【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及液壓控制與測試，具體涉及一種液壓缸的力反饋信號重構方法。
技術介紹
1、液壓缸具有負載能力強、響應速度快等優點，因此被廣泛應用于各類測試系統，例如減振器動態模擬試驗臺，車輛運動姿態模擬試驗臺等都是通過液壓缸完成加載測試。
2、液壓缸的動作原理是通過液壓油形成的壓力推動液壓缸活塞桿在缸體內伸縮運動，從而完成對測試系統的加載。液壓缸活塞桿和缸體之間通常采用密封接觸，二者之間的摩擦力為影響測試系統可靠性的主要因素。在液壓缸端部通常設置有力傳感器采集加載過程中的力信號，并將該力信號反饋至控制系統，控制系統會對比命令信號與反饋信號后進行調節和補償控制命令。但是反饋的力信號中除了真實加載至試驗樣件上的載荷外，同時包含了液壓缸活塞桿和缸體之間的摩擦力，這會導致控制系統給出錯誤的加載指令，加大試驗誤差。除此之外，經常會利用液壓缸反饋的力信號和位移信號計算試驗樣件的各種參數，例如在進行彈簧剛度測定試驗時，通過液壓缸反饋的力信號與位移信號的比值可以得出彈簧的剛度這一重要參數，但是當反饋的力信號中包含液壓缸自身的摩擦力時，會直接影響的彈簧剛度測試結果。
技術實現思路
1、針對現有技術中的上述不足，本專利技術提供了一種液壓缸力反饋信號重構方法，通過從液壓缸的力反饋信號中消除液壓缸自身摩擦力的影響，還原測試系統加載至試驗樣件上的真實載荷，從而解決現有技術中利用液壓缸進行加載測試導致的實驗誤差大以及試驗精度低的問題。
2、為了達到上述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案
3、一種液壓缸的力反饋信號重構方法，包括以下步驟：
4、s1、利用液壓缸的位移傳感器采集試驗樣件的實際位移，并結合試驗樣件的理論剛度，計算試驗樣件的理論載荷值；
5、s2、利用液壓缸的力傳感器采集液壓缸的力反饋信號；
6、其中，液壓缸的力反饋信號包括液壓缸自身的摩擦力與液壓缸作用在試驗樣件上的真實載荷；
7、s3、根據加載頻率設計帶通濾波器，并利用帶通濾波器對液壓缸的力反饋信號進行帶通濾波，得到帶通濾波后的力反饋信號；
8、s4、以試驗樣件的實際位移為橫坐標，以帶通濾波后的力反饋信號為縱坐標，繪制帶通濾波后的載荷位移滯回曲線；
9、s5、獲取帶通濾波后的載荷位移滯回曲線上的最大位移點，得到液壓缸作用在試驗樣件上的最大真實載荷；
10、s6、根據液壓缸作用在試驗樣件上的最大真實載荷與加載頻率，重構液壓缸實際作用在試驗樣件上的載荷時間歷程，得到重構的液壓缸的力反饋信號。
11、進一步地，步驟s1中試驗樣件的理論載荷值的計算公式為：
12、ft＝kt·δx
13、其中，ft表示試驗樣件的理論載荷值，kt表示試驗樣件的理論剛度，δx表示試驗樣件的實際位移。
14、進一步地，步驟s3具體包括：
15、s31、獲取加載頻率的下限截止頻率與上限截止頻率，設置濾波階數與選取濾波器的類型為帶通濾波器，計算帶通濾波器的傳遞函數分子系數與傳遞函數分母系數；
16、s32、根據帶通濾波器的傳遞函數分子系數與傳遞函數分母系數，利用帶通濾波器對液壓缸的力反饋信號進行帶通濾波，得到帶通濾波后的力反饋信號。
17、進一步地，步驟s31中帶通濾波器的傳遞函數分子系數與傳遞函數分母系數的計算公式為：
18、[b,a]＝butter(n,fmin,fmax,′bandpass′)
19、其中，b表示帶通濾波器的傳遞函數分子系數，a表示帶通濾波器的傳遞函數分母系數，butter表示濾波器設計函數，n表示濾波階數，fmin表示加載頻率的下限截止頻率，fmax表示加載頻率的上限截止頻率，bandpass表示濾波器的類型。
20、進一步地，步驟s32中帶通濾波后的力反饋信號為：
21、fband＝filter(b,a,fori)
22、其中，fband表示帶通濾波后的力反饋信號，fikter表示濾波函數，fori表示液壓缸的力反饋信號。
23、進一步地，步驟s6中重構的液壓缸的力反饋信號為：
24、fr＝am·sin(2·π·f·t)
25、其中，fr表示重構的液壓缸的力反饋信號，am表示液壓缸作用在試驗樣件上的最大載荷，sin表示正弦函數，f表示加載頻率，t表示加載時間。
26、本專利技術具有以下有益效果：
27、本專利技術所提出的一種液壓缸力反饋信號重構方法，消除了液壓缸摩擦力對力反饋信號的影響，并快速準確地還原出液壓缸加載到試驗樣件上的真實載荷，極大地提高了試驗結果的可靠性；同時這種力信號重構過程簡單方便，易于編程，能夠快捷地移植到試驗數據處理程序中進行數據處理。
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1.一種液壓缸的力反饋信號重構方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的液壓缸力反饋信號重構方法，其特征在于，步驟S1中試驗樣件的理論載荷值的計算公式為：
3.根據權利要求2所述的液壓缸力反饋信號重構方法，其特征在于，步驟S3具體包括：
4.根據權利要求3所述的液壓缸力反饋信號重構方法，其特征在于，步驟S31中帶通濾波器的傳遞函數分子系數與傳遞函數分母系數的計算公式為：
5.根據權利要求4所述的液壓缸力反饋信號重構方法，其特征在于，步驟S32中帶通濾波后的力反饋信號為：
6.根據權利要求5所述的液壓缸力反饋信號重構方法，其特征在于，步驟S6中重構的液壓缸的力反饋信號為：
【技術特征摘要】
1.一種液壓缸的力反饋信號重構方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的液壓缸力反饋信號重構方法，其特征在于，步驟s1中試驗樣件的理論載荷值的計算公式為：
3.根據權利要求2所述的液壓缸力反饋信號重構方法，其特征在于，步驟s3具體包括：
4.根據權利要求3所述的液壓缸力反饋...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張嘉，宋燁，劉潮濤，劉樂天，鄔平波，戴煥云，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：發明
國別省市：
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