履带车辆传动轴系扭振测试方法的研究

摘要

履带车辆作为地面作战的主要力量，在现代战争中发挥着重要作用。为车辆前行提供能量的动力传动系统在设计的过程中，对其轴系扭振的检验是不可避免的环节，在工作过程中，其轴系扭振会对车辆的安全性和可靠性产生直接影响。因此，对轴系扭振的测量不仅可为车辆的改进和研发提供有用的参考依据，而且对其运行状态的监测也具有很大的意义。
　　轴系扭振是由激励波动扭矩引起的一种运动现象，其表现形式可为瞬时转速的高频波动和扭转角的变化。本文详细介绍了扭振测量的发展现状和各种扭振测量方法，通过对测量方法的对比分析，并结合履带车辆的运行环境和传动轴系空间的局限性，提出了一种基于脉冲测试原理以嵌入式容栅传感器为轴系扭振信息获取工具的测试方法，并设计了扭振测试系统。
　　文中对容栅传感器的基本原理和设计依据做了详细的分析说明，并借助有限元法对其进行了特性分析，得到了传感器输入输出特性曲线，验证了该传感器的正确性和可行性。在此基础上，设计了传感器输出脉冲高精度测试电路，电路以CPLD为核心，使用D触发器降低亚稳态和消除毛刺影响，同时利用有限状态机滤波器消除脉冲信号中的高频抖动，实现对输入脉宽的高精度测试，将测试所得转轴的瞬时转速及扭转角变化通过Flash存储，并利用USB接口传输至上位机进行相应数据处理。根据扭振信号非平稳性的特点，采用FFT对信号分别进行了频谱和功率谱分析，从而提取扭振信号特征，并用EMD对信号进行了时频域分析。
　　最后，搭建模拟实验装置进行了相关测量实验，即测量模拟频率和相位差的脉宽，及对所测信号进行的相关处理，获得转轴扭振特征，从而验证了所提出的测试方案的可靠性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1绪论

1.1课题研究的背景、目的及意义

1.2扭振测量技术的国内外发展现状

1.3扭振测量基本方法

1.4论文主要研究内容及章节安排

2履带车辆轴系扭振的高精度测量方案与信号处理

2.1扭转振动相关理论

2.2高精度测量方案

2.3扭振测量中的信号处理

2.4本章小结

3嵌入式容栅传感器原理与设计

3.1嵌入式容栅传感器结构设计与安装

3.2容栅传感器的特性分析

3.3容栅传感器的误差分析

3.4本章小节

4扭振测试系统的设计

4.1测试系统的总体构成

4.2测试电路的设计

4.3信号调理模块设计

4.4脉冲测量模块设计

4.5系统电源

4.6本章小结

5测试与分析

5.1 模拟实验装置

5.2 系统标定与测量

5.3测试数据处理

5.4本章小结

6总结与展望

6.1总结

6.2创新点

6.3展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研工作

致谢