阵列式扰振力测量平台及其测量策略

摘要

为了测量大质量设备的多维扰振力,设计了一种基于传感器阵列式分布的多维扰振测量平台。该平台基于压电传感器采用了冗余式阵列的振动测量策略,解决了大负载及高刚度的测量要求,避免了结构耦合引入的测量精度损失。同时,为了克服阵列式测量引入的冗余测量误差,本文基于广义逆求解法进行测量精度优化,针对不同的被测振源选取不同位置的传感器作为测量单元,并在此基础上采用全回归法的线性解耦算法得到更精确的三维力求解表达式,避免了冗余测量引入系统误差,也降低了不同力学特性的振源对平台测量结果的影响。最后,搭建了该阵列式多维扰振力测量平台的原理样机,通过实验验证了测量平台的可行性。实验结果表明,该系统保证了高承载能力和刚度(样机基频为1174 Hz,承载能力达416 kN),对8~800 Hz频率范围内的三维广义力的动态相对误差小于5%,满足了精度高、载荷大、刚度强等测量要求。