多維力傳感器是可以測量兩個或兩個以上方向上的力、壓力或扭矩的傳感器,在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用廣泛。在一些應(yīng)用情形中需要利用多維力傳感器進(jìn)行動態(tài)測量,而當(dāng)前大多數(shù)力傳感器進(jìn)行動態(tài)測量時(shí)采用的“靜態(tài)標(biāo)定,動態(tài)測量”,其測量結(jié)果與測量模型之間缺乏一致性。為得到可信度高的測量結(jié)果,應(yīng)為其建立適當(dāng)?shù)膭討B(tài)測量模型并分析其測量不確定度。因此本文對多維力傳感器動態(tài)測量中標(biāo)定、反演和測量不確定度等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。在力傳感器動態(tài)標(biāo)定方面,為了自動識別測量噪聲模型,提出利用周期性的動態(tài)力作為激勵力源,用非參數(shù)化頻域模型描述噪聲,建立了力傳感器傳遞函數(shù)的Errors-In-Variables(EIV)頻域辨識模型。通過最大似然估計(jì)得到需要最小化的成本函數(shù),并采用Levenberg-Marquardt算法進(jìn)行求解,得到傳遞函數(shù)的參數(shù)信息。傳遞函數(shù)的階次利用MDL準(zhǔn)則來確定。同時(shí),根據(jù)求解得到的傳遞函數(shù)參數(shù)的協(xié)方差矩陣,進(jìn)一步評估了傳遞函數(shù)頻率響應(yīng)在任意頻率處的不確定度。在多維力傳感器動態(tài)測量的反演方面,首先采用時(shí)域方法,利用沖激響應(yīng)函數(shù)構(gòu)建了反卷積的反演模型。為了解決反卷積求解的不適定性,利用截?cái)嗥娈愔捣纸?..

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1多維力傳感器工作原理示意圖

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文1第1章緒論1.1研究背景及意義多維力傳感器用于同時(shí)測量兩個或兩個以上方向上的力、壓力或扭矩的情形，在航空航天、材料性能試驗(yàn)、生產(chǎn)過程質(zhì)量控制和汽車性能測試等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，在一些應(yīng)用場合是不可或缺、難以替代的。理想情況下，多維力傳感器的各測量點(diǎn)的輸....

圖1.2“可溯源力學(xué)量動態(tài)測量”項(xiàng)目技術(shù)方向及相互關(guān)系[2]

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文3Programme,EMRP）的資助下，9個國家的國家計(jì)量機(jī)構(gòu)聯(lián)合參與“可溯源力學(xué)量動態(tài)測量”項(xiàng)目研究工作。項(xiàng)目目標(biāo)主要是對力、壓力、扭矩等動態(tài)力學(xué)量測量的建立合適的標(biāo)定方法和測量模型，并評估其測量不確定度，以溯源誤差產(chǎn)生的原因，為建立動態(tài)測量標(biāo)準(zhǔn)和基礎(chǔ)....

圖1.3多維力傳感器動態(tài)力測量方案

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文6對角優(yōu)勢化法比較，獨(dú)立成分分析方法得到的反演結(jié)果精度有所提高。傳感器的動態(tài)反演，國內(nèi)的研究趨勢，均采用的傳遞函數(shù)矩陣求逆或者補(bǔ)償?shù)姆椒�，以達(dá)到傳遞函數(shù)矩陣與逆矩陣或補(bǔ)償陣的乘積對角化或者在指定頻率區(qū)間對角優(yōu)勢化，從而消除或削弱多維力傳感器維間耦合的影響。....

圖2.1力傳感器動態(tài)標(biāo)定過程

?ü?允淙肓亢褪涑雋拷?寫?恚?玫獎碚魘淙?輸出兩者對應(yīng)關(guān)系的模型，該模型可以是參數(shù)化的，也可以是非參的。多維力傳感器動態(tài)標(biāo)定一般是依次激勵單個輸入，同時(shí)計(jì)算多個輸出，多維力傳感器在多數(shù)情況下可以沿用單維力傳感器的動態(tài)標(biāo)定方法，依次對各個輸入輸出通道進(jìn)行標(biāo)定。由于利用周期性激勵力....

本文編號：4041589