基于车体振动位移重构的应急救援车质心位置测量研究
发布时间：2021-10-28 09:55
本文以国家重点研发计划项目“高机动多功能应急救援车辆关键技术研究与应用示范”（2016YFC0802900）为背景。围绕车体振动位移重构的关键技术,进行分析与研究。通过重构车体振动位移,达到测算越野行驶中车辆质心位置的目的。车辆在越野路面行驶时,振动频率范围较宽,本文研究选用频宽较大且布置空间要求较低的加速度传感器用于测量振动数据;并针对加速度积分方法与低频截止积分算法存在的不足,利用低频衰减积分算法,在保证精度前提下将加速度还原为位移信息。最后通过振动试验台进行模拟车体振动试验,验证低频衰减积分算法效果。建立了电液伺服阀控非对称缸系统数学模型,分析振动试验台电液伺服系统动态特性,模拟本课题车辆所涉及互联式油气悬挂中的阀控缸系统,设计了三状态控制器。运用MATLAB/Simulink软件模拟该控制算法对于系统频宽拓展的作用。验证三状态控制器的有效性以及该系统对输入信号的响应效果。设计了行驶中车辆质心位置的测量方案,基于我国国家标准车辆质心测算方案,解决了车辆在越野路面行驶中的质心位置测量问题。为克服车辆行驶时的质心频繁起伏变化,提高行驶平顺性和操纵稳定性奠定基础。同时,基于项目中关于惯...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
加速度图像
这种弊端无法满足航空及导航领域的测试要求，因此这种方法已经不再用于飞行器。直至今日，这种方法转而应用于全球定位系统[8][9]。二十世纪九十年代左右，国外学者首先发现了加速度信号与位移信号在频域内的数学关联，通关 FFT 变换的正逆应用，实现了加速度积分位移的“弯道超车”。避免了趋势项误差的产生又简化了运算逻辑[10]。而在时域积分方面，人们不断地结合工程实践对加速度-速度-位移之间的关联进行探究，希望寻求一种最合理化的应用场景。在这个过程中，人们发现通过将速度信号（或位移）进行微分计算后，其产生的名义加速度量并非真实加速度[11]，这是由于在信号的微分过程中，高频噪声将被凸显放大[12]。二十世纪末，Wang GQ 等人发现，趋势项误差的产生并不完全取决于积分时间，而与振动剧烈程度也有所关联[13]。如图 1.1 图 1.2 别为加速度图像和积分得到的位移图像，可以看出积分后的位移图像存在明显的趋势项误差。由于存在着趋势项误差，加速度传感器的测试结果不尽如人意[14]。
如图1.3 为机械式振动台。图 1.3 机械式振动台（2）电动式振动台电动式振动台目前属于最主流的振动试验设备。其工作频率能够从 0 至5000Hz，远超其他种类振动台的工作频率范围。易于实现自动控制和手动控制，且无障碍切换。但是其售价偏高，维护成本昂贵[47]。如图 1.4 为电动式振动台。图 1.4 电动式振动台（3）电液式振动台电液式振动台是通过液压力驱动传动装置来产生振动，由于其内含液压系统，因此能够提供较大的液压力。同时在低频中仍可实现大位移工作，适用于重型工业设备的振动试验[48]。如图 1.5 为电液式振动台。图 1.5 电液式振动台综上所述，本课题采用电液式振动台进行振动模拟试验。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种多功能便携式心肺复苏辅助器的设计[J]. 黎健钊,纪栩文,叶炳旭,陈耀文. 汕头大学学报(自然科学版). 2017(04)
[2]大型液压离心振动台控制策略的仿真研究[J]. 罗中宝,杨志东,陈良,丛大成,张连朋. 振动工程学报. 2015(01)
[3]基于趋势项误差控制的频域积分算法研究与应用[J]. 胡玉梅,周英杰,朱浩,陈先亮,孙吉明,皮阳军. 振动与冲击. 2015(02)
[4]基于虚拟仪器与傅氏变换的振动位移测量修正方法[J]. 戴庆辉,唐猛. 煤矿机械. 2012(05)
[5]基于积分滤波器的位移信息获取[J]. 朱文发,柴晓冬,郑树彬,李立明,胡坤. 仪表技术与传感器. 2012(05)
[6]基于频域滤波的加速度信号处理[J]. 方新磊,郝伟,陈宏. 仪表技术与传感器. 2012(04)
[7]基于振动加速度测量的振动速度和位移信号识别方法探讨[J]. 顾名坤,吕振华. 机械科学与技术. 2011(04)
[8]车辆质心位置测量系统的研制[J]. 倪栋,王一峰. 工程机械. 2011(02)
[9]动位移的加速度精确测量技术研究[J]. 王建锋,马建,马荣贵,宋宏勋. 计算机科学. 2010(12)
[10]农业机械质心测量方法研究[J]. 钟江,张宪,蒋建福. 农业机械. 2010(S2)
博士论文
[1]液压振动试验控制系统关键技术研究[D]. 栾强利.浙江大学 2015
[2]高频单轴电液振动台振动特性研究[D]. 李伟荣.浙江工业大学 2013
硕士论文
[1]电液伺服主动悬挂道路模拟试验台设计及控制研究[D]. 高杨.吉林大学 2018
[2]工程车辆司机座椅振动疲劳试验系统设计[D]. 赵保强.吉林大学 2017
[3]面向车载设备的多维激振平台系统研制[D]. 何勇.燕山大学 2015
[4]开敞式叶片形空间网格结构风荷载及风振响应实测研究[D]. 阳小泉.东南大学 2015
[5]轴向推力式机械振动台的设计及模拟仿真[D]. 黄泽星.华南理工大学 2014
[6]大型电动振动台动力学分析与数值模拟研究[D]. 孟繁莹.北京工业大学 2013
[7]加速度测试积分位移算法及其应用研究[D]. 周英杰.重庆大学 2013
[8]三轴向振动台动力学参数识别与建模[D]. 陈颖.南京航空航天大学 2012
[9]2030平整机压下系统动态性能分析与控制方法研究[D]. 王博.东北大学 2009
[10]离散自适应控制器在阀控非对称缸电液伺服系统中的应用[D]. 张毅.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3462650
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
加速度图像
这种弊端无法满足航空及导航领域的测试要求，因此这种方法已经不再用于飞行器。直至今日，这种方法转而应用于全球定位系统[8][9]。二十世纪九十年代左右，国外学者首先发现了加速度信号与位移信号在频域内的数学关联，通关 FFT 变换的正逆应用，实现了加速度积分位移的“弯道超车”。避免了趋势项误差的产生又简化了运算逻辑[10]。而在时域积分方面，人们不断地结合工程实践对加速度-速度-位移之间的关联进行探究，希望寻求一种最合理化的应用场景。在这个过程中，人们发现通过将速度信号（或位移）进行微分计算后，其产生的名义加速度量并非真实加速度[11]，这是由于在信号的微分过程中，高频噪声将被凸显放大[12]。二十世纪末，Wang GQ 等人发现，趋势项误差的产生并不完全取决于积分时间，而与振动剧烈程度也有所关联[13]。如图 1.1 图 1.2 别为加速度图像和积分得到的位移图像，可以看出积分后的位移图像存在明显的趋势项误差。由于存在着趋势项误差，加速度传感器的测试结果不尽如人意[14]。
如图1.3 为机械式振动台。图 1.3 机械式振动台（2）电动式振动台电动式振动台目前属于最主流的振动试验设备。其工作频率能够从 0 至5000Hz，远超其他种类振动台的工作频率范围。易于实现自动控制和手动控制，且无障碍切换。但是其售价偏高，维护成本昂贵[47]。如图 1.4 为电动式振动台。图 1.4 电动式振动台（3）电液式振动台电液式振动台是通过液压力驱动传动装置来产生振动，由于其内含液压系统，因此能够提供较大的液压力。同时在低频中仍可实现大位移工作，适用于重型工业设备的振动试验[48]。如图 1.5 为电液式振动台。图 1.5 电液式振动台综上所述，本课题采用电液式振动台进行振动模拟试验。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种多功能便携式心肺复苏辅助器的设计[J]. 黎健钊,纪栩文,叶炳旭,陈耀文. 汕头大学学报(自然科学版). 2017(04)
[2]大型液压离心振动台控制策略的仿真研究[J]. 罗中宝,杨志东,陈良,丛大成,张连朋. 振动工程学报. 2015(01)
[3]基于趋势项误差控制的频域积分算法研究与应用[J]. 胡玉梅,周英杰,朱浩,陈先亮,孙吉明,皮阳军. 振动与冲击. 2015(02)
[4]基于虚拟仪器与傅氏变换的振动位移测量修正方法[J]. 戴庆辉,唐猛. 煤矿机械. 2012(05)
[5]基于积分滤波器的位移信息获取[J]. 朱文发,柴晓冬,郑树彬,李立明,胡坤. 仪表技术与传感器. 2012(05)
[6]基于频域滤波的加速度信号处理[J]. 方新磊,郝伟,陈宏. 仪表技术与传感器. 2012(04)
[7]基于振动加速度测量的振动速度和位移信号识别方法探讨[J]. 顾名坤,吕振华. 机械科学与技术. 2011(04)
[8]车辆质心位置测量系统的研制[J]. 倪栋,王一峰. 工程机械. 2011(02)
[9]动位移的加速度精确测量技术研究[J]. 王建锋,马建,马荣贵,宋宏勋. 计算机科学. 2010(12)
[10]农业机械质心测量方法研究[J]. 钟江,张宪,蒋建福. 农业机械. 2010(S2)
博士论文
[1]液压振动试验控制系统关键技术研究[D]. 栾强利.浙江大学 2015
[2]高频单轴电液振动台振动特性研究[D]. 李伟荣.浙江工业大学 2013
硕士论文
[1]电液伺服主动悬挂道路模拟试验台设计及控制研究[D]. 高杨.吉林大学 2018
[2]工程车辆司机座椅振动疲劳试验系统设计[D]. 赵保强.吉林大学 2017
[3]面向车载设备的多维激振平台系统研制[D]. 何勇.燕山大学 2015
[4]开敞式叶片形空间网格结构风荷载及风振响应实测研究[D]. 阳小泉.东南大学 2015
[5]轴向推力式机械振动台的设计及模拟仿真[D]. 黄泽星.华南理工大学 2014
[6]大型电动振动台动力学分析与数值模拟研究[D]. 孟繁莹.北京工业大学 2013
[7]加速度测试积分位移算法及其应用研究[D]. 周英杰.重庆大学 2013
[8]三轴向振动台动力学参数识别与建模[D]. 陈颖.南京航空航天大学 2012
[9]2030平整机压下系统动态性能分析与控制方法研究[D]. 王博.东北大学 2009
[10]离散自适应控制器在阀控非对称缸电液伺服系统中的应用[D]. 张毅.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3462650
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