晶鉆儀器提供獨特的解決方案。晶鉆儀器多輸入多輸出隨機振動控制軟件提供振動抑制（Control Null）功能，用戶只需在軟件里做簡單的設置，就可以在三軸振動臺上做單軸或兩軸振動控制試驗。用戶可以選擇在三個方向上的任意方向做振動試驗。通過這個功能，軟件抑制某個方向上的振動，并且仍對另外的方向進行振動控制。

通過振動抑制（Control Null）功能，“Control Null”通道的振動目標量級將最小化。這讓用戶實現了在三軸振動配置中只做一個方向的振動，而另外兩個方向抑制振動。經過DSP計算的抑制方向驅動信號實現抑制方向最低可能響應。當主導方向做振動控制時，抑制方向的響應顯著降低。

我們用案例來說明這個功能的作用。我們分別用每個方向推力20kN的三軸振動臺和小型三軸振動臺來演示這一功能。

圖1 ?20kN三軸電動振動臺

圖2 小型三軸振動臺

Spider-80M是晶鉆儀器公司研發的專門用于MIMO振動試驗的振動控制器，最多支持8個輸出。硬件搭配晶鉆儀器的EDM MIMO VCS軟件，為隨機振動試驗提供精確、實時、多通道控制。

圖3 晶鉆儀器Spider-80M MIMO振動控制器

試驗細節：

1.縮放NAVMAT目標譜RMS量級為1g，用于隨機振動控制試驗；

圖4 NAVMAT目標譜

2.首先，運行一個X方向的單軸振動控制試驗，測量另外兩個方向Y向和Z向的響應。振動控制試驗在三軸電動振動系統上進行。

圖5 ?X方向單軸隨機振動控制試驗，不啟用Control Null

3.用相同的目標譜在三軸電動振動系統上做試驗，X向做振動控制，Y和Z向啟用Control Null

圖6 ??三軸隨機振動控制試驗，Y向和Z向啟用Control Null

4.下表比較了單軸試驗和啟用Control Null的三軸試驗結果，我們發現啟用Control Null后，非主要方向Y和Z向的RMS幾乎是沒啟用Control Null時的四分之一。

表1 ??啟用和未啟用Control Null振動控制試驗的RMS值比較

對于單軸振動控制試驗，非主導方向（Y和Z）的RMS值是主導方向（Z）的30%。對于啟用Control Null功能后的三軸試驗，非主導方向（Y和Z）的RMS值是主導方向（Z）的8%。這說明Control Null功能能夠有效抑制非主導方向的振動。

5.我們在小型三軸振動臺上做類似的試驗。X向和Y向啟用Control Null功能，Z向即垂直方向做振動控制。

圖7 ?三軸隨機振動控制，X和Y啟用Control Null

X，Y和Z向的APS和塊信號說明了X向和Y向的振動被抑制，而Z向仍然做振動控制。

試驗結果驗證了晶鉆儀器公司MIMO振動控制系統的有效性和可靠性。

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2018年7月，美國晶鉆儀器公司（Crystal Instruments）宣布推出新款Spider-81和Spider-81B振動控制儀。 八年前，晶鉆儀器推出首款第四代振動控制器 Spider-81和Spider-81B。通過過去幾年的不斷修訂，該系列產品已經改進并發展成為市場上著名品牌之一。本次新款的推出，標志晶鉆公司在產品硬件設計方面的一個新的里程碑。

新款的Spider-81 和 Spider-81B振動臺控制儀, 其軟件上和以前版本完全兼容，但硬件方面從里到外都有大幅改進，產品配置了新設計的更加美觀和堅固的外殼，滿足在可靠性和包裝方面的更嚴苛的需求。電路設計方面保留現有的數字信號處理強大功能，依然使用DSP集中式架構，輸入通道則可級聯擴展至512通道同時高速采樣，每個模塊使用網絡實時同步，主模塊上可以使用最多4個輸出，每個模塊具有4GB的內部存儲空間，使用LCD顯示屏，測量方面繼續保持高可靠性和準確性。

?新款 Spider-81B 振動臺控制儀 正面與背面圖

新款Spider系列將雙AD技術專利與改進的硬件結合，將動態測量范圍擴展至160dB。本底噪音的得到進一步降低。晶鉆公司在獲得雙AD技術專利后，因其超高的動態范圍，在CoCo和Spider硬件平臺方面獲得巨大的成功。

新款硬件在輸入通道的保護方面做了更多的改進，以往舊版的30伏特保護電壓被增加到220伏特，這個改進使得在現場的設備能夠應對更復雜的強電干擾，增加產品的可靠性。

?新款 Spider-81 振動控制器 正面與背面

眾所周知，在復雜大型振動測試環境里，周圍有種種強電和弱電造成的電磁輻射和電纜干擾，而接地和工頻干擾一直是振動控制精度受到影響的主要根源之一，新款硬件在設計過程中更注意接地和供電干擾的優化，使得測試效果更好。

新款Spider-81系列將高性能和高品質結合，提供更高標準的振動控制。背面的縮進設計可有效保護BNC連接器。我們也非常高興為該系列產品提供更時尚、更優雅的現代風格外觀。

如果您希望獲得更多關于振動控制器與振動控制系統方面詳情，請聯系我們。

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振動控制器簡介

振動測試系統被廣泛用于航空、航天、電子、汽車等領域的可靠性試驗。數字式振動控制器(振動臺控制儀)是一個可以為振動臺提供閉環控制能力的計算機系統，是整個振動測試系統中的組成部分，本文主要從硬件架構角度描述70年代以來美國振動控制儀的演化過程。

值得附帶提出的是，早在80年代初，浙江大學的動態測試國家研究室和蘇州實驗儀器廠（蘇試）就開始研發中國自己的振動控制器(振動臺控制儀)，浙大的楊世超教授是這個領域的先驅。而現在，蘇試是中國該領域一家上市公司。

數字振動控制器產生電子信號驅動功率放大器，功率放大器再輸出電流信號以驅動液壓或電磁振動臺，而作用于被測設備(UUT)上的振動響應反饋到振動控制器系統作為反饋控制信號。在閉環控制環境下，控制信號必須在時域和頻域都遵循某種預先設定的特性，這些特性可以按照不同的工業或者軍事標準定義為：正弦Sine、隨機Random、正弦+隨機SoR、隨機+隨機RoR、經典沖擊、沖擊響應譜SRS、路譜仿真等。

大多數情況下，單軸的振動臺對結構進行激勵，在一些高端測試中需要使用多個振動臺形成多軸多自由度的激勵，在多個振動臺同時使用的情況下，控制系統需要具有多輸入/多輸出(MIMO)的互通道信號計算能力。用于多軸振動控制系統的技術比單軸系統要復雜的多，在本文中主要討論單軸振動控制系統的情況。

控制信號要參考一個或多個從試件獲得的測量信號，當發現控制信號與測試目標模型有偏差時，將調整驅動信號使控制信號趨近目標模型，控制系統實時、連續地對振動臺進行動力修正以達到精確的控制，安全性檢測通過一個分布式的不依賴于PC計算機的運算處理結構來進行。

下圖說明了閉環控制的過程，傳感器(如加速度計)用于測量試件的振動響應形成被控制信號。

隨機控制器將連續輸出一個隨機信號(驅動信號)，其功率譜密度為預定義的頻譜形狀，這個預定義了形狀的功率譜稱為目標譜。正弦控制器將連續以某個確定的電壓值輸出一個掃頻正弦信號，所以控制信號是類正弦信號，并且遵循預定義的幅值譜。經典沖擊控制器在時間域中定義需要的控制目標模型。SRS控制在沖擊響應譜中定義目標模型。路譜仿真控制器將一個長時間的時域信號定義為目標模型。正弦加隨機或隨機加隨機也稱為混合模式控制，把隨機和其它控制模式結合在一起，其測試設置也更為復雜。

據估計市場上近乎100%的控制器都要求具有隨機和正弦控制功能，大約50%要求有經典沖擊功能。混合功能和SRS、瞬態歷程及路譜仿真需求相對較少，只在一些特殊測試中需要。即使只有一個激勵源，從試件上進行多點測量也是需要的，多點測量可用于如下一些需要：

當使用多點輸入作為控制通道時，用戶可以選擇不同的控制策略參數，如平均、最大或最小。如平均控制策略以全部測量通道的和為控制通道，并且平均結果在頻域可以以不同的權重比進行。

第一代控制器-獨立式

美國最早的數字振動控制器是在20世紀70年代由一些HP的工程師研發的。他們在早期最成功的信號分析儀HP5451上測試了多種控制算法。HP5451是基于小型機HP2100的一臺設備，其內存和計算能力都很有限，工程師們使用了多種巧秒的辦法取得了達到幾千赫茲的實時帶寬。Ron Potter和?Peter Moseley兩位為這一早期的控制器作出了重大的貢獻。

HP5451動態分析系統

在HP公司以HP5451成功地測試了這一算法后，HP5427作為一款商業化的產品在上世紀80年代出現。它由一些可堆疊的機箱組成，有專業的顯示器和控制面板。HP5427是一款非常成功的產品，卻由于惠普公司戰略的調整而最終被放棄。

在上世紀70年代早期，另兩位發明者，Edwin Sloane 和?Charles Heizman在一家名為Time Data的公司工作，取出得了一項隨機振動控制的專利權。Time Data后來被GenRad公司收購后，發布了他們的獨立式控制系統。GR25xx幾乎是上世紀70年代后期最成功的控制器。下面是GenRad 振動控制器系統的照片：

GenRad 2506

后來GenRad的振動控制部門成為了Spectral Dynamics公司的一部份，Marcos Underwood博士是GenRad控制器的總工。在算法研發上，他專注于用“誤差”控制取代HP采用的比例控制。Tony Keller也同樣早期為控制器的研發做出了巨大的貢獻。DEC公司的PDP系列小型機是振動控制器的硬件平臺。

在上世紀80年代早期，LMS與HP合作，為HP的新硬件系統（Paragon）提供了全部的振動控制軟件，LMS與HP的關系就有如微軟公司與IBM的PC的關系。最終相比只提供硬件的IBM和HP，LMS和微軟證明了軟件銷售更為重要。

早期的另一些廠商如Ling Electronics、MB Dynamics、Schlumberger等。由于都采用專用的硬件設備，早期的VCS系統售價在8~20萬美元間，并且操作時需要非常仔細，然而得益于上世紀80年代航天、汽車和軍事工業對結構測試的巨大需求，振動控制行業誕生了。很多今天使用的控制算法都是在當時產生的。規定大多數復雜的環境測試標準（包含了振動測試）的軍標810標準，也是在那一時期建立起來的。

第二代振動控制器—基于PC的控制器

在上世紀90年代，IBM PC機在工業上得以應用。許多公司開始采用PC機進行數據采集和動態信號分析。Sri Welaratna 和?Dave Snyder兩位原惠普公司的專家創建了Data Physics公司。Lansmont公司一項目與Data Physics的合作開發計劃，開發基于PC機的數字式振動控制系統，最終造就了Lansmont公司的TTVI和DP公司的DP540控制器。這些早期的基于DOS操作系統的控制器具有在那個時代難得的圖形用戶界面。DP540采用了多塊ISA總線的插入式DSP卡，每塊卡有多個DSP處理器及A/D，D/A轉換芯片。這一產品取得了巨大的成功。

Data Physics DP540

按照與DP540和DP550（Windows版的DP540）同樣的思路，其它一些廠家也發布了他們的基于PC的振動控制器，如SD公司的Puma，UniDyn公司的DVC，Unholtz-Dickie公司的VWin等。

第二代振動控制器的產生得益于PC機和專用DSP處理器的發展，大大提高了其性能和易用性，同時成本卻下降了。PC機的引入，使得顯示、報告功能、連接性和系統性能極大地提高了。價格的持續下降使振動控制器系統能用于更多的商業應用中，如電子產品和包裝測試領域。在系統價格下降的同時，振動控制器產品的市場規模卻年復一年地在增長。

第二代振動控制器系統的缺點主要在于，系統過于依賴PC機的性能。這主要是由于其控制回路要通過PC CPU的安裝在PC中的插卡。很多控制器使用ISA總線，其控制回路時間受限于PC ISA總線的中斷和傳輸帶寬。除了PC結構，LMS和M+P仍然依賴于HP的硬件來構建其軟件系統，并采用UNIX操作系統，其產品包括Paragon 和?VXI 系統。他們主要面向那些在測試過程中需要大量同步數據采集的高端用戶。

第三代振動控制器，PC 作為外圍控制端的控制器

在上世紀90年代 Dactron 公司以開發新一代的振動控制器，Zhuge博士認為原有的系統存在技術上的缺陷，并且發現了改進的切入點。雖然這一代產品仍然使用PC機，但PC作用已經是外圍設備了，因為在這種新的控制器中，控制回路已經不再經過PC機了。采用這一策略后實現了更加快速的回路控制時間。同時由于采用了浮點DSP處理器，在這一控制器中還實現了多種新的算法。

LASER是一個采用了多個浮點DSP處理器、24位∑-⊿型A/D轉換芯片，以及PCI、USB總線等技術的振動控制器產品。應用軟件系統采用微軟MFC開發。新框架及新技術使得系統具有許多功能的同時仍然保持了易用性。Dactron公司的LASER系列產品取得了巨大的成功，數千臺Dactron公司的LASER系統已經安裝在世界各地。2001年LDS公司收購了Dactron，LDS是當時世界上最大的電磁振動臺生產商，現在LDS已成為丹麥 B&K 公司的一部份。

LDS-Dactron LASER

在Dactron公司發布了LASER和Comet后，許多其它公司包括VRC和DP也發布控制回路獨立于PC的第三代振動控制器系統。

第四代振動控制器—完全網絡化的控制器

2010年，美國晶鉆儀器公司 (Crystal Instruments)?發布了Spider-81，最新一代的振動控制系統。Spider-81充分采用了最新的硬件設計，信號處理算法和新的軟件技術。

Spider-81 數字式振動控制器

Spider-81是第一個基于網絡并支持IEEE 1588時間同步技術的振動控制系統。其基本模塊可設置為4或8通道，且附加通道數可擴展了1024個。它提供了非常高的靈活性、測試精度和易用性。Spider-81配置了一個通道、明亮的LCD顯示，數字I/O接口，內置備用電池和前面板控制鍵。Spider-81使用以太網接口。

作為第4代控制器Spider-81具有以下一些特點：

以數字信號處理器為主控的結構

與傳統控制器過重依賴于外部計算機進行實時操作不同，Spider是第一個將時間同步以太網連接與嵌入式DSP直接直接集成在一起的控制器。這一策略極大地增強了控制性能、系統可靠性和異常保護能力，使得系統可以配置極大的通道數卻不影響系統性能。

最新的硬件設計

Spider-81模塊裝備有電壓主、電荷和IEPE輸入通道，可適用于沖擊、振動和聲學測試及其它通用的電壓信號測量。其內部閃存可以同時儲存數百個通道的測試配置數據和實時分析數據。多個輸出通道提供了各種與輸入采樣頻率同步的信號波形。配備了一個能夠顯示測試狀態信息的液晶顯示屏。每臺設備提供10個監測連接來讀取模擬輸入和輸出信號，前面板上還有多個操作按鍵。通過內置的獨立數字I/O和RS485串行端口可以連接到其他硬件。有一個緊急中止按鈕可以在危急情況下中斷測試。

簡潔方便的網絡連接

以太網連接方式使得Spider-81在物理距離上可以與PC機離開較遠，這種分布式的結構方式大大減少了噪聲和系統中的電子干擾。通過網絡一臺PC機可以監視和控制多臺控制器。由于控制過程和數據記錄都在控制器內部執行，網絡連接方式并不會影響控制性能。通過無線網絡路由器，PC還可以方便地采用WiFi方式連接遠程的Spider設備。

?多模塊間的時間同步技術

Spider-81采用了IEEE1588時間同步技術，在同一個局域網上的Spider模塊可以達到100ns的時間同步精度，即可以保證20KHz分析頻寬下，通道間相位誤差不大于±1度。采用這一技術和高速以太網使得分布于網絡上的模塊，可以象一臺集中式設備一樣進行操作。

?黑匣子模式:脫離PC工作

Spider-81可以脫離PC機，以黑匣子模式進行工作。在這種模式下PC機在系統開始測試前，對設備進行配置，并將配置參數下載到設備上，Spider獨立完成測試后，再與PC聯機，PC可下載測試結果數據。在測試運行期間，控制器按預定的流程工作，并且用戶可以通過前面板按鍵、遠程手柄以及支持WiFi的PDA，如iPad等設備進行控制。

帶LCD顯示

每臺Spider-81前面板都配置一塊明亮的LCD顯示屏，以實時顯示系統狀態和測試信息，如控制量RMS值、當前掃頻頻率等。

高可靠性設計

Spider-81是第一臺設計有災難保護功能的振動控制系統，甚至在網絡斷網或電源中斷的情況下也具有保護功能。先進的安全控制回路在幾毫秒內就可以檢測到傳感器掉線。Spider-81硬件經過了嚴格的環境測試，包括EMI、溫度、跌落沖擊、正弦與隨機振動等。系統設計可以經受長期惡劣的工作環境而可靠地運行。采用浮地設計也減少了安裝時的路接地問題。

高精度的輸入設計

通過獨特的技術，Spider-81是第一臺能夠達到150dB輸入動態范圍的振動控制器。每個輸入通道在一個量程下就可以測試最小6μV 最大 20 V的電壓信號，這就完全使得不再需要象傳統控制器那樣，在測試時對輸入通道設置不同的輸入量程。

優異的控制性能

通過改進的控制算法和高效的DSP結構，大大減少正弦和隨機控制的反饋回路時間。更快的反饋回路時間能夠提高搜索和駐留能力，以及對高Q值結構的控制性能。這也提供了更快的反應，更好的安全保障。

易于使用

Spider-81進一步改善了用戶的界面等級。更多的圖形指導、向導和工具的加入，使設置方便快捷。全新排列的接口使其更合理，更好用。“異常執行規則”、“終止靈敏度”和其他新接口的功能，使得操作更簡單。數據庫管理功能，更容易在大量的測試項目中通過關鍵字來進行搜索。

和模態分析，信號處理結合Spider-81集成了模態分析以及通用的信號分析功能，包括時間流記錄，瞬態捕捉，FFT，自功率譜和傳遞函數分析。多個Spider-80 DSA模塊能夠和一個Spider-81的振動控制器模塊組成一個集成系統進行工作。Spider-81具有長時間信號記錄功能，對于關鍵的測試任務每個通道都可以采集時域數據并保存在內置的閃存中。

四代振動控制器的結構比較

四代振動控制器的結構不同

四代振動控制系統的結構比較

PC扮演的角色
第一代控制器不使用PC機，而采用專用的小型機，控制回路在小型機中。到第二代，PC是控制回路的一部份，數據通過PC的總線傳遞，這樣的主要問題是任何PC性能上的影響都會干擾控制回路。在第三代，PC的作用主要是一個操作終端了。

在第四代控制器，高速數據通訊和精確時間同步都依賴于LAN。PC成為了LAN上的操作終端之一。用戶可以選擇以不同的方式，如無線、遠程手柄、PDA或其它等，來操作控制器。雖然也有一些前期的控制器帶有網絡接口，但其不是針對高速網絡來優化設計的，而且也不支持亞微秒的時間同步精度。

全網絡型控制器比前幾代產品提供了更多的優點，用戶可以將控制器放置在離振動臺較近的位置，而操作可以在遠離數百米遠的控制室內進行。PC可以作為設置和操作的終端，但在實驗過程中也可以支持遠程控制手柄或PDA設備進行操作。

實時計算性能
第一代振動控制器系統并不是真正的實時系統。實時性是指每一個輸入的采樣信號點都參與創建下一幀驅動輸出信號。小型機的CPU在計算系統的傳遞函數時，其實忽略了許多幀的輸入數據，其控制回路時間以秒計。
第二代振動控制器是實時系統。所有的采樣點都用于計算驅動信號了。回路時間也小于1秒，利益于PC機的使用，用戶界面大大改善，并降低了系統造價。

第三代振動控制器可稱為“超實時”系統。它擁有用采樣數據同時進行多任務的能力。如在Dactron的隨機控制器中，在不同的頻率段內，可同時運行多個控制回路。極端的情況如：正弦+隨機控制器中，二個隨機控制內核、12個正弦控制內核可同時運行，其控制回路時間也縮短到ms級。

第一和第二代通用控制器的出現是為了適應被試驗物品(試件)的機械特性測試的要求。在一些應用中要求控制系統能夠提供5KHz的實時控制帶寬和高過70dB的控制動態范圍，這是第一、二代控制器滿足不了的，第三代控制器的出現改變了這一情況。得益于浮點DSP處理器和∑-⊿型AD轉換器，

算法改進
依靠更先進的處理器，在這較新的控制器中，許多新的軟件算法也得以實現。舉例如下：
在Dactron的控制器中，采用了一個先進的濾波器技術，使得隨機控制器在低頻段可能獲得較很高的頻率分辨率，這一技術被稱為多分辨率控制。
在Vibration Research的控制器中，峭度控制被集成到隨機控制中，使得信號可以具有非高斯特性，從而更加接近從實際道路上記錄的信號。
在Spectral Dynamics的控制器中，正弦控制器實現了一個形狀更好的濾波器，相比采用矩形窗進行頻譜分析的產品，其提供的通帶特性非常平坦。

結論

在過去的40年里，振動控制器已經發展了四代產品，它們是第一代獨立式、第二代基于PC的控制器、第三代PC依賴式和第四代全網絡模式。其中第四代產品全網絡式基于以太網和IEEE1588時間同步技術，它提供了比前輩產品優越的靈活性、可靠性、可配置性和延伸性。

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自動閾值測試功能允許對測量到的時間信號或頻譜信號進行自動閾值檢查。閾值信號是在PC上的美國晶鉆儀器研發的EDM軟件（支持多語言，包括英語，簡體中文，繁體中文，日語，俄語）中進行設定的。在閾值測試中有四大要素：被測信號，上下限，測試計劃和測試日志。在EDM?FFT模式下的信號閾值檢測功能運行中，如果測量信號超出設定的閾值，EDM就會給出警報。這個功能在PC聯機工作模式或黑盒工作模式下都支持。

下面來具體看看這個功能是任何設置和工作的。

首先打開EDM切換或新建一個FFT測試,?目前只有FFT測試有該功能。在信號列表上鼠標右擊彈出菜單,?選擇Apply Alarm Limits,?在彈出的閾值窗口點Add?limit按鈕,?彈出信號列表,?勾選要綁定的信號后點確定。我們以APS(Ch1)為例。

圖一

圖1中As low limit是低閾值,?勾選這個選項后如果信號數據低于該閾值就報警,?As high limit是高閾值,如果信號數據高于該閾值就報警.?在As low limit和As high limit中只能選擇一個.?As abort limit和As alarm limit只對流信號有效,?分別表示終止和警告. Exceeding percentage表示超過閾值的信號數據點的比例.?Event strings表示超出閾值后的提示文字信息.?我們以默認設置為例,?即設為高閾值。

點Edit limit按鈕出現編輯閾值界面,?在這里可以根據信號數據設置閾值,?見圖2。

圖二

設置完成后點確認退出.?因為只有打開閾值檢測功能才可以使用閾值,?如果Schedule還沒有包含該事件,?會彈出圖3所示提示,?詢問是否插入閾值檢測事件到Schedule,?點Yes插入該事件.?當然,?在運行過程也可以手動開/關閾值檢測功能,?見圖4。

圖三

圖四

一切準備就緒,?運行測試,?由于APS(Ch1)沒有超過閾值,?Log界面沒有報警信息.

打開輸出通道,?設置輸出正弦波,?頻率2000Hz, 幅值1V,?這時APS (Ch1)數據超過閾值(圖5),?在Log界面出現報警(圖6).

圖五

圖六

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在使用振動控制器(如：Spider-81、Spider-81B、Spder-80X)進行隨機測試實驗時，經常不可避免的被系統的非線性因素所困擾。非線性的因素有可能是由振動臺本身所導致（比如使用了液壓振動臺），也可能是由于試件本身的諧振特性所引發。許多振動控制系統在非線性因素嚴重的實驗條件下難以完成高精度的控制。

為了解決這個問題，美國晶鉆儀器公司（簡稱CI）的振動控制器在隨機測試中運用了先進的補償算法，以應對上述兩種情況導致的非線性問題。開啟這個功能的步驟非常簡單。請進入晶鉆儀器EDM管理軟件，在隨機測試的測試參數配置界面的“測試參數”選項卡上點擊“高級設置”按鈕，就可以打開如下的高級設置窗口，勾選非線性控制選項即可。

我們通過一個測試實例，EDM軟件對試件進行隨機測試，試件的諧振頻率處于隨意測試的頻譜范圍內。比較開啟和未開啟“非線性控制”的頻譜圖，如下圖：

“非線性控制”選項開啟前

“非線性控制”選項開啟后

通過兩頻譜圖的對比，得出CI公司的非線性控制算法效果顯著。在啟用“非線性控制”選項之前，可以在頻譜圖上看到，試件共振頻率附近有兩個非常明顯的波峰。在啟用“非線性控制”選項后，頻譜圖在整個譜線頻率范圍內保持平滑，沒有明顯的波峰。這證明控制系統對非線性因素進行了有效的抑制。

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共振搜索與跟蹤駐留(RSD) (VCS-40-01)
搜索功能先通過傳遞函數來確定共振頻率，然后在實時控制過程中，跟蹤駐留測試規程將跟蹤測試每一個共振頻率.
共振頻率搜索:在一定的范圍內依據Q值或傳遞函數幅值自動搜索共振峰.
跟蹤駐留規程:共振頻率可手動輸入或從搜索表項中導入。駐留測試一直延續到時間周期到、共振頻率超限，或幅值超限.

 
正弦多點控制 (VCS-40-02)
允許設置多個通道為控制通道.
多點控制策略: RMS加權平均或幅值加權平均

 
正弦與RSD高頻率范圍擴展(VCS-40-03)
擴展控制頻率范圍至4 kHz，最高到46 kHz. 根據不同設置可能要減少最高通道數及提高重疊率.

 
正弦THD計算(VCS-40-05)
該選項功能可計算控制信號的諧波失真度 (THD).

 
正弦與RSD測試時的長時間波形記錄(VCS-40-06)
正弦和RSD測試過程中記錄所有通道的波形數據.數據可以存儲在Spider或電腦上. 可以使用壓縮技術以減少存儲量.
典型的連續記錄時間:4通道~4 hours，頻率范圍2,000Hz，4 GB閃存

 
Sine 驅動限值(VCS-40-07)
限值可應用于控制或監測通道.，允許的限值類型為陷波(notching)限值和終止限值.限值表可以通過斷點的幅值和頻率進行設置，也可以從已保存的頻譜中導入。最大允許的峰值加速度、速度、位移可以被計算出來.

 
步進正弦控制(VCS-40-08)
步進正弦通過在一定頻率范圍內使用一系列短駐留來實現.，其步長可按對數或線性比例來劃分.
運行流程中的步進正弦規程:用戶可定義頻率范圍、步長分辨率、以及每個頻率的駐留時間或周期

 
Sine與RSD測試的低頻擴展(VCS-40-09)
可擴展頻率范圍下限從2Hz~0.1Hz.

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校準軟件功能:：校準軟件可以校準信號源、并調整DC 和 AC 放大系數和偏移. 校準報告包括了型號、校準標準表、校準人等信息。可以在PC上查看和打印報告。

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Spider-81掃頻正弦振動控制系統可提供精確、實時的多通道控制和分析功能。最高可支持64通道的限值監測與數據采集。記錄選項可支持全部輸入通道以最高采樣率實時記錄時間流數據，而不受總通道數增加的限制。獨特的硬件設計使得回路響應時間小于10ms。黑匣子模式允許用戶脫離PC機運行。內置備用電池可以在掉電時進行保護，內置時鐘用于時間標志及網絡中斷時的容錯。VCS-40-00是掃頻正弦試用模式.

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備用電池用以掉電保護： 當外部電源意外掉電時，備用電池工作，系統可以保存所有測試數據到閃存并通知用戶

內部時鐘：可以與PC時鐘同步，并提供信號的時間標記

網絡連接中斷監測： 當網絡中斷時，系統可以按預先設置，或保存所有數據，并降停運行，或在黑匣子模式下繼續運行，以完成測試。

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