用于臂架振动特性测试的控制器、测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于臂架振动特性测试的控制器、测试系统及测试方法，其中所述用于臂架振动特性测试的控制器(100)包括：激振控制单元(10)，用于发出激振信号以执行激振；信号采集单元(20)，用于采集所述激振控制单元(10)发出的所述激振信号以及以该激振信号对臂架进行激振所得到的臂架的振动信号，并将所述激振信号和所述振动信号对应存储成一组振动数据；以及振动特性分析单元(30)，用于调用信号采集单元(20)存储的振动数据并进行运算分析以获得臂架的振动特性。本发明专利技术通过将激振信号和振动信号分别作为臂架这个振动系统的激励信号和响应信号，并对其进行运算分析，从而获得臂架的各种振动特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工程机械领域，具体地，涉及一种用于臂架振动特性测试的控制器、臂架振动特性测试系统及臂架振动特性测试方法。
技术介绍
具有臂架的工程机械(例如混凝土泵车)工作时臂架部分伸展较大，在力学上属悬臂梁结构，受力比较复杂，容易产生振动。混凝土泵车臂架振动是影响泵车整车性能和施工质量的重要因素之一，振动过大会造成臂架末端的软管无法精确定位，同时产生的动应力直接影响泵车的疲劳寿命。随着高压、大排量泵送和超长臂架技术的发展，臂架振动的问题越显重要。现有技术中不存在系统地对臂架系统进行振动分析测试的方法及系统，而对臂架系统进行振动测试，并对采集的实验数据进行分析，从而准确获得臂架系统的振动特性，却是臂架振动控制与系统动态参数优化的必要前提。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中缺少对臂架振动特性进行测试的机制，而提供一种用于臂架振动特性测试的控制器、臂架振动特性测试系统以及测试方法。根据本专利技术的一方面，本专利技术提供一种用于臂架振动特性测试的控制器，包括:激振控制单元，用于发出激振信号以执行激振；信号采集单元，用于采集所述激振控制单元发出的所述激振信号以及以该激振信号对臂架进行激振所得到的臂架的振动信号，并将所述激振信号和所述振动信号对应存储成一组振动数据；以及振动特性分析单元，用于调用信号采集单元存储的振动数据并进行运算分析以获得臂架的振动特性。根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供一种臂架振动特性测试系统，该系统包括:上述用于臂架振动特性测试的控制器；臂架振动监测单元，用于检测臂架的振动情况，生成振动信号并输出到所述用于臂架振动特性测试的控制器中的信号采集单元；激振作动机构，用于接收从所述用于臂架振动特性测试的控制器中的激振控制单元发出的激振信号并根据该激振信号进行激振。根据本专利技术的又一方面，本专利技术还提供一种臂架振动特性测试方法，该方法包括:激振步骤:发出激振信号以执行激振；信号采集步骤:采集所述激振信号以及以该激振信号对臂架进行激振所得到的臂架的振动信号，并将所述激振信号和所述振动信号对应存储成一组振动数据；以及分析步骤:调用所述振动数据并进行运算分析以获得臂架的振动特性。本专利技术通过发出激振信号给激振作动机构以实现对臂架的振动激励，并获取臂架在相应激振信号作用下臂架振动过程中的振动信号，通过将激振信号和振动信号分别作为臂架这个振动系统的激励信号和响应信号，并对其进行运算分析，从而获得臂架的各种振动特性。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中:图1为根据本专利技术提供的用于臂架振动特性测试的控制器的框图；图2为根据本专利技术提供的臂架振动特性测试系统的框图；图3为根据本专利技术提供的臂架振动监测单元的优选实施方式的结构示意图；图4为本专利技术提供的振动特性分析单元得到的幅频特性曲线图的示例；图5为本专利技术提供的振动特性分析单元得到的相频特性曲线图的示例；图6为根据本专利技术提供的臂架振动特性测试方法的流程图。附图标记说明 10 激振控制单元20 信号釆集单元 30 振动特性分析单元 100 用于臂架振动特性测试的控制器 200臂架振动监测单元 201 第一振动传感器 202第二振动传感器203 倾角传感器 204安装架205 保护罩 300激振作动机构400 臂架姿态监测单元具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。如图1所示，其中标号100的方框中为本专利技术提供的用于臂架振动特性测试的控制器(以下简称为“控制器100”)，该控制器100包括:激振控制单元10，用于发出激振信号以执行激振；信号采集单元20，用于采集所述激振控制单元10发出的所述激振信号以及以该激振信号对臂架进行激振所得到的臂架的振动信号，并将所述激振信号和所述振动信号对应存储成一组振动数据；以及振动特性分析单元30，用于调用信号采集单元20存储的振动数据并进行运算分析以获得臂架的振动特性。其中，所述激振控制单元10所发出激振信号被传送给激振作动机构300(图2中示出)，例如可以为泵送油缸或臂节油缸，泵送油缸、臂节油缸的有杆腔或无杆腔的电磁阀可以根据激振信号(电流信号)的大小来调整开度，以控制有杆腔和无杆腔中的液压油的流量变化，从而驱动激振作动机构300进行激振作动，实现对臂架系统的振动激励。其中激振信号可以为电流信号或者电压信号。优选情况下，所述激振控制单元10还可以根据不同激振方式发出相应的激振信号给激振作动机构300。如上所言，影响臂架的振动的主要激振作动机构有臂节油缸和泵送油缸，所以，根据所要激励的对象的不同，激振方式可以为:臂节油缸激励和/或泵送油缸激励，也就是仅对臂节油缸激励、仅对泵送油缸激励或者对臂节油缸及泵送油缸双重激励，其中臂节油缸激励又可以包括单臂节油缸激励和多臂节油缸激励，即可以选择臂架中其中一节或几节臂架的油缸进行激励。另外，优选情况下，针对每种激振方式，都包括三种激励模式，分别为:正弦扫频模式、正弦激励模式和脉冲激励模式。这几种激励模式均是振动试验中常用的激励模式，本领域普通技术人员均知晓如何进行这几种激励模式。例如，正弦扫频模式需要设置扫描激振电流或电压的幅值、相位、起始频率、终止频率、频率步长等参数；正弦激励模式需要设置激振电流或电压的频率、幅值、相位等参数；脉冲激励模式需要设置脉冲宽度、强度等参数。所述信号采集单元20采集激振控制单元10所发出的激振信号以及以该激振信号对臂架进行激振所得到的臂架的振动信号。其中所谓振动信号是指能够表征臂架振动情况的信号，包括但不限于位移信号、速度信号、加速度信号、倾角信号等振动信号，只要是能够表征振动的信号均可以。在本专利技术中，对于臂架这个振动系统而言，激振信号可以看作是激励信号，而振动信号可以看作是响应信号，因此信号采集单元20即是用来采集激励信号和响应信号，然后将这两者对应存储成一组振动数据，以供数据分析。这里，振动数据包括激振信号和振动信号。可以反复执行激振过程并采集信号，以得到多组振动数据，以供振动特性分析单元30调用。另外，优选情况下，当如上所述选用不同的激振方式或激励模式时，还应将激振方式和激励模式的各参数对应于该组振动数据一同存储，以便于分析每种激振情况下所得到的不同的振动数据。所述信号采集单元20可以采集的是给定方向上臂架的振动信号，用以分析给定方向的振动情况，其中该给定方向可以是任意方向，例如重力加速度方向或水平方向。根据优选实施方式，所述信号采集单元20采集的臂架的振动信号可以为倾角信号和不同方向的振动信号(例如正交方向)，并根据倾角信号将振动信号转换成给定方向上的振动信号。所述振动特性分析单元30用于批量调用信号采集单元20存储的振动数据进行各种运算分析以获得臂架的各种振动特性，例如频率响应特性(包括幅频响应特性和相频响应特性)、相干函数、固有频率、阻尼比等等，以用于对臂架振动特性的分析。另外，振动特性分析单元30还可以生成臂架振动特性的曲线图。除了振动数据之外，优选情况下，振动特性分析单元30还可以接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于臂架振动特性测试的控制器，该控制器(100)包括：激振控制单元(10)，用于发出激振信号以执行激振；信号采集单元(20)，用于采集所述激振控制单元(10)发出的所述激振信号以及以该激振信号对臂架进行激振所得到的臂架的振动信号，并将所述激振信号和所述振动信号对应存储成一组振动数据；以及振动特性分析单元(30)，用于调用信号采集单元(20)存储的振动数据并进行运算分析以获得臂架的振动特性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄毅，吴斌兴，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43