本文關(guān)鍵詞：全量程沖擊加速度激光干涉法國際比對關(guān)鍵技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機械沖擊是指能激起系統(tǒng)瞬態(tài)擾動的力、位置、速度或者加速度的突然變化。對機械沖擊加速度進行測量和控制在實際應(yīng)用中具有十分重要的意義。由于沖擊是一個典型的動態(tài)過程,故對其測量所使用的加速度傳感器的校準也必須是基于類似動態(tài)激勵發(fā)生裝置的標定,才能準確確定其動態(tài)性能,并通過國際比對,實現(xiàn)各國家或地區(qū)沖擊加速度量值的統(tǒng)一。由于國內(nèi)缺乏加速度范圍較寬的低g值激光干涉法沖擊校準裝置,從未主導(dǎo)／參加過低g值的沖擊國際比對；國內(nèi)也沒有結(jié)合高g值激光干涉法沖擊校準實驗數(shù)據(jù),深入研究采用參數(shù)辨識算法、基于支持向量機算法和動態(tài)誤差補償算法的標準加速度傳感器建模范例,也沒有主導(dǎo)／參加過高g值的沖擊國際比對。因此,研究全量程沖擊加速度激光干涉法國際比對關(guān)鍵技術(shù)具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。本文在詳細分析現(xiàn)有沖擊加速度激光干涉法校準及國際比對研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,對全量程沖擊加速度激光干涉法的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究,采用虛擬儀器技術(shù),結(jié)合低g值和高g值不同類型的沖擊激勵源及零差和外差兩種激光干涉儀,實現(xiàn)了標準加速度傳感器全量程范圍的準確校準,并對其動態(tài)校準的不確定度進行了評估；研究了標準加速度傳感器線性動態(tài)模型的參數(shù)辨識方法和非線性建模方法,以及標準加速度傳感器動態(tài)誤差補償方法和動態(tài)不確定度評估方法；完成了全量程沖擊加速度國際比對三種實施方案,并主導(dǎo)了中國、臺灣、泰國和德國四個激光干涉法校準實驗室參加的低g值沖擊加速度研究性國際比對,取得了滿意的比對結(jié)果。標準加速度傳感器的低g值激光干涉法校準技術(shù)對沖擊激勵源、激光干涉儀和虛擬儀器技術(shù)提出了較高的要求。本文在研究電磁力錘和空氣力錘相結(jié)合的沖擊加速度機械激勵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,提出了一種基于高精密空氣軸承支撐剛體碰撞機理的低g值寬量程機械沖擊激勵裝置,具有沖擊波形理想、重復(fù)性好、易于精確控制加速度峰值和脈寬的特點,給出了裝置的實現(xiàn)方法；基于PXI硬件平臺,采用改進型邁克爾遜零差激光干涉儀和馬赫澤得外差激光干涉儀,集成了一種低g值寬量程的激光干涉法沖擊校準系統(tǒng),該系統(tǒng)能實現(xiàn)(20～10000)m/s2范圍內(nèi)標準加速度傳感器的高精度校準,在低g值沖擊領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。基于Hopkinson桿、結(jié)合馬赫澤得外差激光干涉儀和虛擬儀器技術(shù),實現(xiàn)的加速度傳感器激光干涉法高g值沖擊校準系統(tǒng),脈寬下限為10us,其動態(tài)校準數(shù)據(jù)適合于標準加速度傳感器動態(tài)特性的研究。本文提出了一種基于PEM的加速度傳感器二階動態(tài)模型參數(shù)辨識方法,能夠有效地實現(xiàn)加速度傳感器動態(tài)模型參數(shù)辨識；提出了一種基于混合核SVM非線性建模方法,實現(xiàn)了加速度傳感器非線性建模,為加速度傳感器動態(tài)特性的分析和補償研究提供一種高效的建模方法。結(jié)合高g值激光干涉法沖擊加速度校準系統(tǒng)實際動態(tài)校準數(shù)據(jù)建立的標準加速度傳感器動態(tài)模型,為解決高g值窄脈寬沖擊加速度國際比對提供了一種可行的方法。完成了標準加速度傳感器動態(tài)誤差補償、動態(tài)校準不確定度評估與比對方法的研究。利用高g值激光干涉法沖擊加速度校準系統(tǒng),構(gòu)建基于濾波器設(shè)計的標準加速度傳感器動態(tài)誤差補償系統(tǒng),結(jié)合動態(tài)校準不確定度評估方法,提出了一種量程較寬的沖擊加速度國際比對的可行方法,具有較強的應(yīng)用價值。本文所提出的低g值寬量程激光干涉法沖擊校準系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)合理、具有很好的測量重復(fù)性與可靠性,為標準加速度傳感器的低g值高精度校準提供了新的途徑；主導(dǎo)完成的低g值沖擊加速度研究性國際比對具有范例作用,為下一步參比范圍更廣泛的低g值沖擊國際關(guān)鍵比對奠定了技術(shù)基礎(chǔ)；所提出的基于加速度傳感器動態(tài)模型參數(shù)辨識以及基于加速度傳感器動態(tài)特性補償?shù)募夹g(shù)途徑,為高g值沖擊加速度激光干涉法比對,提供了有效的方法。
【關(guān)鍵詞】：智能測量系統(tǒng) 計量 沖擊加速度 激光干涉法 國際比對
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN249
【目錄】：

• 摘要5-8
• Abstract8-30
• 第一章 緒論30-42
• 1.1 引言30-31
• 1.2 沖擊加速度激光干涉法校準及國際比對關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀31-38
• 1.2.1 全量程沖擊加速度激光干涉法校準關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀31-35
• 1.2.2 沖擊加速度激光干涉法國際比對關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀35-38
• 1.3 課題的研究意義和主要研究內(nèi)容38-42
• 1.3.1 課題的研究意義38-39
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容39-42
• 第二章 全量程沖擊加速度激光干涉法校準系統(tǒng)研究42-72
• 2.1 引言42
• 2.2 沖擊加速度激光干涉法校準42-50
• 2.2.1 信號處理關(guān)鍵技術(shù)42-49
• 2.2.2 數(shù)據(jù)處理流程49-50
• 2.3 低g值沖擊加速度激光干涉法校準系統(tǒng)50-65
• 2.3.1 沖擊激勵機50-55
• 2.3.2 沖擊脈沖波形發(fā)生器55-57
• 2.3.3 校準系統(tǒng)集成57-63
• 2.3.4 校準試驗63-65
• 2.4 高g值沖擊加速度激光干涉法校準系統(tǒng)65-70
• 2.4.1 校準系統(tǒng)組成65-69
• 2.4.2 校準試驗69-70
• 2.5 小結(jié)70-72
• 第三章 加速度傳感器動態(tài)模型及參數(shù)辨識研究72-96
• 3.1 引言72
• 3.2 加速度傳感器動態(tài)特性的頻域直接估計方法研究72-78
• 3.3 加速度傳感器結(jié)構(gòu)化動態(tài)模型及參數(shù)辨識方法研究78-87
• 3.3.1 加速度傳感器結(jié)構(gòu)化動態(tài)模型78-79
• 3.3.2 基于PSO算法的參數(shù)辨識法79-80
• 3.3.3 遞推最小二乘參數(shù)辨識法80-87
• 3.4 基于支持向量機的加速度傳感器非線性動態(tài)建模方法研究87-95
• 3.5 小結(jié)95-96
• 第四章 沖擊加速度激光干涉法國際比對關(guān)鍵技術(shù)研究96-114
• 4.1 引言96
• 4.2 沖擊加速度激光干涉法國際比對的可行性研究96-100
• 4.2.1 沖擊頻率響應(yīng)分析96-98
• 4.2.2 可行的沖擊比對方法98-100
• 4.3 基于激光干涉法沖擊校準的加速度傳感器參數(shù)辨識研究100-104
• 4.3.1 模型參數(shù)辨識100-102
• 4.3.2 驗證實驗102-104
• 4.4 加速度傳感器動態(tài)特性補償和動態(tài)不確定度評估104-112
• 4.4.1 動態(tài)特性補償104-107
• 4.4.2 動態(tài)不確定度評估107-109
• 4.4.3 驗證實驗109-112
• 4.5 小結(jié)112-114
• 第五章 亞太地區(qū)低g值沖擊加速度激光干涉法國際比對114-130
• 5.1 引言114
• 5.2 比對技術(shù)協(xié)議114-119
• 5.2.1 比對背景114-115
• 5.2.2 技術(shù)協(xié)議115-119
• 5.3 比對結(jié)果119-123
• 5.3.1 基于半正弦平方?jīng)_擊加速度波形比對結(jié)果119-121
• 5.3.2 基于正弦沖擊加速度波形比對結(jié)果121-123
• 5.4 主導(dǎo)實驗室不確定度評估123-128
• 5.4.1 基于半正弦平方?jīng)_擊加速度比對結(jié)果的不確定度評估123-127
• 5.4.2 基于正弦沖擊加速度波形比對結(jié)果的不確定度評估127-128
• 5.5 小結(jié)128-130
• 第六章 結(jié)論與展望130-134
• 6.1 結(jié)論130-131
• 6.2 展望131-134
• 參考文獻134-139
• 致謝139-140
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文140-141
• 作者和導(dǎo)師簡介141-142
• 附件142-143

  本文關(guān)鍵詞：全量程沖擊加速度激光干涉法國際比對關(guān)鍵技術(shù)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：342868