激光水平的高保真建模通过脉冲窗软件锁定PSD传感器传感器
Shudong Zhuang1, Jiale Sun1, Rugao He2
1College of Mechanical and Electrical Engineering, Hohai University, Changzhou 213251, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|February 27, 2026
概括
这项研究引入了一种新的脉冲窗软件锁定 (PWSL) 方法,以准确测量自平衡机制中的自然频率和阻尼比等动态参数. 该方法成功识别了未建模的摩擦,提高了精确仪器设计.
科学领域:
- 机械工程 机械工程
- 振动分析 振动分析
- 精密仪器仪器仪表 精密仪器仪表
背景情况:
- 精确的动态参数 (自然频率,减噪比) 对于自我平衡机制至关重要.
- 传统的有限元分析 (FEA) 与微摩擦作斗争,接触方法会引起干扰.
- 现有的方法缺乏先进应用所需的精度.
研究的目的:
- 开发一个综合框架,用于精确识别激光级自平衡机制中的动态参数.
- 克服传统FEA和接触测量技术的局限性.
- 通过精确的建模,使精确的摆形仪器能够精细设计.
主要方法:
- 集成脉冲窗口软件锁定 (PWSL) 传感与数据驱动模型更新.
- 开发一种非接触式位置敏感探测器 (PSD) 系统.
- 使用定制的PWSL算法与10kHz激光载波用于高保真度信号提取和噪声抑制.
主要成果:
- 实验自然频率 (2.861 Hz) 与模拟 (2.987 Hz) 相比显示了4.22%的误差.
- 测量缓冲比率 (0.1435) 超过模拟 (0.1255) 的14.34%,表明没有建模的摩擦.
- 更新FEA模型以相当的摩擦系数将减缓预测误差降低到0.97%.
结论:
- 该PWSL方法准确地捕获动态参数,揭示未建模的能量消耗.
- 数据驱动模型更新通过结合摩擦来有效地改进FEA模型.
- 这一综合框架为设计高性能精密仪器提供了可靠的基础.
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