【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于测量系统或结构的系统响应函数的系统和方法。在一些实施方案中，本专利技术涉及用于向系统或结构施加激励力并且测量该系统或结构对所施加的激励力的响应的系统和方法。
技术介绍
技术实现思路
1、在一些实施方案中，系统响应函数(srf)特征在于向被测试结构施加已知激励力，并且然后测量所产生的响应(例如，加速度响应)。为获得有意义的结果，在不同方向(例如，笛卡儿坐标系的x方向、y方向和z方向)上将一个或多个激励器设备和一个或多个响应传感器联接到被测试结构。激励器设备可以包括例如被配置成向被测试结构施加振动力或冲击力的摇动器设备，并且响应传感器可以包括例如加速度计。在一些实施方案中，激励器设备和响应传感器可以永久安装在被测试结构上。但是，永久安装要求，使用新的仪器来测量每一不同结构的srf。在测量多个不同结构(例如，在生产线上组装)的srf时，针对每一结构使用新的仪器可能增加生产成本，并且由于仪器的不准确性和变化而在测量结果之间引入实验不确定性和测量误差。相反地，如果通过在每个结构上临时安装仪器来使用同一组仪器对多个不同结构进行srf测量，由于仪器放置的变化以及因重复附接、移除和相关联搬运所致的仪器可能变化，仍然可能产生实验不确定性和测量误差。
2、因此，在各种实施方案中，本公开中描述的系统和方法提供用于将测量硬件永久安装在预先定义的位置处以实现快速且可靠的自动化srf测量的固定装置(夹具，fixture)。在一些实施方案中，该固定装置联接到测试台，并且被配置成在srf测量过程
3、在测量多个不同结构(例如，在生产线上组装的具有相同设计的不同结构)的srf时，在被测试结构上安装用于每一测试的仪器增加测试时间和工作量。由于仪器的不准确性和变化，还可能在测试结果之间引入实验不确定性和测量误差。相反地，如果通过将仪器永久安装在阻抗固定装置(该阻抗固定装置又连接到每一被测试结构)上来使用同一组仪器对多个不同结构进行srf测量，由于没有仪器放置的变化以及因重复附接、移除和相关联搬运所致的仪器可能变化，可以最小化实验不确定性和测量误差。在一些实施方案中，阻抗固定装置充当“仪表化垫圈”，以将被测试结构连接到测试台。此“仪表化垫圈”将所有激励器和传感器(其原本将被“胶合”)都保持到被测试结构。因此，测试结果和测量结果可以更准确(没有操作员不确定性)且更快，并且笛卡儿坐标系在所有测量期间保持不变(该坐标系由永久安装的仪器定义)。
4、在一些实施方案中，阻抗固定装置(包括永久附接的仪器)充当安装在被测试结构与测试台之间的被动结构部件(类似于复杂设计的垫圈)。阻抗固定装置不会改变被测试结构的预期操作(例如，在测试程序中，从左向右转向，以表征台架上转向系统的声学性能)。在一些实施方案中，当关闭sut时(没有转向机动动作)，一次操作一个附接到阻抗固定装置的激励器设备，以表征系统的srf。在一些实施方案中，感兴趣的测量位置(例如转向支座的中心)无法进行直接测量(即，支座的中心的力和力矩激励以及平移和旋转响应测量)。在此情况下，可以使用坐标变换来将阻抗固定装置上的力激励和响应测量结果投影到感兴趣的点(例如，转向支座的中心)上。换句话说，使用阻抗固定装置上的力激励和响应测量结果(在感兴趣的点附近)来确定“虚拟激励和响应”。在一些实施方案中，阻抗固定装置在靠近于感兴趣的点的区域中是刚性的，使得可以实施准确的坐标变换。换句话说，阻抗固定装置在感兴趣的频率范围内(分析srf的频率范围；例如10hz-3khz)表现得像刚性体，而没有局部柔性(阻抗固定装置自身的本征频率在10hz-3khz之间)。否则，局部柔性可能导致坐标变换(其是线性投影)误差。
5、在一个实施例中，本专利技术提供一种用于表征被测试结构对所施加激励力的响应(和/或被测试结构和联接到其的固定装置的组合响应)的系统。该系统包括固定装置、多个激励设备以及多个响应传感器。该固定装置可选择性地联接到被测试结构，并且被配置成以相对于固定装置的已知位置和已知取向保持被测试结构。这多个激励设备中的每一激励设备均以相对于固定装置的不同已知位置和不同已知取向联接到固定装置，并且被配置成可控制地向固定装置施加激励力。这多个响应传感器中的每一响应传感器均联接到固定装置，并且被配置成感测动态响应。由激励设备中的每一者施加到固定装置的激励力由该固定装置传送到被测试结构，并且由响应传感器中的每一者测量的动态响应指示被测试结构对所施加激励力的响应。在一些实施方案中，该系统包括控制器，该控制器被配置成接收响应传感器数据，并且应用数学坐标变换以将力和力矩投影到被测试结构的目标点，并且至少部分基于该投影计算系统响应函数。在一些实施方案中，激励设备被布置成相对于被测试结构的目标点在平行于至少三个不同轴线的方向上施加线性激励力，并且相对于被测试结构的目标点围绕至少三个不同轴线中的每一者施加旋转激励力。
6、在一些实施方案中，本专利技术提供一种操作该系统的方法：选择性地将第一被测试结构联接到固定装置；选择性地且可控制地操作这多个激励设备，以向第一被测试结构施加多个激励力；接收力响应数据；并且然后应用数学坐标变换以将力和力矩投影到目标点，然后计算系统响应函数。然后，使第一被测试结构与固定装置脱离联接，并且将第二被测试结构联接到固定装置，而不改变激励设备或响应传感器的相对位置和取向。然后，选择性地且可控制地操作激励设备，以向第二被测试结构施加多个激励力，针对第二被测试结构接收新的力响应数据，并且再次应用数学坐标变换以将第二被测试结构的力和力矩投影到目标点，然后计算第二被测试结构的系统响应函数。
7、通过考虑具体实施方式和附图，本专利技术的其他方面将变得显而易见。
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1.一种用于表征被测试结构的响应的系统，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其还包括控制器，所述控制器被配置成：
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述控制器还被配置成选择性地向所述多个激励设备施加激励信号，其中向所述激励设备施加所述激励信号致使所述激励设备施加对应于所述激励信号的激励力，
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个激励设备包括多个振动摇动器设备，每一振动摇动器设备均被配置成沿着所述振动摇动器设备的操作轴线施加振动力，其中所述多个激励设备包括以若干位置和取向联接到所述固定装置的多个激励设备，所述激励设备被配置成：
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述固定装置被配置成在联接点处选择性地联接到所述被测试结构，其中所述多个激励设备包括：
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述多个激励设备还包括：
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述第二轴线垂直于所述第三轴线，并且其中所述第二轴线和所述第三轴线在垂直于所述第一线性激励力的所述激励轴线的平面内。
8.根据权利要求7所述的系统，
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个响应传感器包括：
10.根据权利要求6所述的系统，其中所述第一x轴激励设备和所述第二x轴激励设备的定位致使所述第一x轴激励设备和所述第二x轴激励设备均施加围绕所述第三轴线的旋转激励力，并且其中所述第三x轴激励设备和所述第四x轴激励设备的定位致使所述第三x轴激励设备和所述第四x轴激励设备均施加围绕所述第二轴线的旋转激励力。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个响应传感器包括以若干位置和取向联接到所述固定装置的多个激励设备，所述激励设备被配置成：
12.根据权利要求1所述的系统，其中固定装置包括C形固定装置，所述C形固定装置包括延伸跨越联接点的两个相对侧的结构体，所述C形固定装置在所述联接点处联接到所述被测试结构。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述固定装置包括L形固定装置，所述L形固定装置包括延伸跨越联接点的两个相邻侧的结构体，所述L形固定装置在所述联接点处联接到所述被测试结构。
14.根据权利要求1所述的系统，其还包括控制器，所述控制器被配置成应用数学坐标变换，以至少部分基于所述激励设备和所述响应传感器相对于所述被测试结构的目标点的已知位置和已知取向将由所述激励设备施加的所述激励力的力和力矩以及由所述响应传感器感测到的动态响应投影到所述被测试结构的所述目标点。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述激励设备和所述响应传感器相对于所述被测试结构的所述目标点的所述位置和取向因所述激励设备和响应传感器在所述固定装置上的已知布置以及所述被测试结构相对于所述固定装置的已知几何形状而是已知的。
16.根据权利要求14所述的系统，其中应用所述数学坐标变换包括应用选自由虚拟点变换、有限差分逼近和多点连接组成的群组中的至少一者。
17.一种使用根据权利要求1所述的系统表征系统响应函数的方法，所述方法包括：
18.根据权利要求17所述的方法，其还包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于表征被测试结构的响应的系统，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其还包括控制器，所述控制器被配置成：
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述控制器还被配置成选择性地向所述多个激励设备施加激励信号，其中向所述激励设备施加所述激励信号致使所述激励设备施加对应于所述激励信号的激励力，
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个激励设备包括多个振动摇动器设备，每一振动摇动器设备均被配置成沿着所述振动摇动器设备的操作轴线施加振动力，其中所述多个激励设备包括以若干位置和取向联接到所述固定装置的多个激励设备，所述激励设备被配置成：
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述固定装置被配置成在联接点处选择性地联接到所述被测试结构，其中所述多个激励设备包括：
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述多个激励设备还包括：
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述第二轴线垂直于所述第三轴线，并且其中所述第二轴线和所述第三轴线在垂直于所述第一线性激励力的所述激励轴线的平面内。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述多个激励设备还包括：
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个响应传感器包括：
10.根据权利要求6所述的系统，其中所述第一x轴激励设备和所述第二x轴激励设备的定位致使所述第一x轴激励设备和所述第二x轴激励设备均施加围绕所述第三轴线的旋转激励力，并且其中所述第三x轴激励设备和所述第四x轴激励设备的定位致使所述第三x轴激励设备和所述第四x轴激励设备均施加...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·斯特鲁姆，K·维也纳，M·扬科尼斯，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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