末端负载对应变式力传感器动态特性影响的研究
发布时间：2022-11-06 16:24
应变式力传感器由于静态特性好被广泛使用。但是,由于其固有频率不高、阻尼比较小,导致其动态特性较差;而且,工况下应变式力传感器的支撑机构和末端负载等工装会进一步降低其动态特性,从而增大其动态测量误差。因此,为了评价应用中应变式力传感器的动态测量性能或对其动态测量误差进行校正,不仅需要研究传感器自身的动态特性,还需要研究工装对传感器动态特性的影响。本文则主要研究应变式力传感器工装中的末端负载对传感器动态特性的影响,通过仿真和实验研究分析传感器动态特性随末端负载变化的规律。仿真研究中,首先采用弹簧振子级联系统搭建“力传感器+末端负载”的简化模型,推导出其传递函数;然后,采用归一化结构特征参数表征末端负载、采用归一化动态特征参数表征带末端负载情况下传感器的动态特性,据此在MATLAB中对传感器动态特征参数随末端负载变化的规律进行了数值仿真。通过固定传感器结构特征参数,变化末端负载结构特征参数,分析传感器归一化动态特征参数的变化规律;同时改变传感器结构特征参数,通过变异系数分析传感器归一化动态特征参数变化规律的一致性。仿真结果表明,随着末端负载归一化质量、刚度、阻尼的变化,力传感器的归一化动态特...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 应变式力传感器动态特性的研究背景
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要工作和目的
第二章 末端负载变化对应变式力传感器动态特性影响的仿真研究
2.1 “力传感器+末端负载”的简化动态模型分析
2.1.1 “力传感器+末端负载”的简化动态模型
2.1.2 “力传感器+末端负载”简化模型分析
2.2 末端负载对力传感器动态特性影响的仿真研究
2.3 传感器自身参数改变时的一致性分析
2.4 本章小结
第三章 末端负载变化对应变式力传感器动态特性影响规律的建模
3.1 概述
3.2 基于神经网络的传感器归一化动态参数建模
3.2.1 训练数据的选取
3.2.2 基于BP神经网络建模
3.2.3 基于K-means聚类的RBF神经网络建模
3.3 BP神经网络建模结果
3.4 本章小结
第四章 末端负载变化对应变式力传感器动态特性影响的实验研究
4.1 概述
4.2 ATI-mini45 多维力传感器
4.3 末端负载变化的传感器动态标定实验
4.3.1 力传感器动态标定方法
4.3.2 力传感器动态标定实验方案
4.4 传感器动态特征参数的计算
4.4.1 实验数据预处理
4.4.2 多维力传感器参数辨识方法
4.4.3 分段积分迭代法的参数辨识仿真
4.4.4 传感器参数辨识结果
4.5 末端负载质量对传感器动态特性影响的规律分析
4.5.1 加载头质量全部为末端负载质量时的分析
4.5.2 加载头质量重新分配给传感器时的分析
4.6 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 本文工作总结
5.2 下一步研究计划
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进掩膜EMD的光纤陀螺振动信号处理方法[J]. 王威,陈熙源. 东南大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]基于自适应最优Morlet小波的滚动轴承故障诊断[J]. 祝小彦,王永杰,张钰淇,袁婧怡. 振动.测试与诊断. 2018(05)
[3]能量重心法的改进FFT算法分析及应用研究[J]. 陈平,王佳昌,吴兴研. 机械科学与技术. 2018(12)
[4]运行工况下转子系统模态参数识别技术研究[J]. 臧廷朋,王凤仁,温广瑞,张志芬. 振动与冲击. 2018(05)
[5]BP神经网络隐含层节点数确定方法研究[J]. 王嵘冰,徐红艳,李波,冯勇. 计算机技术与发展. 2018(04)
[6]Riemann—Lebesgue定理及其应用[J]. 范洪福. 高等数学研究. 2016(04)
[7]长试验时间激波风洞测力技术研究[J]. 汪运鹏,刘云峰,苑朝凯,罗长童,王春,胡宗民,韩桂来,赵伟,姜宗林. 力学学报. 2016(03)
[8]基于随机减量法的非平稳激励下模态参数识别[J]. 罗钧,刘纲,黄宗明. 振动与冲击. 2015(21)
[9]利用分段积分识别阻尼比研究[J]. 赵晓丹,徐俊杰,王西富. 振动与冲击. 2015(20)
[10]应变天平自适应零极点配置动态补偿方法[J]. 吴义平,徐科军,杨双龙. 电子测量与仪器学报. 2014(08)
博士论文
[1]空间机械臂六维力/力矩传感器及其在线标定的研究[D]. 孙永军.哈尔滨工业大学 2016
硕士论文
[1]压力传感器动态特性与补偿技术研究[D]. 杨文杰.中北大学 2017
[2]聚类与遗传混合优化RBF神经网络的车牌识别研究[D]. 付栋.燕山大学 2016
[3]变负载情况下风洞应变天平动态特性研究[D]. 周全.合肥工业大学 2012
本文编号：3703827
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 应变式力传感器动态特性的研究背景
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要工作和目的
第二章 末端负载变化对应变式力传感器动态特性影响的仿真研究
2.1 “力传感器+末端负载”的简化动态模型分析
2.1.1 “力传感器+末端负载”的简化动态模型
2.1.2 “力传感器+末端负载”简化模型分析
2.2 末端负载对力传感器动态特性影响的仿真研究
2.3 传感器自身参数改变时的一致性分析
2.4 本章小结
第三章 末端负载变化对应变式力传感器动态特性影响规律的建模
3.1 概述
3.2 基于神经网络的传感器归一化动态参数建模
3.2.1 训练数据的选取
3.2.2 基于BP神经网络建模
3.2.3 基于K-means聚类的RBF神经网络建模
3.3 BP神经网络建模结果
3.4 本章小结
第四章 末端负载变化对应变式力传感器动态特性影响的实验研究
4.1 概述
4.2 ATI-mini45 多维力传感器
4.3 末端负载变化的传感器动态标定实验
4.3.1 力传感器动态标定方法
4.3.2 力传感器动态标定实验方案
4.4 传感器动态特征参数的计算
4.4.1 实验数据预处理
4.4.2 多维力传感器参数辨识方法
4.4.3 分段积分迭代法的参数辨识仿真
4.4.4 传感器参数辨识结果
4.5 末端负载质量对传感器动态特性影响的规律分析
4.5.1 加载头质量全部为末端负载质量时的分析
4.5.2 加载头质量重新分配给传感器时的分析
4.6 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 本文工作总结
5.2 下一步研究计划
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进掩膜EMD的光纤陀螺振动信号处理方法[J]. 王威,陈熙源. 东南大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]基于自适应最优Morlet小波的滚动轴承故障诊断[J]. 祝小彦,王永杰,张钰淇,袁婧怡. 振动.测试与诊断. 2018(05)
[3]能量重心法的改进FFT算法分析及应用研究[J]. 陈平,王佳昌,吴兴研. 机械科学与技术. 2018(12)
[4]运行工况下转子系统模态参数识别技术研究[J]. 臧廷朋,王凤仁,温广瑞,张志芬. 振动与冲击. 2018(05)
[5]BP神经网络隐含层节点数确定方法研究[J]. 王嵘冰,徐红艳,李波,冯勇. 计算机技术与发展. 2018(04)
[6]Riemann—Lebesgue定理及其应用[J]. 范洪福. 高等数学研究. 2016(04)
[7]长试验时间激波风洞测力技术研究[J]. 汪运鹏,刘云峰,苑朝凯,罗长童,王春,胡宗民,韩桂来,赵伟,姜宗林. 力学学报. 2016(03)
[8]基于随机减量法的非平稳激励下模态参数识别[J]. 罗钧,刘纲,黄宗明. 振动与冲击. 2015(21)
[9]利用分段积分识别阻尼比研究[J]. 赵晓丹,徐俊杰,王西富. 振动与冲击. 2015(20)
[10]应变天平自适应零极点配置动态补偿方法[J]. 吴义平,徐科军,杨双龙. 电子测量与仪器学报. 2014(08)
博士论文
[1]空间机械臂六维力/力矩传感器及其在线标定的研究[D]. 孙永军.哈尔滨工业大学 2016
硕士论文
[1]压力传感器动态特性与补偿技术研究[D]. 杨文杰.中北大学 2017
[2]聚类与遗传混合优化RBF神经网络的车牌识别研究[D]. 付栋.燕山大学 2016
[3]变负载情况下风洞应变天平动态特性研究[D]. 周全.合肥工业大学 2012
本文编号：3703827
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