本文關(guān)鍵詞：基于力發(fā)生器的系統(tǒng)特性測試方法研究

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【摘要】：在力的測量過程中,人們不僅要取得力的準確的測量結(jié)果,而且要求對測量結(jié)果的狀態(tài)趨勢進行估計。但只有模型化測量才能解決復(fù)雜的動態(tài)測量問題。想要結(jié)合力的測量系統(tǒng)及輸出信號得到準確的輸入力信號,其關(guān)鍵問題在于如何要準確的辨別出系統(tǒng)的傳遞特性,所以力檢測系統(tǒng)的系統(tǒng)特性測試是最常碰到的問題之一。在制造這些設(shè)備的同時需要對力傳感器以及整機提供穩(wěn)定的力信號,以保證系統(tǒng)特性的測試。為了完成對力檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性測試,本課題根據(jù)力檢測系統(tǒng)的激勵信號和輸出信號求取系統(tǒng)的動態(tài)特性。具體的處理方法為:將采集到的激勵信號和輸出信號進行傅里葉變換,將變換后的激勵信號和輸出信號的幅值相除,相位相減即可得到系統(tǒng)的頻率特性。本課題應(yīng)用電學(xué)網(wǎng)絡(luò)模型模擬力檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性(系統(tǒng)特性模擬模型),來驗證系統(tǒng)測試和分析方法的合理性。應(yīng)用MATLAB和Autism Designer 2009兩種軟件對系統(tǒng)特性模擬模型的動態(tài)特性進行仿真分析。將模擬模型的激勵和輸出信號進行傅里葉變換,獲得模擬模型的實際頻率特性,將模擬模型的頻率特性與其理論特性進行對比,證明力檢測系統(tǒng)的特性測試與分析方法是合理的。之后本課題實際搭建了力檢測系統(tǒng),并利用杠桿原理搭建了力發(fā)生器裝置,將力發(fā)生器產(chǎn)生的周期三角波和周期梯形波力信號作為力檢測系統(tǒng)的激勵信號,然后采集力檢測系統(tǒng)的激勵信號和輸出力信號,將采集到的激勵信號和輸出信號進行傅里葉變換求解系統(tǒng)的頻率特性,驗證了系統(tǒng)測試和分析方法的可行性。本課題中主要完成的內(nèi)容有:首先,為了滿足力檢測系統(tǒng)的系統(tǒng)特性測試的要求,依據(jù)杠桿原理搭建了一種產(chǎn)生不同波形力的力發(fā)生器裝置;第二,以單片機數(shù)據(jù)處理及控制單元為基礎(chǔ),搭建了可對力傳感器輸出量進行測量,并完成A/D轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和發(fā)送的中間數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié);第三,利用MATLAB和Autism Designer 2009軟件對力檢測系統(tǒng)的系統(tǒng)特性模擬模型進行了仿真分析;第四,針對仿真分析存在的誤差進行了理論的分析,通過選擇恰當(dāng)?shù)牟蓸勇蕼p少了誤差;第五,實現(xiàn)了單片機數(shù)據(jù)處理及控制單元與測試數(shù)據(jù)處理平臺之間的數(shù)據(jù)傳輸;第六,應(yīng)用MATLAB編輯測試數(shù)據(jù)處理平臺,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的處理和曲線繪制、保存等功能;最后,對實際搭建的力檢測系統(tǒng)進行動態(tài)特性測試,并對實測數(shù)據(jù)進行處理,得到實際的系統(tǒng)特性。
【關(guān)鍵詞】：力檢測 力傳感器 動態(tài)測試
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH823
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題研究的意義10
• 1.2 國內(nèi)外力檢測系統(tǒng)測試方法的發(fā)展10
• 1.3 杠桿式力發(fā)生器的發(fā)展10-12
• 1.4 主要名詞說明12
• 1.5 課題主要研究工作12-14
• 第2章 力檢測系統(tǒng)特性14-22
• 2.1 動態(tài)特性測試方案14-16
• 2.1.1 正弦掃頻法14-15
• 2.1.2 沖擊響應(yīng)法15
• 2.1.3 階躍響應(yīng)法15
• 2.1.4 系統(tǒng)動態(tài)特性測試方法分析15-16
• 2.2 動態(tài)特性分析方法16-21
• 2.2.1 時域分析方法16-18
• 2.2.2 頻域分析方法18-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第3章 力檢測系統(tǒng)動態(tài)特性分析22-38
• 3.1 力檢測系統(tǒng)特性模擬模型22-27
• 3.1.1 特性模擬模型電路22-23
• 3.1.2 模擬模型電路的輸入信號23-24
• 3.1.3 模擬模型電路的輸出信號24-27
• 3.2 模擬模型電路動態(tài)特性分析27-37
• 3.2.1 基于MATLAB的仿真分析27-30
• 3.2.2 基于AD09的仿真分析30-32
• 3.2.3 仿真分析對比32-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第4章 力發(fā)生器及力檢測系統(tǒng)設(shè)計38-49
• 4.1 力發(fā)生器的構(gòu)成原理38-43
• 4.1.1 力發(fā)生器結(jié)構(gòu)框圖38
• 4.1.2 杠桿受力分析38-40
• 4.1.3 光柵測距電路40-41
• 4.1.4 電機接口電路41-42
• 4.1.5 單片機數(shù)據(jù)處理及控制單元42-43
• 4.2 力檢測系統(tǒng)43-44
• 4.3 測試數(shù)據(jù)處理平臺設(shè)計44-48
• 4.3.1 測試數(shù)據(jù)處理平臺設(shè)計44-46
• 4.3.2 測試數(shù)據(jù)處理平臺通信設(shè)計46-48
• 4.3.3 數(shù)據(jù)顯示及處理方法48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第5章 力檢測系統(tǒng)特性測試49-66
• 5.1 力檢測系統(tǒng)靜態(tài)測試49-52
• 5.1.1 力檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性測試方法49
• 5.1.2 靜態(tài)測試數(shù)據(jù)分析49-52
• 5.2 力檢測系統(tǒng)動態(tài)測試52-63
• 5.2.1 動態(tài)測試方法52-53
• 5.2.2 動態(tài)測試數(shù)據(jù)分析53-63
• 5.3 誤差分析63-65
• 5.3.1 系統(tǒng)誤差分析63-64
• 5.3.2 數(shù)據(jù)處理誤差分析64-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 第6章 結(jié)論66-67
• 參考文獻67-69
• 附錄A 單片機硬件電路原理圖69-70
• 附錄B 力發(fā)生器實物圖70-72
• 附錄C 各周期三角波實測數(shù)據(jù)72-74
• 附錄D 力檢測系統(tǒng)頻率特性數(shù)據(jù)74-75
• 在學(xué)研究成果75-76
• 致謝76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：1002678