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車輪力傳感器的三種動態(tài)標定方法

來源:深圳市京都玉崎電子有限公司   2025年06月30日 19:46  

車輪力傳感器的動態(tài)特性是對其進行建模、分析的前提。對車輪力傳感器進行動態(tài)特性分析時,必須首先通過測試得到其非參數(shù)模型,即頻率響應函數(shù)或脈沖響應函數(shù)。在此基礎(chǔ)上才能進一步識別車輪力傳感器的參數(shù)模型,識別它的各特性參數(shù),如模態(tài)質(zhì)量、模態(tài) 阻尼、模態(tài)剛度及振型等。脈沖響應函數(shù)是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)固有的, 包含了系統(tǒng)的一切動態(tài)特性,因此提取系統(tǒng)的脈沖響應函數(shù)成為識別系統(tǒng),是對系統(tǒng)進行動態(tài)特性分析的關(guān)鍵。

  要獲取車輪力傳感器的脈沖響應函數(shù),必須首先進行動態(tài)標定試驗。動態(tài)標定試驗方法是通過對目標系統(tǒng)施加特定的試驗信 號(如脈沖信號、正弦信號、階躍信號等),測定系統(tǒng)的輸出響應,以求得時間或頻率為自變量的實驗曲線——系統(tǒng)的非線性 模型。經(jīng)過適當?shù)臄?shù)學處理,又可將它們轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)的參數(shù)模 型——傳遞函數(shù)。根據(jù)所加輸人試驗信號的不同,又可將動態(tài)試驗方法分為脈沖響應法、頻率響應法和階躍響應法等。

脈沖響應法

  這是一種簡單易行、具有一定實用范圍的試驗方法。但這種方法在有隨機噪聲的情況下,會帶來很大誤差。

  脈沖響應法一般用錘擊的方式實現(xiàn)。錘擊激勵方式的能量比較小,只適用于小件系統(tǒng)的測試,對于大型的系統(tǒng),不能用 錘擊獲得足夠的能量。

  然而,脈沖試驗并不適用于車輪力傳感器.第一,車輪力傳感器量程較大,不同于腕力傳感器,需要錘擊的能量較大,一方面加力困難,另一方面如果局部能量太大,可能會對傳感器車輪造成破壞。第二,用一個重錘對車輪力傳感器進行了脈沖試驗,在試驗中,用重錘從 不同的方向敲擊六維輪力傳感器(輸入脈沖力信號),六維輪力傳感器的輸出即為脈沖響應信號。經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn),重錘的施力點、施力方向和施力大小很難確定,雖然試驗過程簡單,但試驗 的準確性和重復性較差。在目前的實驗設(shè)備條件下,使用脈沖響應法對六維輪力傳感器進行動態(tài)標定是不可行的。

頻率響應法

  其原理是提供不同頻率的諧波力信號作為傳感器的輸人, 通過六維輪力傳感器的輸出信號,求出其在不同頻率下的頻率響應。頻率響應法在頻域內(nèi)測試系統(tǒng)的動態(tài)特性,是gong認的理想方法,但是現(xiàn)有實驗設(shè)備很難提供不同頻率的諧波力信號。

階躍響應法

  其原理是給傳感器輸人一個階躍激勵信號,檢測其階躍響應信號,利用階躍響應求出傳感器的動態(tài)性能指標,并且可以辨識出傳感器的傳遞函數(shù)。

  在實踐中階躍激勵信號比較容易實現(xiàn),尤其是負階躍激勵信號,即預先對傳感器施加已知的靜載荷,然后突然卸載,從而獲得負階躍響應信號。

  在現(xiàn)有的實驗條件下,選用負階躍響應法實現(xiàn)了車輪力傳感器的動態(tài)標定,得到了動態(tài)性能指標和傳遞函數(shù)。

 


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