車輛質(zhì)心測(cè)量系統(tǒng)及其誤差分析與標(biāo)定研究.pdf

1、隨著社會(huì)的進(jìn)步，汽車在人類活動(dòng)中扮演著越來越重要的角色，與此同時(shí)，汽車的安全性能也越來越為人們所關(guān)心。其中，質(zhì)量與質(zhì)心位置是對(duì)汽車操控性和安全性影響最大的指標(biāo)之一，因此，所有的汽車底盤生產(chǎn)廠和整車裝配廠在新產(chǎn)品定型之前，都要進(jìn)行質(zhì)量與質(zhì)心位置的試驗(yàn)測(cè)量。
　　作為大型的計(jì)量設(shè)備，測(cè)量精度是質(zhì)心測(cè)量系統(tǒng)的核心指標(biāo)。本文從機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、控制策略、誤差分析和系統(tǒng)標(biāo)定等幾個(gè)方面對(duì)質(zhì)心測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，這些研究對(duì)于建立高精度的質(zhì)心

2、測(cè)量系統(tǒng)具有重要意義。
　　質(zhì)心測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)成比較復(fù)雜，影響測(cè)量精度的因素非常多，本文首先對(duì)質(zhì)心測(cè)量系統(tǒng)的組成進(jìn)行了介紹，利用螺旋理論對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了自由度分析，在建立了平臺(tái)坐標(biāo)系和車體坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了質(zhì)量測(cè)量和質(zhì)心測(cè)量公式，并分析了平臺(tái)變形對(duì)質(zhì)心測(cè)量的影響。為了減小平臺(tái)變形對(duì)質(zhì)心測(cè)量精度的影響，采用有限元分析與參數(shù)化設(shè)計(jì)結(jié)合的方法對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，減小平臺(tái)變形誤差對(duì)質(zhì)心測(cè)量精度產(chǎn)生的影響。
　　質(zhì)心測(cè)量系統(tǒng)的另一

3、個(gè)重要問題是控制策略研究，控制策略將直接影響系統(tǒng)的質(zhì)心測(cè)量精度。本文建立了質(zhì)心臺(tái)液壓伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)非對(duì)稱閥控制非對(duì)稱缸的動(dòng)力機(jī)構(gòu)模型，在該模型的基礎(chǔ)上，利用動(dòng)壓反饋校正的方法改善了單通道驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨后提出了基于自由度的控制方法，保證了質(zhì)心測(cè)量系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，有效減少了側(cè)傾自由度的耦合輸出，從而使平臺(tái)側(cè)傾自由度的耦合輸出產(chǎn)生的質(zhì)心測(cè)量誤差可以忽略。
　　在質(zhì)心測(cè)量系統(tǒng)機(jī)械部件的加工制造和裝配過程中，不可避免

4、地產(chǎn)生結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差，直接影響到質(zhì)心測(cè)量精度。本文利用誤差來源因果圖介紹了質(zhì)心測(cè)量系統(tǒng)的誤差來源，又分別從稱重傳感器自身參數(shù)、多傳感器并聯(lián)方式、數(shù)據(jù)采集及A/D轉(zhuǎn)換、長(zhǎng)度測(cè)量、臺(tái)體變形、摩擦力影響等幾個(gè)方面入手，根據(jù)現(xiàn)代誤差理論對(duì)測(cè)量環(huán)節(jié)的不確定度進(jìn)行了詳細(xì)分析與計(jì)算，分別計(jì)算出質(zhì)量與質(zhì)心測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度，為系統(tǒng)檢定與標(biāo)定提供了依據(jù)。
　　稱重系統(tǒng)誤差和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)誤差是質(zhì)心測(cè)量誤差的主要來源，為了進(jìn)一步提高質(zhì)心測(cè)量精度

5、，采用先進(jìn)行稱重系統(tǒng)標(biāo)定，再進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定，最后進(jìn)行質(zhì)心測(cè)量全系統(tǒng)標(biāo)定的分步標(biāo)定方法。其中，稱重系統(tǒng)采用了分段標(biāo)定方法，把全量程分為4段，通過砝碼測(cè)量標(biāo)定出每段的質(zhì)量修正系數(shù)，補(bǔ)償了摩擦等因素的影響，提高了質(zhì)量測(cè)量精度。為了減小運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)誤差對(duì)質(zhì)心測(cè)量精度的影響，利用2組伺服作動(dòng)器的實(shí)際長(zhǎng)度及上平臺(tái)實(shí)際前傾和側(cè)傾角度來估計(jì)質(zhì)心測(cè)量系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。采用徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)預(yù)報(bào)方法實(shí)現(xiàn)質(zhì)心測(cè)量的全系統(tǒng)標(biāo)定，首先利用50組測(cè)量數(shù)據(jù)作為樣本對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)