基于应变测量的液体动态称重技术研究

论文摘要

本文所研究的基于应变测量的液体动态称重技术问题是在目前国内外对于动态重技术的研究及解决尚不成熟的背景下提出的,利用测量系统的数学模型,从软件技术方面解决问题。论文首先阐述了动态称重测力的特征,为了进行快速、连续、准确的测量,用非线性参数辨识方法确定称重质量方面进行探索。通过对液体灌装过程的分析,建立了动态数学模型。通过对动态模型在脉冲激励下的响应分析,推导出了响应模型。根据短时内连续灌装等于单位质量冲击的假设,首先推导出单位质量系统响应模型,采用非线性参数辨识的方法对理论计算数据、实验数据进行了分析,验证了该方法的可行性。在此基础上建立了连续液体灌的辨识数学模型,经验证该模型对理论计算的相应结果有效,但对实验数据的辨识结果差异较大,不能实际应用。反过来用单位质量响应模型进行的辨识完全适应连续液体灌装实验数据,因此推荐使用该方法进行液体灌装称重系统的重量辨识。在对实验数据分析时,发现仅考虑系统的一个方向的固有频率是不行的,称重系统的横向频率和测试系统干扰的能量大于系统弹性振动的能量,不利于参数辨识的准确性。在硬件系统设计时应考虑消除这些影响,提高辨识的准确性。本文在用非线性参数辨识方法确定称重质量方面进行了有益的探索,但在计算方法上,消除其他干扰上的研究工作并不深入,希望后人能在此方面继续开展研究工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景、意义
• 1.2 动态称重的现状和发展趋势
• 1.3 动态称重的解决方案
• 2 动态称重系统模型的建立
• 2.1 称重系统的数学模型分析
• 2.2 称重系统动态特性的识别
• 2.2.1 锤击法
• 2.2.2 系统对脉冲激励的响应
• 2.2.3 求系统的阻尼比
• 2.2.4 求系统的固有频率
• 2.2.5 求振动系统质量
• 2.2.6 锤击试验
• 2.3 称重系统动态数学模型及分析
• 2.3.1 单位质量物料的称重动态模型及分析
• 2.3.2 非线性系统参数识别
• 2.3.3 连续物料下落的称重系统模型
• 2.4 小结
• 3 试验及试验结果分析
• 3.1 实验数据分析方法
• 3.1.1 信号
• 3.1.2 信号的时域分析
• 3.1.3 信号的时频分析
• 3.2 静态试验数据分析
• 3.3 水测试结果分析
• 3.4 试验结果分析小结
• 4 结论
• 致谢
• 参考资料
• 附录