置响应的仪器。

本部分利用多激励振动试验平台（激振器、解耦装置或台面）、安装夹具、振动控制器、振动测量和分

析仪、传感器及其调理放大器、辅助装置。总体应能达到4.3规定的试验方案、4.4规定的试验条件和

4.6规定的试验容差要求。

3.2多激励振动试验系统

3.2.1激振器

根据所要求的试验类型、试验频率范围、低频位移、试验量级以及样品和夹具的尺寸、质量来确定激

振器配置并选定激振器，激振器可以是电动式的或液压式的。

多激励系统主要由三个部分组成:激振器、夹具和控制器。激励器根据需要在同一平面内运行，也

可相互独立，提供足够的位移，以便能进行相应样品质量和加速度量值的试验。在使用多激励系统时，

重点考虑对每个激振器使用增益控制，这样可以对控制回路的差异进行限制，以得到满足给定限制范围

的控制效果。缩短控制回路更新时间，延长记录长度，提高控制精度。以自由度定义的统计精度对计算

结果非常重要。自由度的值取决于达到满量值前的预试验量值（-6dB.-3dB.OdB等）。随着试验量

值越来越趋近于满量值，自由度的数值越来越大。自由度的数值应满足在99%置信水平下，能得到规

定值5%偏差范围内的结果，或在一3dE量值达到95%置信水平。采用实时闭环控制方法，统计精度

会随着试验的进行持续提高。

3.2.2试验夹具

夹具设计应符合振动标准的要求，夹具设计在实际中还要考虑到频率响应和承受反作用力的能力，

要考虑在多点多轴试验时潜在将产生大负载导致在多个自由度上同时产生加速度。试验夹具要求

如下：

除通用的试验夹具设计要求外，多轴试验夹具设计参照附录A。

规定多激励器试验要求时,试验夹具非常关键。夹具尽可能模拟产品使用期结构支撑，以便复现产

品使用时的动力学载荷和结构动态响应特性。

根据产品和试验方法的不同，夹具的形状和尺寸会有很大不同。可以考虑采用刚性的和柔性的连

接装置，如下：

a）用联接器（俗称“牛头”）连接或与结构直接连接；

b）用柔性驱动杆和刃型支撑直接连接；

c）使用根据需要限定的运动自由度的转轴、球形节等连接；

d）使用具有上述装置的滑台。

为帮助夹具和控制策略的选择与评估，应考虑下列产品不同的动态响应特性。应根据产品的动力

学复杂性和尺寸，合理确定振动试验夹具、试验谱和控制策略，如下：

a）不同长径比的柔性对称动力学结构；

b）带有柔性末端的刚性动力学结构；

c）动力学和几何形状上非对称结构；

d）大型刚性结构，此时推力是主要问题；

e）所有采用上述类别的运输和贮存的容器。

应考虑被试样品的主支撑的布局。原则上，夹具本身应具有足够的刚度以支承样品，同时尽可能减

小正交轴的耦合影响和激振器的轴外影响。非预期的正交轴运动应尽可能小。在进行夹具设计时要特

别关注刚体模态，不过随着控制算法的改进，这个问题有可能可以解决。同时也应考虑在产品内部存在

位移的差异，并且这种差异会怎样影响激振器。控制系统并不能在任何情况下都可以适应不合理的夹

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具设计。

3.2.3试验装置

多激励振动试验要求试验配置能约束不被激振器控制的自由度，而使受控的自由度无约束。应在

完成试验平台安装后进行运动评估，确定合适的联接器和解耦装置等，以确保不当的载荷和运动不会传

递到样品上。

测试与控制部分测量精度很大程度上取决于试验的夹具、固定装置、测量系统以及激振器控制策

略。为了符合4.6提出的容差要求，应细心设计试验的设置，合理安装夹具与传感器，以使控制器具有

较高的控制能力和控制稳定性。

3.3振动控制系统

3.3.1概述

振动控制系统应具备多个试验目标谱的控制能力。控制通道与监测通道应满足试验要求。

振动控制系统应为具有控制多个激振器激励的振动试验系统，既可控制多激振器单轴振动试验系

统,也可控制多激振器多轴施加不同试验目标谱的振动试验系统。控制系统应能实现闭环控制，在试验

期间持续修正驱动信号，提高试验精度。控制器应具有同时进行控制和分析、测试通道与控制通道同步

采样以及连续数据记录等功能。以下是多激励振动试验控制系统的其他要求：

a）从样品、试验系统或运行数据得到相位、相干、互谱密度和其他控制参数；

b）实现规定运动和抑制多余的交叉耦合运动，这包括交叉耦合补偿的物理方法或控制算法，及用

自适应特征分析技术处理非线性效果时的预试验。

3.3.2控制谱

多激振器振动试验系统的控制一般通过控制矩阵形式（规定自谱密度、相位、偏相干和规定互谱密

度）达到的。矩阵的对角线元素是控制信号的自谱密度，非对角线元素是互谱密度。控制系统既可使用

预存的互谱数据,也可使用实验室得到的互谱数据。

3.3.3控制位置

多激励振动试验控制点的位置通常取在连接部位、某些重要部件所处的位置、提供现场试验数据的

测点位置、需要施加限制的端部位置或者结构的承载点。必要时,应规定其他位置的限制谱。为了满足

试验目的，根据所获取的信息来选择试验规范中的控制策略。最优的控制策略取决于已有的现场振动

数据,或者将被采集的符合试验大纲要求的振动数据。试验和控制策略、控制点和交叉耦合信息的需求

将会影响外场数据采集要求。

3.3.4控制限制

振动控制限制用谱型、幅值、偏相干和相位的形式或互谱密度来设置。振动控制采用谱型和幅值控

制限制来实现。

除了试验轴向的规定以外，也要求规定正交轴控制限制。当规定用偏相干与相位和互谱密度时，就

需要确定试验的最佳控制限制。

3.3.5互谱数据

相位、偏相干和互谱密度规范化对试验和分析有重要意义。如果不能提供产品使用的数据，互相关

系数应通过实验室试验得到。如果缺乏产品的使用数据，实验室得到的数据就会和产品的使用数据存

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在差异。因而，制定试验规范时，要比较两套数据，若差别很大，应作详细分析。

推荐将两种不同配置的结构之间的相干、相位和互谱密度进行比较，并据此作出判断是否要规定偏

相干和相位，或者将该项分别定义为1和0。显然，需要对产品的使用数据和前期试验数据进行比较。

另一种方法是使用实验室试验配置的相干、相位和互谱密度，这再一次表明前期试验的重要性。

在交叉耦合矩阵求逆时，一般宜进行优化。如果试验工程师有能力做到这一点，那么在规定重要参

数和优化所采取的控制策略时，能提高作出判断的能力。

3.4振动测量系统

3.4.1概述

一般情况下，需要测量样品上确定点的加速度以满足试验规范。需要确保试验所测得的加速度信

息与现场测得的加速度信息相对应，并用于确定多输入多输出试验的需求。这就要求安装在样品上的

加速度传感器位置应和现场测量样品上的位置相同。在多自由度的情况下，仪器通道间的相位和极性

成为关键的试验参数，为了保持相位精度要求,建议使用相同的采样A/D转换器。建议实验室和现场

的数据采集仪器与控制器采用相同数据格式,否则在开始试验之前可能需要对参考数据进行预处理。

3.4.2振动测量仪

振动测量仪应能满足测量、记录、处理和分析振动测量点振动响应的要求，还应满足以下条件：

a）测量通道数量应能满足测量要求；

b）连续记录数据；

c）同步采样，通道间相位差不大于0.5°；

d）使用与控制器相同的采样频率，能实现与控制器的同步采样；

e）一般应包含时域、FFT、自谱密度、互谱密度、相干、相位、频率响应等分析功能。

3.4.3加速度传感器

加速度传感器应满足以下要求：

a）横向灵敏度不大于5%；

b）幅值的线性度在3%以内；

c）在测量频率范围内，频率响应幅值精度在±5%以内；

d）有足够的灵敏度以确保控制响应间的相对相位准确可靠；

e）若需要，为传感器配备合理的调理放大器。

4试验方法与条件

4.1选择振动试验方法

通常，与单激励试验方法相比，多激励振动试验方法可以将激振能量更好地分布到样品上，并能最

大限度降低边界条件的影响。下面列出的虽不是所有的情况，但在所列情况下，多激励振动试验方法能

够更好实现再现效果。

a）疲劳、裂纹和断裂对多轴激励更加敏感；

b）零件的部件变形，尤其是凸出零件；

c）密圭寸与连接处的松动；

d）部件的移位；

e）表面的磨损；

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f）电气元件的接触、短路或者老化；

g）设备组件错位（比如光学组件）。

4.2选择试验方法

多激励振动试验可使用不同的设备配置，以适用于许多实际应用过程。试验过程一般可分成以下

四种类型。这仅提供了试验过程的基本选择。这一列表不能覆盖所有设备或试验配置。在6.2试验程

序中较详细地描述所有试验类型。

方法1：多输入单输出（MISO）振动试验；

方法2：多输入多输出（MIMO）振动试验；

方法3：多激励单轴（MESA）振动试验；

方法4：多激励多轴（MEMA）振动试验。

4.3确定试验方案

4.3.1控制定义

振动试验控制策略，取决于所能提供的振动测试数据，以达到振动试验的目的。当能够提供独立的

自谱密度、偏相干、相位和互谱密度时，就可能采用多激振器控制策略。当能不够提供偏相干、相位和互

谱密度时，振动试验时有必要首先采用单轴目标谱控制策略。在某些情况下，需要在其正交轴施加界限

控制，以便保护激振器。限制控制也需要外场谱包络。典型的试验和控制策略包括：

a）单一谱:根据运行数据或规范确定；

b）多个自谱密度:根据运行数据或相关规范确定；

c）多个自谱密度和偏相干:根据运行数据或实验室试验配置数据确定；

d）多个自谱密度和相位:根据运行数据或实验室配置数据确定；

e）多个自谱密度、偏向干和相位:根据运行数据或实验室配置数据确定；

f）多个自谱密度、偏相干、相位和其他位置的自谱密度:根据运行数据或实验室配置数据确定；

g）多个自谱密度、互谱密度和其他相关参数：根据运行数据或实验室配置数据确定；

h）控制限制同时采用基于运行数据的量级与包络。

4.3.2控制方法

试验方法的选择受控于许多因素，包括外场振动环境和产品类型。多激振器试验的控制功能包括：

a）正弦：同一正弦和量级；多个正弦分量和相位，可变方向的量级和相位。

b）随机：多激振器、单轴和单个控制目标谱；多激振器、多轴和多个控制目标谱；可控制相干和相

位差。

4.3.3试验方案

较复杂结构或新产品的第一次试验应编写试验方案，试验方案一般包括：

a）试验设备的选取,根据样品基本参数和试验要求合理选择试验设备；

b）试验夹具方案，根据样品基本参数和试验要求和已选取的试验设备进行设计，试验夹具应满足

试验要求；

c）控制方案,根据的结构特点及夹具方案初步确定控制方式；

d）试验安装，根据试验情况、试验场所的大小和试验设备的具体情况制定完整的试验安装方案。

4.4确定试验条件

4.4.1概述

通常，多激励振动试验需要根据样品工作现场振动响应的测量数据来确定试验条件。因此，需要获

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得充分的现场数据来描述多激励振动试验的试验条件和T-作状态。这些数据一般为时间历程，如需功

率谱需要将测量数据进行自功率谱和互功率谱密度估计以确定试验条件。当然，当现场数据不充分时，

多激励试验过程可能通过对样品的理论分析和实验室测量数据来确定试验条件。

对于时域再现多激励试验需要现场测试数据，没有现场测试数据无法确定实验控制与现场数据的

相关性。

一般情况下，由于阻抗和边界条件的影响，总会存在现场环境和实验室环境的差异。这种差异可能

需要进一步分析，以确定该差异是否显著到影响了试验的结果。

4.4.2现场数据充分

当进行多激励振动试验时，试验规范需要规定的基本参数如下：

a）频率范围、采样频率、容差、功率谱密度（谱型和频率值）、交叉耦合与误差最小化、偏相干、

相位；

b）温度、湿度、气压、电磁场等；

O夹具性能、阻抗、模态数据、刚体的模态、现场数据与实验室数据的差异。

当进行多激励振动试验时，一般需要预试验。在正式试验之前,有必要通过迭代获得一个可接受的

控制解决方案，以优化控制谱。这需要通过模态分析，对样品和夹具结构响应有一个基本的了解。可以

进行必要的在线试验模态测试与分析，评估在试验量级条件下的非线性效应，以准确评估夹具动态

特性。

4.4.3现场数据不充分

如果无法获得充分的现场数据，则通过通用试验标准数据、模态分析数据、样品安装在试验夹具上

的实验测试数据综合确定。实验室测试可以用来估计响应点间的相位和相关关系。模态测试可用来验

证实际安装条件下和试验夹具安装条件下动态响应的相似性。也可从相似的产品估计，或根据样品的

特性和参考相关环境条件标准中确定数据。

4.5样品安装

样品可以是部件、组件和设备，因此安装过程需考虑以下因素：

a）样品的连接件应尽可能与实际情况一致，包括减振器、紧固件、扭矩等；

b）所有连接，如电缆、管道等，应合理安装，使其产生的应力与应变类似于现场条件；

c）可用低频支撑、悬挂方式可避免复杂的共振；

d）需通过补偿或适当的模拟来减小重力与负载和方向的影响。

4.6试验容差

4.6.1正常试验容差

除非在环境试验规范中另有说明，否则控制信号应满足以下规定的容差要求：

a）正弦振动时试验容差如下：

1）振幅：在指定频率范围时，参考点处的容差要求为规定值的±10%。当控制策略为多点

控制时，每个控制点的响应值应在规定值的5dB以内。应尽量减少指定频率范围外的

激励。

2）频率:规定值的0.5%或0.5Hz,取较大值。

3）扫频速率：不超过规定扫频速率的士10%,如果未指定扫频速率，贝U按1oct/min进行

扫频。

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4）信号容差:信号容差应不超过5%。达到5000Hz或5倍于驱动频率，取较小值。

丁=（学-1）x100%（1）

式中：

T——信号容差；

NF未滤波信号的rms值；

F滤波信号的rms值。

注：这个参数适用的信号可以是加速度、速度和位移。

表1正弦振动试验容差要求

项目容差要求其他条件

±10%已指定频率段和方向

幅值

5dB（各响应值）多点控制

频率0.5%或0.5Hz取最大值

扫频速率±10%扫频速率默认为1oet/min

信号容差<5%取较小值

b）宽带随机振动试验容差如下：

1）功率谱密度（PSD）:参考点处的容差要求为规定值的±3dB以内。当控制策略为多点控

制时,每个控制点的响应值应在规定值的5dB以内。应尽量减少试验频率范围外的激

励。随机统计误差应不超过14%,相当于带宽与采样时间值的乘积（BXT）的50倍，或

相当于自由度为100o

2）均方根（rms）:在试验频率范围内，参考点处的测量值应在设定值的士1dB以内。

3）幅值分：随机振动的瞬时值是名义上的高斯函数。这个分布应该包含了2.7倍标准差，

而大于3倍标准差的概率应该保持在最小值。

4）试验频率范围外的响应:试验设备和夹具不应使驱动信号失真，在一定程度上会导致试

验频率范围外的响应发生。在试验频率范围内，最好预先使用上面列出的正弦部分的标

准对信号容差进行分析。如果没有进行这种核查，那么在使用下列标准的情况下，试验

频率范围内的响应不应超过20%：

血严俘-1）x100%（2）

式中：

——试验频率范围外的响应；

GF——试验随机波形的rms值，达到5000Hz或5倍于驱动频率，取较小值；

G——试验频率范围内随机波形的rms值。

注：这个参数适用的信号可以是加速度、速度和位移。

c）试验持续时间容差是在指定时间的2%或1min之内，取较小值。

4.6.2放宽试验容差

在指定试验频率范围内的特定频率下，当使用控制策略时，上面引用的试验容差可能难以实现。在

这种情况下，根据试验工程师的判断，在下列约束条件下，某些试验容差要求可能会被降低。其他容差

不变。下列试验容差的使用应记录在试验报告中：

a）正弦振动：

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GB/T2423.62—2018

1）振幅：不大于500Hz,规定值的±10%；

2）振幅：大于500Hz,规定值的±20%；

3）振幅超出规定值±10%范围的，其累积频带宽度不应超过试验频率的5%。

b）随机振动：

1）振幅：不大于500Hz,±3dB；

2）振幅：大于500Hz,±6dB；

3）振幅超出规定值±3dB范围的，其累积频带宽度不应超过试验频率的5%；

4）均方根：±2dB0

当结构复杂时可适当放宽要求，但超容差时应记录，并体现在报告中。

5信息要求

5.1概述

为了充分地进行并记录动态性能试验需要至少提供以下信息。根据实际情况设计计划表，必要时

可以通过添加或去除部分项目进行调整。建议进行夹具和样品的模态分析检测。这些数据有利于评估

试验结果和评估产品对需求变化或新应用的适应能力。这些数据对强调现有产品新的应用领域的未来

规划将是非常有价值的（当由于试验程序不考虑模态检测时，共振搜索可以提供非常有用的信息）。

5.2试验前需要的信息

为了顺利开展多点激励振动试验需要提供以下信息。

a）选择试验过程和试验系统（试验项目/平台配置），详细的信息包括：

1）试验参考条件，时间历程或功率谱和相关系数；

2）控制传感器安装位置；

3）监测/限制传感器安装位置（如果有的话）；

4）可以接受的实现激振器系统适当补偿的预试验量级；

5）试验容差标准，包括先前确定的多点激励试验容差范围；

6）振动控制策略。

b）试验的环境要求,如温度、湿度、电磁场等；

c）样品的失效准则及检测方法；

d）试验夹具模态测量的有关信息；

e）试验中断程序。

5.3试验中需要的信息

在试验过程中应收集以下信息：

a）试验调试记录；

b）样品的外观和性能的检测记录；

c）试验过程的分析和讨论记录；

d）附加环境条件如温度记录；

e）与控制测量点有关的任何超出容差情况记录；

f）试验中断、试验故障及试验故障处理的记录；

g）以数字形式给出的经过适当处理的监测/限制时间历程信息；

h）记录试验次数及试验的持续时间。

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5.4试验后需要的信息

在试验后应记录以下信息：

a）试验后样品的外观和性能的检测记录；

b）振动测量数据分析和性能检查分析；

c）任何数据测量异常，比如，很高的仪器噪声、传感器响应的丢失等；

d）试验后测量系统的状态；

e）原始试验计划的任何改动；

f）试验结论。

6试验实施

6.1试验准备

6.1.1试验前准备

试验开始前，根据有关文件和产品有关信息（包括产品使用的响应分/运动特性）确定试验程序、

样品技术状态、试验量级、试验持续时间、激励方法、激振器的控制方法、激振器的安装布置、失效判据、

样品功能（性能）要求、测量仪器要求、试验设备能力及夹具等。此外还需要：

a）选择合适的激振器和准备/设计夹具；

b）选择合适的多激励试验配置和相关的安装方式；

c）选择合适的数据测量系统（传感器、电缆、调理放大器、记录仪和分析设备等）；

d）在没有安装样品前，对振动设备进行预调试，以确认工作正常；

e）如需要，进行预试验，确定试验方案的激励方法，控制策略及夹具等；

f）保证数据采集仪（振动测量仪）的功能（性能）符合技术要求。

6.1.2试验前检查

所有的样品需要进行实验室环境下预试验以获取基准数据。进行预试验检测步骤如下：

a）检查样品的外观等,并记录结果；

b）准备样品，如果需要，按照确定的试验计划设置运行配置；

c）检查样品/夹具/激励系统，确保符合样品和试验计划的要求；

d）如果可以，按照试验计划进行一次运行检测并记录结果，用于和试验中和试验后的数据进行比

较。如果样品未达到期望的效果，需分析原因并重新进行检测。

6.2试验程序

以下是用于多输入多输出振动试验程序的一般指南，根据是否具有公共平台分为4类。程序1、程

序2针对公共平台试验系统，程序3、程序4针对分布式振动加载试验系统。程序可以按照试验计划、

控制方法和相关试验信息进行适当剪裁。

a）程序1——多输入单输出（MISO）振动试验

程序1的步骤如下：

1）对样品进行外观检查和功能性能检测。如发现失效，按6.6.3处理;按6.6.3b）处理时，替

换/修复故障或不工作的元器件或组件后，开始试验。

2）如有要求,进行夹具的模态测试以验证夹具是否满足要求。

3）分析试验条件，确定试验设备能否实现。MISO试验为单一线振动或角振动中的一种；对

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于角振动，如果需要，通过几何运动关系将条件转化成激振器的线振动。利用所有与样品

动态/几何配置有关的固有信息，包括样品距离运动轴的重心说明、试验夹具的模态特性

以及所有相关的质量惯性矩，分析试验系统的可行性。包括频率范围、系统抗倾覆能力、

推力、速度、位移。如果需要，设置各激振器的试验参考谱。

4）在样品/夹具要求位置上安装传感器。作为试验装置，一般振动平台上对应各激振器有加

速度传感器。选择用作控制的加速度或位移传感器的位置和极性应与参考信号的一致

（参见附录B）。根据控制策略的要求控制激振器并测量其他需要的数据，对于低于5Hz

的试验，一般采用位移控制。控制点量值相等，各个激振器之间的相干系数为1,相位为

0°或180°。调试测量系统，保证其工作正常。如果需要，确定试验限幅控制点、频率范围

和量值，并进行试验控制。

5）选择激振器和对应的控制点，主控制点与激振器唯一对应。一般只选择对运动提供推力

的激振器，对同一试验系统上的其他不提供推力的激振器，一般进行最大约束，避免其他

运动的牵连影响。

6）按6.7的要求进行试验安全保护，一般设置紧急终止试验物理制动。如有需要，专人

负责。

7）将产品按寿命期实际使用状态安装在夹具上。如有需要，使用悬挂或软弹性支撑装置平

衡样品、夹具在内的运动结构重力，并对样品进行保护。悬挂或支撑的共振频率不大于样

品安装在夹具上之后的一阶频率的1/5。如有需要，测试样品模态。

8）对样品进行外观检查，如有需要,还要进行功能检测。如果样品的运行正常，则进行步骤

9）;如发现失效，按6.6.3处理并重复步骤8）0

9）施加低量级振动，可以使用试验要求满量值的一18dB或一12dBo如有需要，还要施加

其他坏境应力。检查激振器、夹具和测量系统是否符合要求。

10）对样品（或动态模拟件）进行系统传递特性辨识。如可行，采用与试验状态和条件相近的

激励施加，如白/随机噪声谱、正弦扫频、定频，以获得更准确的系统传递特性。如果试验

系统状态未改变，之前相同试验状态已有的系统传递特性可以调出使用，不再进行系统

传递特性辨识。如果使用动态模拟件，补偿后用样品代替模拟样品。

11）施加所要求的振动以及其他要求的环境应力。通常在开始试验时使用小量级激励以保

证动态响应的正确和仪器设备的正常，可以是试验要求满量值的一12dB（或一18dB）0

均衡稳定后逐步增加（如3dB—级），直到满量值。

12）记录下必要的数据，检查每一个控制点的振动（量值、相干和相位）是否符合规定，作为试

验评价的依据。频域试验记录包括控制加速度或控制位移的自功率谱和互功率谱密度。

13）在整个试验过程中监测振动量级,如可行，应在试验过程中持续监测样品的性能。如果

量级变化或者发生失效，按照试验关机程序终止，然后根据试验中断恢复程序6.6进行

处理。

14）在达到要求的试验持续时间时，停止振动。根据试验目的可能会要求在结束前进行附加

的不同量级的振动。如果这样，根据要求重复步骤8）〜14）。

15）检查样品、夹具、激振器和测量仪器。如果发生失效、磨损、松动或其他异常，按6.6试验

中断恢复程序进行处理。

16）在每个要求的振动方向上重复步骤1）〜15）。一些具有多自由度运动功能的振动试验

设备，可以实现一次安装后进行多振动方向的试验，无需重新安装样品来改变激励方向。

重复的步骤可以不做。

17）在每种要求的振动环境上重复步骤1）〜16）。

18）从夹具上卸下样品，对其在试验过程中可能发生的可见机械退化进行检查。如果发生失

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GB/T2423.62—2018

效，按6.6进行处理。数据处理参见附录C、附录B。

注：建议传感器横向灵敏度不大于3.5%。

b）程序2——多输入多输出（MIMO）振动试验

程序2的步骤如下：

1）对样品进行外观检查和功能性能检测。如发现失效，按6.6.3处理;按6.6.3b）处理时，替

换修复故障或不T作的元器件或组件后，开始试验。

2）如有要求,进行夹具的模态测试以验证夹具是否满足要求。

3）分析试验条件，确定多输出振动的激励策略。检查MIMO试验条件是否可实现。MIMO

试验设备的激振器数量可以大于运动自由度数量（超静定），在多种多输出振动的激励方

式中确定一种。超静定激振应对激振器进行约束，确保激励驱动与多输出振动为确定关

系（静定系统）。推荐选择提供推力的实现多输出振动最少需要的激振器数量，避免其他

运动的牵连影响。

4）分解试验条件到所选择的激振器上，确定试验设备能否实现。当包含刚体转动时，MIMO

试验条件与激振器没有直接对应关系。利用运动转换关系（参见附录B）把试验条件分解

到所选择的激振器上。利用所有与样品动态/几何配置有关的固有信息，包括样品在三个

正交轴上的重心说明，试验夹具的模态特性，以及所有相关的质