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1、山东体育学院学报l招粉年第2期‘寸、,·三维侧方平台徽机专用系统的研制山余体育举碗王澳年午份璐山东省介茸中心报佳像撅中内容提要主要解决瑞士奇石乐(KISTLER)公司生产的三维侧力平台书,.:套推机处理不统解决浏力平台徽机处理系统依靠进口问题其特点汉字显,,、、‘示容易二次开发软件直接可浏三维空间力值冲量矢童等项物理童,,:一系统振注三维测力平台采用多分量压电方式,对运动员进行动力学指标侧试。本项研究胃在把计算机技术与瑞土奇石乐(K15TLER)公司生产的多分量压电式侧力平台联,”,Fsti。。o.e接一起组成产三
2、维测力平台微机专用系统简称MM(Mulmpnt。,,rMearotem)台Fo拓,切公sy在此系统中三维测力平台在微机监控下检,’,解,受的外力由电荷放大器将力值转变成电压信号输出经模数转换电路转成数字信,、.,、、、二y:号由微机计算出力分量及冲量等数值以图形曲线数据等形式输出贮存,为运动生物力学研究,提供一套动量测试、分析、统。计系统.:1MFMS系统组成.:})硬件Ms系统硬件设备有进口瑞士奇石乐公司的9产2全冬B三维侧力平(l叫,,,台98御AS电荷放大器以及国产浪潮LC一一052oD塾微机彩色8笔绘图仪A
3、/D,,.转换组成整个系统见图一所示O乳打赚细乐印甸珍泣眺}妙忆L亡川多曰t塑哩鱼丝托礴日t‘B夕)润加医夔二一图一阿下邓叔浒设专费嗽、:‘、、饱)件MFMS系统的计算机软件由编译Bas托吐.、c吧软解释B和汇编语言编,。写而成其系统的框图见图二二盔.九一来样女件图楠矽出叙输姗么存取各名一曰L一L知稚种物基口艾序耳花轰磅弓重启启券教a心亡、助助⋯珍来采龟甄材样_、、卜牛己卜It咚喇卜币l阁助加里天一宋拜两掩:.:2系统的功能和特点:MFMS系统的软件功能主要有以下特点、、、xyz(l)经微机计算可得三维空间方向力分
4、量对于时间的变化曲线数值以及各冲量曲线。。作用点一维座标变化曲线。力矢量二维平面投影对应于时间的变化图(以不同颜色代表力分量的不同方向)。力矢量二维平面投影比较图。作用点在xy两维平面内座标变化图.(2)上述特性曲线与数据可直接在高分辨显示器上显示也可在8笔彩色绘图仪上,。、,绘出图形可在打印机王直接拷贝各种数据曲线可以永久保留在磁盘上也可在微机磁盘上重新显示。,,:三维测力平台微机专用系统在经过实际应用后证明具有如下特点,,、(1)高精度测量高精度的奇石乐测力平台及放大器配以高精度高分辨的12位,.模Z数转换电路
5、使整个系统的测量误差小于士1肠,,。.(2)高分辨的彩色图形显示使图形清晰色彩鲜叽8种彩色640x450象素、。,、(3)计算处理速度快由于软件采用编译语言和汇编语言写成因而图形显示.。计算处理无等待时间,.(5)灵活性采样须率可在(6一2857HZ)内选择可应付各种不同要求情况下的’。,,.多种测试图形纵向显示比例可变横向显范围可变也可局部展开,.(6)提供采样同步信号可实现两块平台或几块平台同时测试山东体育学院学报205导年第2期二、信号处理:MFMS系统的信号处理流程图见图三..:1测力平台瑞士奇石乐公司测力
6、平台是将外万转变成。电荷由放大器变成8路电压信号输出.;2模/数转换由电荷放大器送出的8路电压信号经适配因三”F网才李他穆处灼世众程,电路分压匹配后送入台路模/数转换器做模/数转换,在采样软件配合下对模拟信号取样,转换为数字信号。;,。转换分辨度测力台与放大器相配其精度误差<土l肠为了保证与计算机联机,,后的总体精度除需要保证模/数转换电路的转换精度外还必须有足够高的转换分辨度.奇石乐系统要求分辨度取用10位以上精度。现在此系统精度取用12位精度了从而保证了系统精度要求。:,,取样频率根据香农(sh‘””””)取样
7、定理为了精确反映原岭信号不丢失号所哼,:包含的任何信息取样频率FS则必须满足FS》ZFH(1),其中FH为模拟信号中的最高频率分量考虑到通常所谓最高频率FH实际指题谱曲,,:线的丰动率点频率但最高频率比FH还姿高故取.FS》25一3FH(2),。对于运动生物力学测量一般所采用频率在50HZ左右影响系统最高采样频率因,。素除了有模/数转换速度和软件处理时间以外还有其它原因(如价格因素等)我们,,选用了适中的模数转换速度并配以8Q83汇编语言编写的采样程序使采样最高频率可.,.达到2857KHZ满足(2)式.:3数字滤
8、波为了滤除信号中混杂的外界高频干扰以及防止用户使用低频攀采样时信号中高频成,_,份间产生混叠干扰因此我们用微机对离散取样信号做了数字滤波处理采用的滤波方;法为一阶系数滤砍:设滤波前的数字信号序列为;,,n一,。,。,,::1XXX⋯⋯XXX⋯⋯:滤波后的数字信号序列为···:、、、;、.、:、,Z。YYY⋯⋯Y卜YY一:.’Wl’滤波处理分式为。。n。Y=Y
