本文關鍵詞：加速度測試積分位移算法及其應用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：振動位移的準確獲取，在工程領域以及有限元分析邊界條件的確定中均具有重要的意義。但位移傳感器對測試條件要求苛刻，很多情況下都無法實施；采用加速度傳感器測試并兩次積分得到位移信號的方法相對方便易行，但加速度積分時常出現(xiàn)趨勢項干擾，導致積分出的位移曲線嚴重偏執(zhí)。針對該問題，本文提出了一種基于頻域積分的“低頻衰減積分算法”，并利用多種算例對積分算法進行了驗證與誤差評價，研究了積分參數(shù)的選擇對結果的影響；最后搭建了“含限位碰撞的加速度測試實驗臺”，對積分算法在工程中的應用特性進行了研究。本論文主要研究內容和結論歸納如下： ①通過對現(xiàn)存幾種加速度積分算法理論公式的推演，發(fā)現(xiàn)其在積分趨勢項誤差控制和加速度有效信息保留上存在不足，因此造成了積分誤差偏大。針對該問題，本文提出了一種基于頻域積分的“低頻衰減”積分算法。 ②通過簡諧函數(shù)疊加算例，強迫振動、自由振動以及含限位碰撞振動工況的仿真算例對現(xiàn)存幾種加速積分算法及本文提出的“低頻衰減”積分算法進行了驗證與誤差評價。結果表明：本文研究的低頻衰減積分算法不但積分誤差更小，而且對積分控制參數(shù)的選擇容錯性強，更易于操作。 ③為了研究所提出的低頻衰減積分算法在工程中的應用特性，基于某摩托車發(fā)動機，設計并搭建了“含限位碰撞的加速度測試實驗臺”，并基于LABVIEW虛擬儀器軟件開發(fā)了該實驗臺的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了加速度和位移測試的自動化。 ④為了修正加速度測試系統(tǒng)誤差，利用上述實驗臺測試了發(fā)動機活塞上的加速度，同時通過理論求解得到其理論值。通過多次測試并將理論值與實測值進行對比得到測試系統(tǒng)的誤差，并對其進行了多項式擬合，從而對誤差進行了修正。 ⑤利用上述實驗臺同時對“往復運動桿”上的加速度和位移進行了測試。對測得的加速度進行測試誤差修正，并對修正前后的加速度信號分別進行積分，將積分所得的位移與實測位移對比并進行了誤差評價。結果表明：進行測試誤差修正后，積分所得的位移信號峰值誤差明顯降低。 ⑥在不同電機轉速下，對比了低頻衰減積分算法所得位移與激光傳感器實測位移，結果表明：當信號基頻較低時，本文算法積分位移誤差略偏大；但隨著信號基頻的提高，誤差減小�；诒狙芯克捎脺y試系統(tǒng)，當加速度基頻高于3.8Hz時，積分峰值誤差小于10%，滿足工程測試需求；當加速度基頻高于4.35Hz時，積分峰值誤差小于5%，可達到較理想的測試效果。
【關鍵詞】：加速度積分 積分算法 頻域積分 測試誤差修正
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：U467.492
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.3 本文研究內容13-16
• 2 積分算法理論研究16-28
• 2.1 多項式擬合去除趨勢項的時域積分算法16-18
• 2.1.1 時域積分算法推演16-17
• 2.1.2 趨勢項多項式擬合17-18
• 2.2 基于高通濾波的時域積分算法18-20
• 2.2.1 含隨機噪音的時域積分18-19
• 2.2.2 高通濾波和帶通濾波19-20
• 2.3 基于 FFT 變換的頻域積分方法20-26
• 2.3.1 頻域積分原理20-22
• 2.3.2 頻域積分誤差控制22-26
• 2.4 積分誤差評價指標26-27
• 2.5 本章小結27-28
• 3 簡諧信號疊加算例積分算法驗證28-50
• 3.1 算例簡介28-29
• 3.2 多項式算法驗證29-30
• 3.3 高通濾波算法驗證30-33
• 3.4 低頻截止算法驗證33-39
• 3.5 低頻衰減算法驗證39-47
• 3.6 積分算法對比47-48
• 3.7 本章小結48-50
• 4 復雜信號下積分算法驗證50-74
• 4.1 強迫振動和自由振動算例驗證50-61
• 4.1.1 多項式算法驗證52-54
• 4.1.2 高通濾波算法驗證54-56
• 4.1.3 低頻截止算法驗證56-58
• 4.1.4 低頻衰減算法驗證58-60
• 4.1.5 積分算法對比60-61
• 4.2 含限位碰撞振動算例驗證61-73
• 4.2.1 多項式算法驗證63-64
• 4.2.2 高通濾波算法驗證64-66
• 4.2.3 低頻截止算法驗證66-69
• 4.2.4 低頻衰減算法驗證69-72
• 4.2.5 積分算法對比72-73
• 4.3 本章小結73-74
• 5 “低頻衰減積分算法”工程應用有效性研究74-98
• 5.1 實驗臺及其控制系統(tǒng)設計74-79
• 5.1.1 實驗臺設計簡介74-76
• 5.1.2 實驗臺及測試控制系統(tǒng)76-79
• 5.2 加速度測試系統(tǒng)誤差修正79-86
• 5.2.1 測試加速度處理80-84
• 5.2.2 測試系統(tǒng)誤差修正84-86
• 5.3 積分算法工程應用有效性研究86-97
• 5.3.1 加速度測試及信號處理87-96
• 5.3.2 積分誤差對比評價96-97
• 5.4 本章小結97-98
• 6 全文總結98-100
• 6.1 工作總結及主要結論98-99
• 6.2 存在的問題和發(fā)展方向99-100
• 致謝100-102
• 參考文獻102-106
• 附錄106-107
• A. 實驗臺運動機構設計圖紙106-107
• B. 作者在攻讀學位期間參與的科研項目107

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本文編號：432170