多通道测力仪动态信号反向滤波补偿方法.pdf

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1、第49卷第2期西安交通大学学报Vo1．49NO．22015年2月JOURNALOFXI’ANJIA0TONGUNIVERSITYFeb．2O15DOI：10．7652／xjtuXb201502O2O多通道测力仪动态信号反向滤波补偿方法朱明，毛宽民(华中科技大学机械科学与工程学院，430074，武汉)摘要：为了消除动态测力仪的结构动态特性对测试结果的干扰，采用反向滤波的方法对动态力测试信号进行修正。根据最小相位系统理论设计反向数字滤波器，由单输入单输出反向数字滤波器的设计原理，提出了多输入多输出反向数字滤波器的设计方法。根据测力系统激励力与测试值之间的频响函数矩阵，建立测力系统传递函数模

2、型，并进行最小相位转化，将最小相位动态力传递函数模型反转，得到反向滤波器。实验结果表明：经过反向滤波处理的动态力测试值与实际动态力具有相同的幅值；运用零相位滤波方法，消除了测试信号与实际动态力之间的相位差；测试结果与动态力实际输入幅值误差小于6。关键词：动态测力仪；反向滤波；最小相位；频响函数；零相位滤波中图分类号：THI13．1；TN713文献标志码：A文章编号：0253—987X(2015)02一Ol17—07Multi—ChannelDynamicForceMeasurementandCompensationwithInverseFilterZHUMing。MAOKuanmin(

3、SchoolofMechanicalScienceandEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstract：Toeliminatetheinfluenceofstructuraldynamicsofdynamometeronmeasurementaccuracyofdynamicforce，aninversefiltermethodisconsideredtomodifydynamicsignalsofthemeasurementsystem．Followingthetheory

4、oftheminimum—phasesystem，aninversefilterwithmulti-inputandmulti—outputisdesigned，andaninversefiltermatrixisestablishedtocompensatethecross—interferencebetweendynamicforcesindifferentdirections．ThefrequencyresponsematrixoftheexcitationforceandmeasuredoneiSusedtomodelthesystemdynamicsandtotransfer

5、intoaminimum—phasesystem．Invertingtheminimum—phasetransferfunctionmatrix，theinversefiltermatrixisobtained．Thesimulationandexperimentshowthatthemagnitudeofthemeasureddynamicforcematcheswellwiththatoftheactua1dynamicforce．Zero—phasefilteringeffectivelyeliminatesthephasedelayandtherelativeerrorsare

6、controlledwithin6．Keywords：dynamometer；inversefiltering；minimumphase；frequencyresponsefunction准确测量动态切削力对切削过程的建模研究以力仪本身及其附加结构的动态特性的影响。一般及验证研究均具有重要作用。在动态切削力测情况下，切削点距离测力仪中心的位置越远，动态力试过程中，通常将刀具或者工件安装在测力仪之上，测试精度越低，并且各个方向测试结果的交叉影响测试结果可以用于动态力系数的标定以及切削过程也越严重一。稳定性建模研究引。但是，动态力测试结果受到测为了准确测试动态力，现有研究主要包含测力收稿日

7、期：2014—06—12。作者简介：朱明(1985一)，男，博士生；毛宽民(通信作者)，男，教授，博士生导师。基金项目国家科技支撑计划资助项目(2014BAF08B01)；国家“863计划”资助项目(2012AA040703)。网络出版时间：2014—12—24网络出版地址：http：∥WWW．cnki．net／kcms／detail／61．1069．T．20141224．1607．002．html西安交通大学学报第49卷仪结构优化和信号补偿两