一种转向管柱的频率测试系统技术方案

一种转向管柱的频率测试系统，所述系统包括：电源、激励源、振动传感器、数据采集器及处理器；其中：所述电源，适于为所述激励源提供电力；所述激励源，适于接收所述电源的电力并转动，以激励所述转向管柱振动；所述振动传感器，适于基于所述转向管柱的振动获取振动信号；所述数据采集器，适于接收所述振动传感器的信号；所述处理器，适于处理所述数据采集器的采集结果，并拟合得出所述转向管柱的一阶模态频率。采用上述方案可以提高转向管柱一阶模态频率测试的精确度及效率。

Frequency measuring system for steering pipe string

A steering column frequency testing system, the system includes power supply, excitation source, vibration sensor, data collector and processor; wherein the power supply for the excitation source for power; the excitation source, suitable for receiving the power supply and turn to energize the steering tube the string vibration; vibration sensor, vibration signal acquisition for steering column based on the vibration tube; the data collector, for receiving the signal of the vibration sensor; the processor, the result is suitable for processing the collected data, and fitting the steering column of the first order modal frequency. The accuracy and efficiency of the first order modal frequency test of the steering column can be improved by adopting the scheme mentioned above.

【技术实现步骤摘要】
一种转向管柱的频率测试系统
本专利技术涉及模态分析领域，尤其涉及一种转向管柱的频率测试系统。
技术介绍
物体按照某一阶固有频率振动时，物体上各个点偏离平衡位置的位移是满足一定的比例关系的，可以用一个向量表示，所述向量就称为模态。模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析的过程称为模态分析。模态分析对于机械设计很有帮助，大致有以下作用：评价现有结构系统的动态特性；对结构进行运动强度设计；深入洞察振动发生的根本原因；有助于识别出设计的薄弱环节；结构动力学修改；验证有限元模型；检验产品的质量。目前，采用人工利用力锤单点激振转向管柱，接着由位于所述转向管柱上的转向系统加速度传感器多点拾振所述转向管柱对所述激振的响应信号，并分析所述响应信号得出测试结果的方案来测试转向管柱的一阶模态频率。但是，通过上述方案测试一阶模态频率的测试结果精确度。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提高一阶模态频率测试的精确度。为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种转向管柱的频率测试系统，包括：电源、激励源、振动传感器、数据采集器及处理器；其中：所述电源，适于为所述激励源提供电力；所述激励源，适于接收所述电源的电力并转动，以激励所述转向管柱振动；所述振动传感器，适于基于所述转向管柱的振动获取振动信号；所述数据采集器，适于接收所述振动传感器的信号；所述处理器，适于处理所述数据采集器的采集结果，并拟合得出所述转向管柱的一阶模态频率。可选地，所述系统还包括：与所述转向管柱连接的方向盘；所述振动传感器设置在所述方向盘上，适于接收所述方向盘的振动信号。可选地，所述处理器，适于以所述激励源的转频为横坐标，拟合所述振动传感器所接收的振动信号随所述转频变化的曲线，选取与所述振动信号的峰值对应的所述激励源的转频，作为所述转向管柱的一阶模态频率，其中：所述激励源的转频根据所述电源的电压计算得出。可选地，所述振动传感器的数目为两个。可选地，所述两个振动传感器分别置于方向盘的最高点及最低点位置。可选地，所述振动传感器的数目为两个；所述处理器，适于以所述激励源的转频为横坐标，拟合所述两个振动传感器所接收的振动信号随所述转频变化的曲线，分别得到第一曲线及第二曲线，选取所述第一曲线及所述第二曲线的振动峰值且相位相反的位置所对应的所述激励源的转频，作为所述转向管柱的一阶模态频率，其中：所述激励源的转频根据所述电源的电压计算得出。可选地，所述系统还包括：转频传感器，设置于所述激励源上，适于接收所述激励源的转频信号。可选地，所述振动传感器的数目为一个；所述处理器，适于以所述转频传感器接收的所述激励源的转频为横坐标，拟合所述振动传感器所接收的振动信号随所述转频变化的曲线，选取与所述振动信号的峰值对应的所述激励源的转频，作为所述转向管柱的一阶模态频率。可选地，所述振动传感器的数目为两个；所述处理器，适于以所述转频传感器接收的所述激励源的转频为横坐标，拟合所述两个振动传感器所接收的振动信号随所述转频变化的曲线，分别得到第一曲线及第二曲线，选取所述第一曲线及所述第二曲线的振动峰值且相位相反的位置所对应的所述激励源的转频，作为所述转向管柱的一阶模态频率。可选地，当所述激励源的最大转频低于所述转向管柱的一阶模态频率时，提高所述电源的电压。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：通过使用可以控制振动频率的外部电源去激励转向管柱振动，并采用振动传感器接收所述转向管柱的振动信号，并由数据采集器采集所述振动传感器接收到的振动信号并根据所述采集结果，拟合得出所述转向管柱的一阶模态频率。在测试过程中，可以通过控制电源所输出电压，精确控制所述激励源的频率，相较于人工激励的方法，可以显著提高一阶频率测试结果的精确性。进一步，由于频率是沿着所述转向管柱的径向分布，在方向盘上所述频率会被放大，故把所述振动传感器设置于所述方向盘上，可以进一步地提高一阶频率测试结果的精确性。而且，由于振动传感器被设置在方向盘上，避免拆卸方向盘下方的仪表盘，从而可以提高一阶频率测试的效率。进一步，通过设置两个振动传感器，并且分别置于所述方向盘的最高点及最低点位置，并根据所述两个振动传感器的测量结果去得出所述转向管柱的一阶模态频率，从而可以进一步地提高一阶频率测试的效率。附图说明图1是本专利技术实施例中的一种转向管柱的频率测试系统与所述转向管柱的连接示意图；图2是本专利技术实施例中的另一种转向管柱的频率测试系统与所述转向管柱的连接示意图；图3是本专利技术实施例中的一种转向管柱的频率测试系统的实际连接图。具体实施方式目前，采用人工利用力锤单点激振转向管柱，接着由位于所述转向管柱上的转向系统加速度传感器多点拾振所述转向管柱对所述激振的响应信号，并分析所述响应信号得出测试结果的方案来测试转向管柱的一阶模态频率。由于人工操作有很多不确定性，比如每次敲击的力度不同或者敲击力的方向不同，又或者敲击的位置也不同，因此会存在一阶模态频率的测试精确度低的问题。而且，由于需要拆卸方向盘下方的仪表盘才可以激振转向管柱，因而会导致频率测试的效率低下。为解决上述问题，本专利技术实施例提供了一种转向管柱的频率测试系统，通过使用可以控制振动频率的外部电源去激励转向管柱振动，并采用振动传感器接收所述转向管柱的振动信号，并由数据采集器采集所述振动传感器接收到的振动信号并根据所述采集结果，拟合得出所述转向管柱的一阶模态频率。在测试过程中，可以通过控制电源所输出电压，精确控制所述激励源的频率，相较于人工激励的方法，可以显著提高一阶频率测试结果的精确性。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图1示出了本专利技术实施例中的一种转向管柱的频率测试系统与所述转向管柱的的连接示意图，以下结合图1对所述系统的具体结构进行介绍，所述系统可以包括：电源10、激励源11、振动传感器13、数据采集器15及处理器16；其中：所述电源10，适于为所述激励源11提供电力；所述激励源11，适于接收所述电源10的电力并转动，以激励转向管柱12振动；所述振动传感器13，适于基于所述转向管柱12的振动获取振动信号；所述数据采集器15，适于接收所述振动传感器13的信号；所述处理器16，适于处理所述数据采集器15的采集结果，并拟合得出所述转向管柱12的一阶模态频率。在具体实施中，由于使用所述电源10为所述激励源11提供电力，故可以根据所述电源10的电压大小来计算所述激励源11转动的频率。由于此处需要测试所述转向管柱12的一阶模态频率，而当所述转向管柱12以所述一阶模态频率振动时，所述激励源11与所述转向管柱12达到共振，故此时所述转向管柱12的振动最为强烈，并且所述激励源11的转频即为所述转向管柱12的一阶模态频率。因此所述处理器16，可以以所述激励源11的转频为横坐标，拟合所述振动传感器13所接收的振动信号随所述转频变化的曲线，选取与所述振动信号的峰值对应的所述激励源11的转频，作为所述转向管柱12的一阶模态频率。需要说明的是，本领域的技术人员可以根据实际需要将所述振动传感器13设置在合适的位置，比如所述振动传感器13可以设置在所述转向管柱12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转向管柱的频率测试系统，其特征在于，包括：电源、激励源、振动传感器、数据采集器及处理器；其中：所述电源，适于为所述激励源提供电力；所述激励源，适于接收所述电源的电力并转动，以激励所述转向管柱振动；所述振动传感器，适于基于所述转向管柱的振动获取振动信号；所述数据采集器，适于接收所述振动传感器的信号；所述处理器，适于处理所述数据采集器的采集结果，并拟合得出所述转向管柱的一阶模态频率。

【技术特征摘要】
1.一种转向管柱的频率测试系统，其特征在于，包括：电源、激励源、振动传感器、数据采集器及处理器；其中：所述电源，适于为所述激励源提供电力；所述激励源，适于接收所述电源的电力并转动，以激励所述转向管柱振动；所述振动传感器，适于基于所述转向管柱的振动获取振动信号；所述数据采集器，适于接收所述振动传感器的信号；所述处理器，适于处理所述数据采集器的采集结果，并拟合得出所述转向管柱的一阶模态频率。2.根据权利要求1所述的转向管柱的频率测试系统，其特征在于，还包括：与所述转向管柱连接的方向盘；所述振动传感器设置在所述方向盘上，适于接收所述方向盘的振动信号。3.根据权利要求1所述的转向管柱的频率测试系统，其特征在于，所述处理器，适于以所述激励源的转频为横坐标，拟合所述振动传感器所接收的振动信号随所述转频变化的曲线，选取与所述振动信号的峰值对应的所述激励源的转频，作为所述转向管柱的一阶模态频率，其中：所述激励源的转频根据所述电源的电压计算得出。4.根据权利要求1所述的转向管柱的频率测试系统，其特征在于，所述振动传感器的数目为两个。5.根据权利要求4所述的转向管柱的频率测试系统，其特征在于，所述两个振动传感器分别置于方向盘的最高点及最低点位置。6.根据权利要求5所述的转向管柱的频率测试系统，其特征在于，所述振动传感器的数目为两个；所述处理器，适于以所述激励源的转频为横坐标，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何融，韩琦，顾彦，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31