智能化冲击波超压测试系统

冲击波超压测试是衡量武器弹药毁伤性能的重要参数.设计了一种由探测单元、控制单元、触发单元构成的地面场智能化冲击波超压测试系统.该系统具有体积小、微功耗、抗冲击、抗电磁干扰等特点,通过激波管动态校准后应用于自由场实爆试验,并能成功记录关键信号,将实测数据与经验公式所得数据对比分析,证明了该系统的设计合理性.     

压电冲击和振动加速度表的信号调节

各种压电传感器用于动态测试有许多优点。它们不需要外部激励源,消耗测试系统的能量少,并且体积小、重量轻、动态范围宽和高频响应好。但它们的这些优点成了信号调节中的难题。本文概述压电冲击和振动加速度表的信号调节。     

基于振动信号的传感器节点性能测试系统设计

传感器节点用于采集轮轨作用下钢轨的振动信号以分析钢轨振动特性。为了测试传感器节点的工作性能,设计并实现了能提供稳定振动信号的测试系统。测试系统基于MSP430单片机,由控制单元、激振器、简支梁结构以及监控软件组成。实验表明：在给定加载条件下测试系统可稳定提供10N的激振力,产生峰值为93×10－6的动态应变和97 gn 的振动加速度。通过分析采集数据的时频特性,可以有效发现故障节点。     

空气弹簧隔振台特性试验及信号处理算法研究

超精密测量对环境振动要求非常严格,其仪器设备中多安装隔振装置。为评估某重点实验室圆度仪中使用的仪用小型空气弹簧隔振台的隔振性能,利用压电式加速度传感器设计振动测试试验。根据振动测试中信号的实际情况,设计信号处理算法,对采集到的加速度信号进行预处理、积分运算、频谱分析,消除信号中低频趋势项和干扰噪声,还原实际振动状况,准确获取隔振系统振动位移曲线及其固有频率。试验表明,该空气弹簧隔振系统各项指标满足隔振要求。信号处理算法对振动测试中的加速度信号处理具有一定指导意义,也可作为故障诊断中加速度信号处理的参考。     

两轴车辆动态称重信号分析方法研究

汽车在行驶过程中,各轴之间的质量分配取决于即时悬挂、驱动、制动系统中的摩擦力和加速度等因素,而称重传感器接收到的信号同时又与汽车、台板的振动有关。分析了汽车在非匀速通过称重台板时简化汽车模型的轴重分配,首先,从动态称重信号中提取速度和加速度信号,然后,对车轮完全上台后的信号利用经验模分解(EMD)方法求得剩余分量的平均值,以剔除信号中的振动影响成分。利用车型、速度、加速度等参数进行动态校正,数据处理结果表明:当汽车通过台板的时间大于振动系统的基频周期时,用该方法能提高测试精度。     

一种直升机旋翼振动测试方法

为能够有效测量直升机旋翼的振动特性，提出了一种基于三轴MEMS加速度传感器及无线传输技术的直升机旋翼振动测试方法并研制了相应的测试装置。测试系统主要包括三轴MEMS加速度传感器、A/D转换模块、无线传输模块以及PC上位机。无线传输模块将采集的加速度信号发送到振动测试接收电路，再通过串口通信发送到计算机上，计算机软件对加速度信号积分得到位移信号，并通过傅里叶变换得到旋翼振动的幅频特性曲线。在直升机模型上完成了振动测试实验，实验结果表明该方法能有效地对旋翼振动信号进行测试。     

大型门座起重机振动模态测试技术探讨

门座起重机作为港口重要的起重运输设备,由于其在潮湿、腐蚀性较大的环境中频繁工作,负荷变化大,且服役时间较长,使得金属结构的振动问题日益突出,非常有必要对金属结构进行振动模态测试分析。本文基于加速度传感脉冲击振测试技术,对某港口MQ1030门座起重机转台平面进行振动测试,并对测试信号进行互功率谱处理,得出转台平面振动模态参数,为该起重机金属结构动态安全评估提供了参考依据。     

基于虚拟仪器的远程振动测试及分析系统

针对传统振动测试方法的不足,运用图形化编程语言LabVIEW设计了远程振动参数测试及动态特性分析系统.实现了对振动物体加速度、速度、位移信号的实时处理、显示以及频谱分析.通过样条插值得到了振动系统幅频特性曲线.在此基础上完成了固有频率、阻尼比等动态特性参数的估计.同时利用Data Socket技术实现了基于网络的远程自动测试.     

卫星导航信号模拟器加速度性能测试方法研究

加速度性能是影响卫星导航信号模拟器动态特性的重要技术指标,当前检测卫星导航信号模拟器加速度性能的方法虽从理论上进行了分析研究,但在实际检测工作中,缺少实用可行的测试方法。本文围绕卫星导航信号模拟器加速度性能测试方法展开研究,在对多普勒效应进行研究的基础上,分析卫星导航信号模拟器加速度性能测量原理,搭建动态性能测试平台,并开展实验验证测试方法的正确性、实用性和有效性。     

高冲击加速度传感器频响窄脉冲标定测试技术

针对高冲击加速度传感器的频响计量测试问题,设计了一种可实现冲击加速度传感器频响窄脉宽标定系统。该系统采用Hopkinson杆为试验装置,以激光多普勒测速仪作为基准信号测量装置,基于窄脉冲频响计量测试原理,采用汉宁窗和三次插值方法对信号进行处理,基于LabVIEW和MATLAB开发环境编写数据处理程序,实现对被校MEMS冲击传感器频响的快速解算。试验结果表明,该系统能够快速解算出高冲击加速度传感器的幅频特性函数,对传感器工作频带的估计误差低于10%。该系统避免了不同窄脉冲激励条件下,对基准信号和加速度传感器输出信号进行处理的复杂流程,采用适于常规输入信号的信号处理方法,提升了约20%频响测试效率,实现了对加速度传感器频响的快速标定测试。     

超高速电梯系统动态仿真分析

电梯的振动是影响舒适性的最主要因素,针对4.0 m/s 超高速电梯系统,以轿厢- 轿架-导轨-钢丝绳耦合系统为研究对象,建立垂直系统振动动力学模型,结合机械系统动力学自 动分析虚拟样机技术,通过建立钢丝绳动力学模型、添加导轨与导靴之间的接触力、水平振动 激励及垂直振动激励,建立电梯整机虚拟样机模型,设定约束与驱动,进行动态特性仿真分析。 仿真结果表明,电梯垂直振动加速度、水平振动加速度等性能指标满足要求,为超高速电梯的 开发提供了设计依据。     

Shock and vibration isolation of laptop hard disk drive using rubber mount

Hard disk drives (HDDs) in laptop personal computers (PCs) are subject to impact-induced failure, as well as to operational vibrations. Elastic mounts with cushioning materials are often used to minimize the likelihood of failure in such cases. In this paper, we analyze the dynamic characteristics and shock response of the vibration isolation systems supporting HDDs. Anti-vibration performance is investigated via position error signal and acceleration transmissibility. Shock response is obtained from a lumped parameter model, based on the nonlinearity of the rubber mounts. Based on the results, we propose guidelines for shock and vibration isolation systems, including a dual rubber mount design.     

战斗部殉爆试验多参数存储测试系统

为解决传统的战斗部殉爆试验可以给出殉爆距离，但不能获取试验过程中殉爆参量详细数值曲线的问题，设计了一种适用于殉爆试验的多通道并行采集存储测试系统。系统以FPGA为核心处理器，Nandflash为存储器，采用USB通信方式，实现殉爆过程中冲击波压力和振动加速度信号的采集、存储和传输。采用冲击波压力信号作为内触发信号，将Flash存储区域划分为负延迟存储区与连续采样存储区，保证有效信号被完整获取。性能测试结果表明，该系统能够完成4通道、500 kHz采样频率的参数采集和存储，整个装置体积为502 cm³，整体功耗只有1.85 W，可以对殉爆环境下冲击波压力和振动加速度信号进行有效采集。     

利用内置导轨的清洁机器人垂直运动控制

针对建筑物表面清洁机器人(BFMR)容易受环境和振动影响、运行稳定性差等问题,设计了安全稳定的控制系统.在垂直和水平机器人的对接过程中,利用导轨制动系统抑制冲击,并利用再平层过程补偿机器人内置导轨与建筑物表面导轨之间的定位误差.此外,利用提出的振动抑制系统,根据钢丝绳动态属性的状态估计值,控制钢丝绳的加速度,对环境噪声产生的振动进行抑制,提高垂直机器人垂直运动的稳定性和可靠性.实验结果表明,本文设计的控制系统能够有效降低振动影响,具有可行性.     

Study of simultaneous shock and vibration control by a fore-and-aft suspension system of a driver’s seat

A single degree-of-freedom simulation model of a seat equipped with a non-linear fore-and-aft suspension system was developed. The performance of a typical fore-and-aft suspension system was analysed using typical vibration and shock acceleration signals measured in loaders while travelling on off-road terrain and while driving the bucket into a heap of soil. Damper modification was suggested to improve the suspension performance in the control of both vibration and shocks. Suspension system performance was analysed using the simulation approach for variations in both mass loading and excitation intensity. A discussion of results obtained and practical suggestions for improvement of the fore-and-aft driver’s seat suspension system concludes this contribution.

Relevance to industry

The simulations are of use to seat manufacturers in developing improved fore-and-aft seat suspension for wheel loaders. It is shown that a damper with an optimised progressive damping characteristic provides better shock mitigation than is available with either a seat without any suspension or a suspended commercial seat as presently available on the market.     

Active damping of driveline vibration in power-split hybrid vehicles based on model reference control

The power-split hybrid vehicles are widely used owing to its advantages of high efficiency and low emission. With the increasing of the requirements of the customer’s satisfaction nowadays, vibration control is getting progressively more attention. Since the transmission system components are elastic to some extent, meantime the torque of the motor responds quickly for a sudden acceleration, hence torsional vibration takes place, henceforth the passengers will suffer inconvenience attributable to this vibration. This paper studies the active control algorithm for the torsional vibration of the power-split hybrid powertrains under rapid acceleration and deceleration circumstances. Primarily, a dynamic modeling of the power-split hybrid vehicle is built, in addition the uncertainty caused by the variable transmission ratio is analyzed. Moreover, this paper proposes a method combining the model reference adaptive control and the pole configuration method to solve the torsional vibration active control problem with uncertainties. The reference model is constructed by pole configuration method. Based on the dynamic characteristics of the reference model, the model reference adaptive control is implemented and the torque ripple reduction of output shaft under the impact conditions is achieved. Furthermore, this paper designs a dynamic coordinated control algorithm combined with active vibration control strategy, which ensures the dynamic performance and comfort performance of the vehicle. Finally, the effectiveness of this active vibration control strategy under cyclic conditions is verified using Simulink simulation and hardware-in-loop simulation.     

火炮振动分析与多体系统模型研究

研究火炮振动对于提高射击精度有重要意义. 冲击激励的特殊性和机械系统的复杂性,使火炮振动成为长期关注的经典问题,建立逼近火炮真实运动状态的动力学模型、分析掌握各种冲击作用下的振动特性,是火炮振动的核心研究分支. 本文在发展多刚体与多柔体系统动力学理论的基础上,研究了火炮动力学的 Lagrange 方程及 Guass 变分建模方法,并由其建立了火炮振动的刚性、刚柔耦合多体系统模型; 针对案例分别研究了火炮系统的冲击响应规律及固有振动特性,获得了火炮振动与其结构参数的内在联系. 研究结果对于改善火炮的振动性能、提高射击精度,具有理论指导意义和工程应用价值.     

LQR控制和时滞反馈控制在汽车整车减振中的应用

本文建立了具有动力吸振器的汽车整车模型,分别研究了LQR控制和时滞反馈控制在降低汽车整车垂向振动方面的应用。对于LQR控制,选取了包含车身位移、速度和控制力在内的性能指标,借助matlab求解得到反馈增益矩阵;对于时滞反馈控制,首先采用特征值法分析了系统的稳定性,其次从理论上研究了时滞和反馈增益系数对吸振器减振效果的影响,并进行了数值验证。结果表明,与被动式吸振器相比,在LQR控制下吸振器使车身加速度幅值降低了51.38%,在时滞反馈控制下,当g=0.25 kg,τ=0.006 s时吸振器使车身加速度幅值降低了65.13%。     

水下爆炸冲击平台数值仿真设计研究

为研制水下爆炸冲击平台,初步设计平台隔振系统和两种船体结构,运用有限元分析软件ABAQUS,对安装隔振系统前后平台在爆炸载荷作用下的冲击响应进行计算分析,预估平台抗冲隔振效果。采用声固耦合方法,考虑空化效应和材料应变率的影响。仿真结果表明,在水下爆炸载荷作用下,采用加强的船体结构,平台船体底部的塑性变形显著减小,平台的垂向加速度峰值衰减率超过95%。经海上爆炸试验验证,数值仿真结果与试验值吻合良好,仿真设计方法合理。