[发明专利]车轮加载弯矩检测系非正交测量误差修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车轮加载弯矩检测系非正交测量误差修正方法，使用车轮旋转弯曲疲劳试验机对车轮进行弯曲疲劳试验，采用本发明之方法能够提高车轮加载弯矩精度，属于电子信号处理技术领域。

背景技术

车轮旋转弯曲疲劳试验机是一种为车轮提供动态弯矩，模拟汽车在行驶中车轮所承受的动态载荷的试验设备，其试验方法如下：两个弯矩检测传感器安装在加载臂上，构成正交检测系。弯矩加载电机旋转带动偏心质量块回转，为试验车轮提供激励，通过加载臂为试验车轮提供加载弯矩，由正交检测系实时检测试验车轮加载弯矩值，并输送至控制器，控制器将该检测值作为反馈量通过调节弯矩加载电机转速控制试验机加载弯矩值。如果反馈量小于给定弯矩，则弯矩加载电机加速旋转，反之，弯矩加载电机减速旋转，实现车轮旋转弯曲疲劳试验的闭环控制。但是，由于弯矩检测传感器安装误差等原因，正交检测系存在非正交测量误差，反馈的弯矩圆椭圆化，加大了车轮旋转弯曲疲劳试验机加载弯矩控制误差，造成了被测车轮的某个方向疲劳破坏加速，同时也降低了对车轮弯曲疲劳性能评价的一致性。按照中国国家标准规定，源自非正交原因造成的车轮加载弯矩误差不超过±2.5％。因此，必须对车轮旋转弯曲疲劳试验机车轮加载弯矩非正交测量误差进行修正。现有技术采用建立特定环境方法来解决非正交测量误差修正问题。如专利号为201010192636.2、名称为“三轴矢量传感器及两轴矢量传感器的标定补偿方法”的一件中国专利公开了一种方案，该方案涉及一种两轴矢量传感器的标定补偿方法，该方法通过建立矢量传感器的误差修正数学模型，选取某一已知准确测量点作为两轴矢量传感器标定的理论值，标定补偿矢量传感器的测量结果。再如一篇发表在《水雷战与舰船防护》2009年2月第17卷第1期第53～55页，题目为“三轴传感器正交性误差分析及测量方法研究”的文献公开了一种利用三轴转台来修正磁传感器三轴非正交性误差的方法，所述三轴转台须具有较高的三轴垂直度和较小的角度误差，同时还必须产生一个磁场强度均匀且恒定的磁场。所述两项现有技术存在的问题一是都需要借助专门的高精度辅助系统来建立试验环境，提供非正交误差修正的理论值，二是由于对传感器非正交误差修正精度的要求越来越高，建立试验环境的难度和成本也越来越高。

发明内容

本发明其目的在于，借助现有车轮旋转弯曲疲劳试验机控制器，以纯粹的数学手段修正车轮加载弯矩检测系非正交测量误差，为此我们提出本发明之车轮加载弯矩检测系非正交测量误差修正方法，与现有技术相比，该方法无须借助专门的高精度辅助系统来建立试验环境，只是根据车轮加载弯矩检测值确定非正交测量误差修正矩阵，由车轮旋转弯曲疲劳试验机控制器先行修正该检测值中的非正交误差，再将修正后的检测值即修正值作为试验机弯矩加载控制的反馈量控制弯矩加载，本方法与现有技术具有相当的修正精度。

本发明之修正方法其特征在于，先就加载弯矩检测值(x′，y′)做相关运算，再确定非正交误差角

式(1)中：R_x′y′(0)为x′方向加载弯矩检测值和y′方向加载弯矩检测值无延时的互相关运算值，R_x′x′(0)为x′方向加载弯矩检测值无延时自相关运算值，R_y′y′(0)为y′方向加载弯矩检测值无延时自相关运算值，x′方向和y′方向为弯矩非正交检测系的方向轴；

然后由修正矩阵

修正加载弯矩检测值(x′，y′)中的非正交误差，得到修正后的加载弯矩检测值即修正值(x，y)：