导读:本文包含了多维力传感器论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:多维,传感器,动态,应变,惯性,压电效应,测量。
多维力传感器论文文献综述
高芳芳[1]（2019）在《基于ANSYS的机器人多维力传感器的模拟研究》一文中研究指出运用有限元分析软件ANSYS对机器人多维力传感器进行静力分析、模态分析和瞬态分析。从传感器弹性体的静力分析可知弹性梁的应变情况,模态分析知传感器结构的固有频率及振型,瞬态分析可知传感器弹性体在受到外界动态载荷时,弹性梁的变形情况。根据模拟仿真结果进而可知敏感元件光纤光栅的粘贴位置。(本文来源于《自动化与仪器仪表》期刊2019年09期）
杨睿[2]（2019）在《应变式多维力传感器动态校正中的关键问题研究与动态校正方法改进》一文中研究指出在科学试验和工业生产中,多维力传感器得到了广泛的应用。但随着技术的发展,应用中需要对多维力进行动态测试的场合越来越多,这就对多维力传感器的动态特性提出了很高的要求。然而,目前最常用的应变式多维力传感器的动态响应速度慢、超调量大,且存在维间动态耦合,无法满足动态测试的要求。对此,本文主要分析了应变式多维力传感器的动态特性,并就现有动态校正方法在应用中存在的问题进行了研究,对动态补偿、动态解耦和动态标定方法进行了改进。在动态补偿方面,本文提出了一种新的基于系统辨识和误差超限模态校正的方法,以解决现有方法有时不能同时提高时域跟随性能和拓宽频域测量带宽的问题。该方法将动态补偿过程分为一次补偿和二次补偿。首先,通过系统辨识方法得到一次补偿器,在全频带内对传感器进行一次补偿;然后,构造一个具有统一结构二次补偿器,有针对性地补偿限制传感器测量带宽的误差超限模态。具体讨论了四类二次补偿器的构造方法,并说明了多个二次补偿器的循环构造过程和传感器动态补偿流程。在动态解耦-补偿方面,本文提出了一种基于预矩阵的迭代动态解耦-补偿方法,先对传感器进行迭代动态解耦降低其动态耦合误差,然后进行动态补偿降低其主通道动态误差,着重研究了迭代动态解耦过程中迭代的敛散性问题。针对现有迭代动态解耦方法在应用中有可能不收敛的问题,本文在此基础上引入预矩阵P(对角阵)以改变耦合矩阵在某些特定频率点的幅值,从而改善迭代解耦的收敛性。另外,本文还对力传感器的动态标定方法进行了改进,利用冲击剪断装置替代人手去剪断钢丝来产生阶跃力/力矩信号对传感器进行动态标定,并设计了检测电路来测量阶跃信号的阶跃边沿时间,以提高传感器动态标定的精度,从而为将来传感器的动态特性研究提供更好的依据。最后,以ATI Mini45多维力/力矩传感器为例,验证了上述方法的有效性。针对ATI Mini45传感器动态标定的实验数据研究结果表明,动态解耦-补偿后,传感器力和力矩方向的动态耦合率和耦合干扰的均方根误差都下降了70%以上,各通道的阶跃调节时间从几百毫秒缩短到3毫秒以内,超调量也从80%以上降低至5%以内,并将带宽从30 Hz左右扩大到100 Hz左右。因此,本文所研究的动态校正方法是切实可行、有效地。并且,针对ATI Mini45传感器的阶跃卸载测试实验也表明本文所改进的传感器动态标定方法能够有效提高传感器的动态标定精度。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2019-05-01）
王镜森[3]（2018）在《多维力传感器模型辨识与动态解耦方法的研究》一文中研究指出随着信息技术的发展,传感器的应用十分广泛,在国防、航空航天、交通运输、能源、电力、机械、石油化工、轻工等工业部门,环境保护和生物医学工程方面都大量采用。虽然测力传感器已广泛应用于各个领域中,并且多数已经商业化,但是对于多维力传感器的研究还存在许多问题需要解决。本课题首先构建了一种方型叁维力传感器弹性体,针对这种弹性体进行了有限元仿真,对弹性体的灵敏度及模态特性进行了分析,与其它弹性体结构特点做了比较,这种弹性体的结构灵敏度等指标优于其它结构弹性体;介绍了传感器模型辨识的两种方法,机理分析法与实验建模法,详细介绍了最小二乘法在系统辨识建模中的应用,并通过实验仿真验证了非线性最小二乘法在系统辨识的实用性;介绍了传感器需要动态补偿的原因及动态补偿的原理,并介绍了零极点配置法在设计动态补偿环节的应用,通过MATLAB仿真,得到传感器补偿后单位阶跃信号下的输出响应曲线。比较可知,补偿后传感器的动态特性得到显着提高。详细阐述了多维力传感器静动态解耦的几种可行方法。设计了一种自动式夹紧装置,搭建实验平台,对所构建的方型叁维力传感器进行了静动态特性实验。(本文来源于《上海应用技术大学》期刊2018-06-05）
黄舒[4]（2017）在《压电式多维力传感器晶组设计与制作关键技术研究》一文中研究指出重载操作机、大型碾环机、盾构机等巨型高端制造装备是制造产业链的基础装备,国家尖端制造业发展水平和国民经济的重要体现。随着“十叁五规划”和“中国制造2025”提出加速国内制造业朝着高端、智能化趋势发展,为实现制造装备空间实时力反馈与力顺应控制,需要对制造装备进行精确、高效的多维空间力测量,促使多维力传感器成为制造装备设计的关键技术之一。本课题在国家自然科学基金项目“基于并联分载原理的压电式六维大力传感器研究”(编号51205165)和山东省自然科学基金联合专项“压电式重载六维力传感器结构优化设计及其测试系统关键技术研究”(编号ZR2015EL031)的资助下,对压电式多维力传感器关键技术进行研究,具体研究内容如下:首先,论文基于石英晶体压电效应理论,对压电式多维力传感器进行结构设计包括传感器空间布局设计,根据力敏元件测量原理建立压电式多维力传感器空间受力模型,推导出压电式多维力传感器输出数学表达式,并对设计相应石英晶组序列,通过workbench软件对晶组形状进行仿真,确定晶组形状,依照经验公式对压电元件尺寸进行设计。其次,晶组是压电式多维力传感器的核心元件,是压电多维力传感器设计与制造核心关键技术之一。为此,对传感器晶组的关键制备工艺通过大量的实验进行研究分析,在清洗方面,选择合适的清洗设备、清洗溶剂、清洗方法对压电材料以及传感器制作过程中关键零件与设备进行去污处理,以保证清洁度;干燥方面,尤其是对压电材料的干燥时间、干燥温度、干燥方法等对晶体性能都有影响;检测技术包括绝缘阻抗值和晶轴的判别,检测绝缘阻抗值大于1013Ω,才能保证电荷稳定输出,无电荷泄漏现象,并采用正交实验方法分析出最佳的清洗、干燥方法,晶轴判别分析出晶轴与电极面之间的关系。最后,对压电式多维力传感器晶组的研制,设计了固定装置以及压片机辅助晶组制作,研制单元晶组与组合晶组,设计制作工艺与流程,并对研制的晶组序列进行性能标定实验,确定晶组的线性度、灵敏度、横向干扰、重复性误差指标。由实验结果分析,晶组输入与输出都具有良好的线性度较好,灵敏度较高等特性,验证晶组关键制造技术的正确性。(本文来源于《济南大学》期刊2017-06-01）
李昂[5]（2017）在《小型多维力传感器设计及应用》一文中研究指出力传感器的小型化是当今传感器发展的趋势,小型化多维力传感器在空间机械臂遥操作与航空航天工程的地面实验中有着非常重要的作用。装载于小型机械臂腕关节处的小型六维力/力矩传感器是帮助机械臂感知空间力觉信息并保障力控制与遥操作安全性的关键元件。用于空间站太阳能帆板铰接式伸展机构细长伸缩杆内力测量的小型力传感器对空间大型可伸展机构展开过程中的力控制具有重要意义。本文结合国家863项目“感知型机器人”和中国航天科技集团公司上海航天设备制造总厂委托项目“伸缩拉杆测试设备”,针对两种小型化力传感器的应用与技术指标要求,设计了传感器的测量单元、硬件电路和采集软件,对传感器进行标定实验验证传感器的测量精度,使研制的传感器满足实际测量需求和设计指标要求。首先,设计了小型六维力/力矩传感器的弹性体,通过ANSYS软件对弹性体设计进行结构静力学分析,在不断地进行参数优化后,最终确定弹性体结构与尺寸,并评价该结构尺寸设计的合理性。根据装配需求设计其他装配零件。其次,基于传感器小型化的设计要求,设计了小型六维力/力矩传感器的硬件系统,包括可以集成在传感器基座内部的两级信号放大电路和基于USB串口的数据采集电路。为评价传感器的静态性能,对传感器进行静态标定实验。设计了新型标定零件,实现小型化六维力/力矩传感器的精确标定。分别研究了基于最小二乘法拟合和基于遗传算法拟合的静态解耦算法,通过不同的算法对实验数据进行解耦、误差分析与比较,选择最优的算法提高传感器的测量精度。最后,本文设计了基于并联互补式测量单元的细长伸缩杆内力测量传感器。通过传感器测量单元上的两个S型传感器构成并联结构,利用该结构的差分补偿作用,解决细杆内力测量过程中干扰内力对有用内力测量的不利影响,提高传感器测量精度。通过传感器放大电路的零点调节功能与上位机软件的在线补偿消除零位误差,实现高精度、无损、操作简单与通用性良好的细长伸缩杆内力测量。最后通过标定与测量实验验证传感器的测量精度。课题研制的传感器已分别被应用于感知型机器人验证系统与大型空间伸展机构的伸缩拉杆内力测量,且应用效果良好。(本文来源于《东南大学》期刊2017-05-23）
周亚军[6]（2017）在《基于多维力传感器的机器人叶片磨抛力控制技术研究》一文中研究指出随着制造业的高速发展,人们对于航空叶片等复杂型面的工件磨抛的需求不断增加,精度要求也不断提高。传统的手工磨抛费时费力,而且成品率低;机床磨抛的工作空间小,加工柔性差而且设备过于昂贵。于是工业机器人的曲面磨抛得到了广泛关注,而影响机器人磨抛加工精度和均一性的很大因素又来自于机器人能否实现对接触力的有效控制。因此,本文在多维力传感器的基础上,开展了机器人的力控制磨抛加工研究。论文介绍了机器人叶片磨抛系统的组成单元及加工流程,并对力控制需求进行了分析,确定了机器人阻抗控制+遗传算法参数优化的控制策略。其次,针对力传感器的信号采集处理系统,通过信号滤波消除了外界噪声对测量值的干扰,使力信号更加稳定;通过静态标定获得原始信号向力/力矩信号转换的关系;通过机器人特殊位置下力信号的变化发现了力传感器零点漂移的规律,并提出了机器人在任意姿态下的实时重力/重力矩补偿算法,实现了力传感器信号向目标力的转移。随后,介绍了机器人砂带磨抛的基本原理并对工件进行了磨抛力分析;提出了机器人阻抗控制的理论模型并计算了控制系统的动态响应参数;为提高力跟踪的准确性及快速响应性能,提出了对阻抗控制参数进行遗传算法优化的计算方法,确定了双目标优化的适应度函数并详细介绍了遗传算法择优的计算过程。在机器人叶片磨抛平台上进行了力传感器的零点漂移补偿及实时重力补偿的实验验证,证明了补偿算法的有效性;开展了阻抗控制的单点力响应实验、遗传算法参数优化后的连续轨迹力跟踪实验,实验结果对比了有无阻抗控制、有无遗传算法优化的相关差异;最后进行了叶片的现场磨抛加工,型面精度及粗糙度均能达到工艺要求,验证了系统的力传感器补偿重力及力控制策略的有效性和优越性。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-05-12）
冯李航[7]（2017）在《多维轮力传感器及其运动—力解耦关键技术研究》一文中研究指出车轮力表征了车辆车轮与地面相互作用的结果,实时的轮力信号为对车辆动态性能测试和主动安全分析评价起到至关重要的作用,如路谱采集和台架模拟再现、轮胎动特性、悬架动态特性、车辆行驶路面感知等。车轮力传感器(Wheel Force Transducer, WFT)为实时的轮力测量提供了一种有效的手段,因此研发和设计具有自主知识产权的轮力传感器对于提高我国的车辆检测技术水平具有重要意义。本文围绕多维轮力传感器,针对传感器在运动状态的测量和解耦等进行了系统性研究。论文主要内容如下:1.针对现有WFT在运动场中的测量精度不高问题,从理论上分析了传感器自身惯性引入的误差及其耦合机理,提出了进行运动-力解耦研究的思路和方法。在轮辐式WFT的测量和结构解耦原理的基础上,基于运动场中的牛顿定律建立其惯性力学模型,并利用有限元对惯性耦合进行了仿真和验证。2.将惯性测量技术引入轮力测量,设计实现具有运动感知功能的多维WFT,包含轮力、转角、惯性测量的多传感器系统。根据系统架构和总成方法,将设计分为感知、采集、传输和处理等多个环节,完成了传感体的机械结构优化与设计、采集和传输模块等硬件电路设计,给出了运动-力解耦的信息处理方法。3.面向WFT系统的多传感器初值问题研究。由于实际安装、加工、工艺等原因,传感器弹性体、编码器、惯性传感器与车轮坐标系并不完全一致,存在初值误差而影响解耦精度,因此,本文利用旋转解算的交变信号特征,设定特定的工况如水平停车或匀速行驶,研究多传感器WFT系统的初值校准方法。4.兼顾降噪和角加速度预测的WFT滤波方法研究。考虑实际测量与惯性解耦特征,直接利用陀螺仪输出估计角加速度将引入严重的漂移误差,本文采用了一种基于Singer-QKF的滤波和估计方法,兼有系统噪声抑制和实时状态估计。5. WFT非线性惯性力耦合回归问题研究。实际运动场的耦合是动态且变化的,通过改进连续加速度加载的标定方式,并利用最小二乘支持向量机进行学习训练,实现对非线性惯性力的回归预测,进一步提高实际运动-力解耦的精度。6.运动感知WFT标定与实验研究。依托并设计不同的标定平台和方法,对传感器的轮力静态特性和惯性力稳态特性进行了实验研究;特别是定义了惯性耦合分析的不同性能指标,基于Carsim仿真环境验证了解耦方法的可行性,最后给出了应用于实车路试的测量和解耦结果。(本文来源于《东南大学》期刊2017-02-01）
杨双龙,徐科军,舒张平,许伟[8]（2016）在《应变式多维力传感器的故障诊断方法与实现》一文中研究指出针对应变式多维力传感器在应用中往往出现测量电路的短路、断路、虚短、虚断等故障问题,提出基于恒流激励与矩阵扫测的故障诊断方法。针对短路故障,提出采用恒流扫测传感器输出引线与传感器基体之间以及传感器的两两输出引线之间阻值的方法来进行故障诊断;针对断路故障,对传感器各通道进行独立诊断,给出了恒流矩阵扫测方式,建立了断路故障查询表,以根据扫测结果采用查表法进行故障诊断;针对虚短、虚断故障,采取多次循环扫测、根据故障出现次数来辨别判断。据此,以MSP430F5529单片机为核心研制了低功耗电池供电式应变多维力传感器故障诊断系统,适用于多至8个通道的多维力传感器。测试结果表明,所研制的故障诊断系统针对简单故障或较为复杂的故障情况均可通过一次自动诊断或自动诊断与人工排查相结合的多次诊断方式来正确地判断出故障类型和位置,且8通道故障诊断耗时仅需约13 s,从而能够大幅缩短应变式多维力传感器的故障排查时间,提高传感器维护效率。(本文来源于《电子测量与仪器学报》期刊2016年09期）
刘炜[9]（2016）在《多维力传感器的检测装置研究应用》一文中研究指出多维力传感器指的是一种能够同时测量两个方向以上力及力矩分量的力传感器。目前,国内外无统一的多维力传感器的检测方法及装置的研发应用,实现多维力传感器检测装置的研究应用,对统一检测方法、保证量值传递具有重要意义。(本文来源于《衡器》期刊2016年04期）
罗晓平,翁俊,倪博[10]（2015）在《基于双力源的迭加式多维力传感器校准装置研究》一文中研究指出介绍了一种基于迭加机原理的双力源多维力传感器校准装置的设计与研制,对装置的测量不确定度进行了分析,通过对叁分量力传感器的校准实验,证明了校准装置不仅可以对多分量力传感器进行单分量校准,还能方便地实现耦合误差的校准。(本文来源于《宇航计测技术》期刊2015年06期）
多维力传感器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
在科学试验和工业生产中,多维力传感器得到了广泛的应用。但随着技术的发展,应用中需要对多维力进行动态测试的场合越来越多,这就对多维力传感器的动态特性提出了很高的要求。然而,目前最常用的应变式多维力传感器的动态响应速度慢、超调量大,且存在维间动态耦合,无法满足动态测试的要求。对此,本文主要分析了应变式多维力传感器的动态特性,并就现有动态校正方法在应用中存在的问题进行了研究,对动态补偿、动态解耦和动态标定方法进行了改进。在动态补偿方面,本文提出了一种新的基于系统辨识和误差超限模态校正的方法,以解决现有方法有时不能同时提高时域跟随性能和拓宽频域测量带宽的问题。该方法将动态补偿过程分为一次补偿和二次补偿。首先,通过系统辨识方法得到一次补偿器,在全频带内对传感器进行一次补偿;然后,构造一个具有统一结构二次补偿器,有针对性地补偿限制传感器测量带宽的误差超限模态。具体讨论了四类二次补偿器的构造方法,并说明了多个二次补偿器的循环构造过程和传感器动态补偿流程。在动态解耦-补偿方面,本文提出了一种基于预矩阵的迭代动态解耦-补偿方法,先对传感器进行迭代动态解耦降低其动态耦合误差,然后进行动态补偿降低其主通道动态误差,着重研究了迭代动态解耦过程中迭代的敛散性问题。针对现有迭代动态解耦方法在应用中有可能不收敛的问题,本文在此基础上引入预矩阵P(对角阵)以改变耦合矩阵在某些特定频率点的幅值,从而改善迭代解耦的收敛性。另外,本文还对力传感器的动态标定方法进行了改进,利用冲击剪断装置替代人手去剪断钢丝来产生阶跃力/力矩信号对传感器进行动态标定,并设计了检测电路来测量阶跃信号的阶跃边沿时间,以提高传感器动态标定的精度,从而为将来传感器的动态特性研究提供更好的依据。最后,以ATI Mini45多维力/力矩传感器为例,验证了上述方法的有效性。针对ATI Mini45传感器动态标定的实验数据研究结果表明,动态解耦-补偿后,传感器力和力矩方向的动态耦合率和耦合干扰的均方根误差都下降了70%以上,各通道的阶跃调节时间从几百毫秒缩短到3毫秒以内,超调量也从80%以上降低至5%以内,并将带宽从30 Hz左右扩大到100 Hz左右。因此,本文所研究的动态校正方法是切实可行、有效地。并且,针对ATI Mini45传感器的阶跃卸载测试实验也表明本文所改进的传感器动态标定方法能够有效提高传感器的动态标定精度。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
多维力传感器论文参考文献
[1].高芳芳.基于ANSYS的机器人多维力传感器的模拟研究[J].自动化与仪器仪表.2019
[2].杨睿.应变式多维力传感器动态校正中的关键问题研究与动态校正方法改进[D].合肥工业大学.2019
[3].王镜森.多维力传感器模型辨识与动态解耦方法的研究[D].上海应用技术大学.2018
[4].黄舒.压电式多维力传感器晶组设计与制作关键技术研究[D].济南大学.2017
[5].李昂.小型多维力传感器设计及应用[D].东南大学.2017
[6].周亚军.基于多维力传感器的机器人叶片磨抛力控制技术研究[D].华中科技大学.2017
[7].冯李航.多维轮力传感器及其运动—力解耦关键技术研究[D].东南大学.2017
[8].杨双龙,徐科军,舒张平,许伟.应变式多维力传感器的故障诊断方法与实现[J].电子测量与仪器学报.2016
[9].刘炜.多维力传感器的检测装置研究应用[J].衡器.2016
[10].罗晓平,翁俊,倪博.基于双力源的迭加式多维力传感器校准装置研究[J].宇航计测技术.2015
论文知识图
