求教关于实测振动信号的处理问题

diying813

大家好，我的课题是做大功率拖拉机主动减振的。最近去做实验测了一些数据回来，但是我对信号处理了解甚少，对着这一堆数据，不知道怎么处理才好。之前我是用labview里面的那些信号分析的工具直接处理的，但是感觉可能不太合适，而且里面有些函数我感觉差不多，都不知道该用哪个好，求大神指导。具体的是，我是要做主动减振，也就是要控制低频振动。
然后我做的实验分了两种路面情况，一种是在水泥平路上匀速行驶所采集的信号，采样率是1000HZ，大概每次实验跑了20秒左右；
还有一种情况是在刚才的水泥路面上放了一根长长的水泥条，等于是加了个障碍，拖拉机也是匀速行驶，中间会过这个障碍，每次实验总时长也差不多是20秒吧。
我采集的信号包括几个点（前轴，后轴，驾驶室里的一点）垂直方向加速度。悬挂杆件哪里一个下拉杆轴销处牵引力的垂直分量（这个牵引力信号在传感器输出在-4V左右波动）。
我想请教下，这两种情况得到的实验数据分别应该怎么处理呢？是不是第一种可以看做平稳随机信号，第二种是非平稳的？

我想通过分析加速度信号得到拖拉机的一些时域和频域的振动特性，然后还想把一些不同的情况测得的加速度信号做对比，比较那种情况振动强度大。然后就是，我的牵引力信号和某点的加速度信号可能存在一定的关系，我想分析它们的关系。。。这些内容，求大神指导提供思路！！！跪谢

diying813

木有人理我呢，自己顶一个吧

diying813

55555555555555555，求指导

westrongmc

　　提出一些建议，可能挂一漏万，算是抛砖引玉吧。
　　数据采集过来之后，我认为应该做以下几项工作：
　　1)检查数据的可用性，看采集的数据是否正确。
　　2)数据可用的情况下，分析时域信号：看其统计值：最大、最小、有效值等;
　　3)频谱分析：看主要的频率分布在什么范围，多大;
　　4)既然是拖拉机，应该有乘坐舒适性方面的问题：按照平顺性方面进行评价;
　　5)看数据跟工况之间的关系;
　　6)看几个关键点之间的传递率，看振动的衰减、放大情况。
　　另外注意，如果进行比较，应限定在某个频率范围之内。

diying813

westrongmc 发表于 2014-6-12 20:02
提出一些建议，可能挂一漏万，算是抛砖引玉吧。

谢谢您啦

wanyeqing2003

请问楼主在什么单位工作，研究拖拉机的主动控制问题。
10多年前，我曾在拖拉机研究所工作，做过一些拖拉机振动的试验研究，不过那时候的试验技术比较落后。
前几天，又去研究所出差，看到125马力拖拉机在做试验，又看到几百马力拖拉机的视频，感觉到拖拉机技术在中国的发展。

言归正传，楼主所说的低频主动控制，是要控制什么部件的振动，控制频段是多少？
拖拉机振动的频率成份比较复杂。路面激励为主的振动，多为10Hz以下的频率成份。发动机激励为主的振动，频率都在30Hz以上，还有上百Hz的频率分布。

如果路面激励的振动，也就是10Hz以下的频率成分的低频振动。
对于平滑路面行驶，拖拉机振动应该是平稳随机过程。平稳性检验可用轮次检验方法。
20秒的记录时间短了一些。为了确保数据有效，需要多段平滑以及必要的滤波。可以运用频域方法处理。

另一种过凸块的工况，应当是瞬态激励，记录时间只要能反映冲击作用的完整时间过程即可。可以参考脉冲激励的分析。

diying813

wanyeqing2003 发表于 2014-6-12 22:07
请问楼主在什么单位工作，研究拖拉机的主动控制问题。
10多年前，我曾在拖拉机研究所工作，做过一些拖拉机 ...

您好，我是在中国农业大学读博士。我要控制的振动是这样的，我研究的也是大马力拖拉机，带有电液悬挂系统，运输过程中，后面的农具提升到最高，当路面不平坦时候，由于地面的激励，加上后悬挂农具的存在，俯仰振动会加剧。我主要就是想控制这种振动，因为用的是拖拉机自带的电液悬挂系统进行控制，响应速度也不会太快，所以只能控制很低的频率。谢谢您给予的指导，我对信号处理了解的还是实在太少，我再仔细考虑考虑，要是有问题再请教您，嘿嘿

wanyeqing2003

个人理解：
1、农田耕作路况与水泥地面振动状况相差甚远，可能激励频率更低；
2、悬挂农机具是另一个振动激励源，振动形态别样。
3、低频控制的特点应该是大位移，慢反应的控制，相对容易一些。

diying813

wanyeqing2003 发表于 2014-6-12 22:38
个人理解：
1、农田耕作路况与水泥地面振动状况相差甚远，可能激励频率更低；
2、悬挂农机具是另一个振动 ...

那教授像我的实验的情况，特别是第二种过障碍的，需不需要进行时频分析呢。然后关于振动强度的对比，我看汽车平顺性里面，用80HZ以内的加权均方根值作为评价标准，或者是类似的别的，但是我这里只我只考虑10HZ一下的振动，并且我可能并不取人所在的位置作为评价的点，那我应该怎么样对比两种工况下那种振动强度更大呢（比如带农具和不带农具的时候，比如不同速度的时候）

diying813

wanyeqing2003 发表于 2014-6-12 22:38
个人理解：
1、农田耕作路况与水泥地面振动状况相差甚远，可能激励频率更低；
2、悬挂农机具是另一个振动 ...

关于过障碍的这种情况的数据分析，还请教授详细指点下呢，然后关于我想找到采集的牵引力和加速度之间的，有没有什么好的办法，因为以后控制的时候是不用加速度传感器的，直接检测牵引力的垂直分量表征振动的大小，作为如何控制的依据

wanyeqing2003

有几个问题需要澄清一下：
1、你要明确控制点或目标是什么。单目标，还是多目标。
2、过障碍和平路行驶的控制方式应当有区别。
3、汽车平顺性中的加权均方根值指的是对人体全身振动舒适性的评价。你的控制目标是否为人体振动？

看来有些知识面还有较大提升空间。

diying813

wanyeqing2003 发表于 2014-6-12 23:00
有几个问题需要澄清一下：
1、你要明确控制点或目标是什么。单目标，还是多目标。
2、过障碍和平路行驶的 ...

我其实有些犯糊涂，我的理解是，按理说减振的话应当还是要以人体舒适为目标，但是拖拉机的振动实在是很强烈，恐怕靠这个低频减振也不能满足人体的要求。之前看过一个视频，是国外的成熟的这个主动减振，演示的是拖拉机后悬挂农具上放了一个框子，里面放了个球，当过障碍的时候，由于大幅度的振动，球掉出来了，但打开控制时，过去的时候，明显的看出来振动减小，球也没有掉出来。我想我应该就是想达到这种效果吧。我觉得我应该是要减小拖拉机在那种不平的乡间路面上运输时候的振动，但是实验场地只有水泥路面和田地，在田里跑不是我要研究的，所以就在水泥路跑了。后来老师说在水泥路上跑振动不够大（我是想让是带农具和不带农具两种情况的振动差别大一些），所以后来又加了障碍，做了实验。其实还做了两种实验，隔一段距离放一个障碍（大致等间距，放了四个），但是不知道要怎么分析

wanyeqing2003

关于人体振动请参考ISO2531。
人体振动垂直敏感频率是4~8Hz，还应该是低频。

需要再积累些知识和经验。

diying813

wanyeqing2003 发表于 2014-6-12 23:53
关于人体振动请参考ISO2531。
人体振动垂直敏感频率是4~8Hz，还应该是低频。

我知道人体的那个是4到8HZ，不过我这里说的低频是更低的，特别是我需要减小的这种农具引起的俯仰，大概最多也就1-2HZ的样子啊

17451902

diying813 发表于 2014-6-13 09:23
我知道人体的那个是4到8HZ，不过我这里说的低频是更低的，特别是我需要减小的这种农具引起的俯仰，大概最 ...

我们是嘉兴市振恒电子，是中国地震局工程力学研究所独家授权的公司，主要有做低频超低频测振仪器和一些测试，如果有需要，可以一起探讨和合作