单片机控制下的波形机械弹簧片变形检测技术
发布时间：2020-12-29 21:05
为精准控制弹簧片的波动形变范围,全面延长机械型设备的实用寿命周期,改变以人工控制为主的落后局面,提出基于单片机控制的波形机械弹簧片变形检测方法。借助单片机模块、波形反馈电路两类硬件执行设备,计算形变加载的具体控制实值,搭建完整的单片机结构并分析数值化模型的控制作用效果。根据波形连接点的质量参数条件,确定弹簧片的形变失效差,再联合机械检测误差原理,完成单片机控制的波形机械弹簧片变形检测技术研究。对比检测数值表面,与传统检测手段相比,新型弹簧片变形检测方法可感知到低于0.50μm的微弱波形,且能承载的波动形变量最大值超过9.75μm,有效提升了机械设备在波动形变范围内对弹簧片的控制精准程度,确保延长机械弹簧片实用寿命周期的可能性。
【文章来源】：机械设计与制造. 2020年11期 北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
单片机模块结构图
成。波形稳流电路位于单片机波形反馈主电路中部，起到承上启下的调节作用，在负载电阻R电量变化作用的同时，聚集处于分流状态的单片机电量，并传输至其它各级消耗电路之中。单片机输出是波形反馈电路的主要调节作用结构，连接反馈调节单元与波形稳流单元，其中不包含大功率的波形消耗元件，仅能在小范围内改变机械弹簧片所承载的形变电压[4-5]。形变控制单元位于单片机波形反馈电路最底层，具备较强的电量整合能力，可存储其它分级结构中未完全消耗的传输电压或电流，从而影响机械弹簧片波形动量的实际变化情况，如图2所示。R1R1R2R2RR反馈调节电路单片机输出电路波形稳流电路形变控制电路图2单片机波形反馈电路图Fig.2SingleChipMicrocomputerWaveformFeedbackCircuitDiagram2.3形变加载控制量计算形变加载控制是指单片机模块对机械弹簧片波峰、波谷值的调节限制作用，能够影响单片机波形反馈电路中的电量输出运载情况，通常情况下，前者对于波动参量的调节效果由上行、下行两部分共同组成，但无论哪一种形变控制行为对电路的反馈输出调节作用效果均为正向促进[6]。单片机模块对机械弹簧片波峰的调节限制作用，也叫形变加载控制量的上行作用条件，受到变形波宽度r1、形变曲率条件q1的共同影响。变形波宽度是指机械弹簧片两个相邻波峰之间的最大距离数值，不会无限制增大，但不收变形检测时间的干扰影响。形变曲率条件是指机械弹簧片变形波的晃动频度数值，由于整个变形检测过程中电量始终保持多变性输出状态，故该项指标条件的数值表现形式可以不唯一。单片机模块对机械弹簧片波谷的调节限制作用，也叫形变加载控制量的下行作用条件，受到弹簧片劲度系数k及变形波深度l
点质量参数而存在的过程性变量，因初始条件、终止条件之间存在明显的极化误差，故该项物理量在大多数计算过程中只以失效差的形式存在。从单片机控制实效性的角度来看，弹簧片形变失效差的作用形式与模型化适量参数类似，都是从初始波形方向指向终止波形方向，且在整个形变过程中失效法则的作用标度始终不发生改变[9-10]。基本的弹簧片形变失效差分为断裂式、聚合式两种类型。其中，断裂式弹簧片形变失效差能根据波形连接点质量参数计算结果，影响检测波峰值的最远所及边界值，从而约束机械检测误差的最大数值分度，如图3所示。断裂形变失效图3断裂形变失效Fig.3FailureofFractureDeformation聚合式弹簧片形变失效差能根据波形连接点质量参数计算结果，影响检测波谷值的最远所及边界值，从而约束机械检测误差的最小数值分度，如图4所示。设k1代表机械弹簧片波形的断裂式形变条件，k2代表机械弹簧片波形的聚合式形变条件，联立式（2），可将弹簧片形变失效差计算量表示为：μ赞=U2k1·f′φk2+g觶（3）式中：f′—弹簧片所承载的断裂形变检测系数；φ—弹簧片所承载的聚合形变检测系数；g觶—必要检测向量的补充说明条件。聚合形变失效图4聚合式形变失效Fig.4PolymerDeformationFailure3.3机械检测误差机械检测误差是指在不干扰单片机控制效果的情况下，弹簧片结构所能承受的最大波形偏差量影响结果。在既定检测时长内，该项物理量同时作用于机械弹簧片的变形波峰与波谷值，但只作用于两类物理量的外在表现行为，不从根本上产生任何不利于弹簧片拉伸或收缩的作用效果。若以机械弹簧片的自然长度作为初始长度考量条件，机械检测误差的实际数量值则受到单片机控力分量、弹簧片波
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MSP430单片机的FED点阵汉字显示软件设计[J]. 苏鹏飞,杨延宁,王凯,张雄. 电子设计工程. 2019(17)
[2]基于MPC的自动泊车控制方法[J]. 杨述斌,刘寒,蒋宗霖. 自动化与仪表. 2019(08)
[3]面向重复纹理及非刚性形变的像对高效稠密匹配方法[J]. 贾迪,赵明远,杨宁华,朱宁丹,孟琭. 中国图象图形学报. 2019(06)
[4]两相区形变对中锰钢逆相奥氏体稳定性及其断裂性能的影响[J]. 田亚强,黎旺,郑小平,宋进英,魏英立,陈连生. 金属热处理. 2019(05)
[5]基于电流反馈信号的电化学放电线切割加工实验研究[J]. 石子灿,蒋毅,平雪良,赵万生. 现代制造工程. 2019(05)
[6]连续压实质量检测参数单点异常值识别及处理[J]. 聂志红,阚常壮,谢扬. 哈尔滨工业大学学报. 2019(03)
[7]信号易遮挡地区GPS/BDS双频单历元短基线解算精度分析[J]. 严超,方新建,刘扬,徐炜,杜文选,王涛,张广汉. 大地测量与地球动力学. 2018(07)
[8]一种基于激光超声的薄层金属材料厚度检测方法研究[J]. 刘永强,杨世锡,甘春标. 振动与冲击. 2018(12)
[9]基于MC9S12XDP512单片机的液压支架支架控制器的研究与设计[J]. 张润冬,田慕琴,许春雨,宋单阳,马旭东,陈昆,徐建兵,宋建成. 中国煤炭. 2018(06)
[10]可控源音频大地电磁测深法在甘肃寨上金矿区的找矿应用研究[J]. 郑振云,轩慎英,郑洁,刘召军. 黄金科学技术. 2017(02)
本文编号：2946317
【文章来源】：机械设计与制造. 2020年11期 北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
单片机模块结构图
成。波形稳流电路位于单片机波形反馈主电路中部，起到承上启下的调节作用，在负载电阻R电量变化作用的同时，聚集处于分流状态的单片机电量，并传输至其它各级消耗电路之中。单片机输出是波形反馈电路的主要调节作用结构，连接反馈调节单元与波形稳流单元，其中不包含大功率的波形消耗元件，仅能在小范围内改变机械弹簧片所承载的形变电压[4-5]。形变控制单元位于单片机波形反馈电路最底层，具备较强的电量整合能力，可存储其它分级结构中未完全消耗的传输电压或电流，从而影响机械弹簧片波形动量的实际变化情况，如图2所示。R1R1R2R2RR反馈调节电路单片机输出电路波形稳流电路形变控制电路图2单片机波形反馈电路图Fig.2SingleChipMicrocomputerWaveformFeedbackCircuitDiagram2.3形变加载控制量计算形变加载控制是指单片机模块对机械弹簧片波峰、波谷值的调节限制作用，能够影响单片机波形反馈电路中的电量输出运载情况，通常情况下，前者对于波动参量的调节效果由上行、下行两部分共同组成，但无论哪一种形变控制行为对电路的反馈输出调节作用效果均为正向促进[6]。单片机模块对机械弹簧片波峰的调节限制作用，也叫形变加载控制量的上行作用条件，受到变形波宽度r1、形变曲率条件q1的共同影响。变形波宽度是指机械弹簧片两个相邻波峰之间的最大距离数值，不会无限制增大，但不收变形检测时间的干扰影响。形变曲率条件是指机械弹簧片变形波的晃动频度数值，由于整个变形检测过程中电量始终保持多变性输出状态，故该项指标条件的数值表现形式可以不唯一。单片机模块对机械弹簧片波谷的调节限制作用，也叫形变加载控制量的下行作用条件，受到弹簧片劲度系数k及变形波深度l
点质量参数而存在的过程性变量，因初始条件、终止条件之间存在明显的极化误差，故该项物理量在大多数计算过程中只以失效差的形式存在。从单片机控制实效性的角度来看，弹簧片形变失效差的作用形式与模型化适量参数类似，都是从初始波形方向指向终止波形方向，且在整个形变过程中失效法则的作用标度始终不发生改变[9-10]。基本的弹簧片形变失效差分为断裂式、聚合式两种类型。其中，断裂式弹簧片形变失效差能根据波形连接点质量参数计算结果，影响检测波峰值的最远所及边界值，从而约束机械检测误差的最大数值分度，如图3所示。断裂形变失效图3断裂形变失效Fig.3FailureofFractureDeformation聚合式弹簧片形变失效差能根据波形连接点质量参数计算结果，影响检测波谷值的最远所及边界值，从而约束机械检测误差的最小数值分度，如图4所示。设k1代表机械弹簧片波形的断裂式形变条件，k2代表机械弹簧片波形的聚合式形变条件，联立式（2），可将弹簧片形变失效差计算量表示为：μ赞=U2k1·f′φk2+g觶（3）式中：f′—弹簧片所承载的断裂形变检测系数；φ—弹簧片所承载的聚合形变检测系数；g觶—必要检测向量的补充说明条件。聚合形变失效图4聚合式形变失效Fig.4PolymerDeformationFailure3.3机械检测误差机械检测误差是指在不干扰单片机控制效果的情况下，弹簧片结构所能承受的最大波形偏差量影响结果。在既定检测时长内，该项物理量同时作用于机械弹簧片的变形波峰与波谷值，但只作用于两类物理量的外在表现行为，不从根本上产生任何不利于弹簧片拉伸或收缩的作用效果。若以机械弹簧片的自然长度作为初始长度考量条件，机械检测误差的实际数量值则受到单片机控力分量、弹簧片波
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MSP430单片机的FED点阵汉字显示软件设计[J]. 苏鹏飞,杨延宁,王凯,张雄. 电子设计工程. 2019(17)
[2]基于MPC的自动泊车控制方法[J]. 杨述斌,刘寒,蒋宗霖. 自动化与仪表. 2019(08)
[3]面向重复纹理及非刚性形变的像对高效稠密匹配方法[J]. 贾迪,赵明远,杨宁华,朱宁丹,孟琭. 中国图象图形学报. 2019(06)
[4]两相区形变对中锰钢逆相奥氏体稳定性及其断裂性能的影响[J]. 田亚强,黎旺,郑小平,宋进英,魏英立,陈连生. 金属热处理. 2019(05)
[5]基于电流反馈信号的电化学放电线切割加工实验研究[J]. 石子灿,蒋毅,平雪良,赵万生. 现代制造工程. 2019(05)
[6]连续压实质量检测参数单点异常值识别及处理[J]. 聂志红,阚常壮,谢扬. 哈尔滨工业大学学报. 2019(03)
[7]信号易遮挡地区GPS/BDS双频单历元短基线解算精度分析[J]. 严超,方新建,刘扬,徐炜,杜文选,王涛,张广汉. 大地测量与地球动力学. 2018(07)
[8]一种基于激光超声的薄层金属材料厚度检测方法研究[J]. 刘永强,杨世锡,甘春标. 振动与冲击. 2018(12)
[9]基于MC9S12XDP512单片机的液压支架支架控制器的研究与设计[J]. 张润冬,田慕琴,许春雨,宋单阳,马旭东,陈昆,徐建兵,宋建成. 中国煤炭. 2018(06)
[10]可控源音频大地电磁测深法在甘肃寨上金矿区的找矿应用研究[J]. 郑振云,轩慎英,郑洁,刘召军. 黄金科学技术. 2017(02)
本文编号：2946317
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