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j，汽车?拖拉机》I993.2
[设计试验]
减振器阻尼系数的新测试方法
型兰竺鲎
(吉林工业大学)
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【摘要】本文介绍计算机控制的结构动态试验系统测试硪握器阻尼系数的新方法.文中着重论述结掬 动态试验系统的组成，测试原理及数据处理方法.
J蕊,J
叙词：臧振器测试直珐汽车
一
，前言
减振器在汽车，拖拉机的悬挂系统中主要起调节系统振动阻尼，阻尼系数是减振器的
一
个重要参数.由于减振器芯阀节流孔流量特性的非线性，油压式减振器的阻尼系数并不是
常数，而是随着往复振动的频率和振幅的变化而变化.因此，用减振器悬挂车辆或设计隔振
缓冲装置时，必须知道减振器的阻尼系数对频率和振幅的依赖程度.针对这一实际需要，我
们研究了一种用计算机控制的结构动态试验系统测试减擐器阻尼系数的新方法，用该方法
很快啦测出各种频率和振幅下的减振器阻尼系数.结构动态试验系统原理妇图l 所示.
喷嘴清洗圈l列试系统原理框图
嚣情薯嚣
2《汽车?拖拉机't993.2
二，测试系统
测试系统主要由液压伺服系统，模拟控制系统，计算机及其接口系统和被测减振器组
成,(见图1).液压伺服系统由供浊泵，伺服阀，作动器及附件组成油泵供给的高压油经管路流到伺服阀，再经伺服阀流到作动器.进入作动器的高压油流量与伺服阀的控制电流 成正比，从而在作动器上完成所需要的动作.
模拟信号控制系统是计算机控制电液伺服控制系统的中间环节，它从订算机得到指令信 号，然后对信号进行放大，最后输出给伺服阀，由伺服阀发出电流信号控制高压油的流量,
并推动作动器工作.同时模拟控制系统从作动器上得到各种控制用自钮反馈信号，以构成系统
的闭环控制.另外，试验系统的超限报警，自动保护，显示等功能亦由模拟控制系统来完
成.
计算机系统的硬件主要由主机，显示器，键盘，打印机和绘图仪以及A/D和D/A接口
组成.训'算机系统的软件是在RSX--11M操作系统的基础上配备了IIFC应l_软件，同时还有
时间信号生成软件和文件编辑软件.RSX--11M操作系统由控制台服务程序，软件管理服务.
程序，设备驱动程序和一些实用程序组成，每个部分包含一个或几个功能收决.应
用软件主
要完成基本试验数据的输入，模拟信号的采集和存贮，信号的生成，系统识，矩阵处理,
迭代和对域信号的再现.以上的每个功能都由一个模块来完成.进^模块后，通过人机对话
来完成各种模块的功能，而每一模块又是RSx一1lM操作系统的一个任务.所以又具有RSX
一
1lM操作系统的一些特点.
位移传感器是线性液压脉动作动器的一个组件.它和一个预先标定的信号放大器相匹配 来完成测试活塞的位移.这位移传感器是差动变压器式传感器，固定在活塞扦上的磁性杆件
上，随活塞移动改变电感电桥的两个挢臂的电感，产生一个正比于位移的电信号，该信号经
放大后用于数据处理和模拟控制系统的反馈信号.力传感器是电阻应变片式拉压传惑器，弹
性元件是一个特殊的环型散面.
被测减振器的两端分别饺接在一个横梁和作动器活塞杆上端力传感器之问，作动器的另
一
端紧固在地平铁上(见图1)，减振器的轴线和作动器的轴线在同一铅垂线上.作动器在
伺服润的控制下活塞作往复运动时，带动减振器的活塞进行往复运动.减振器的位移激励信
号和力响应信号分别由位移传感器和力传感器检测，由相应的放大器放大后，经过A/D转
换输入给计算机.A/D转换之前的位移信号亦作模拟控制系统的反馈信号.
三，测试原理及数据处理
首先调刖计算机系统的基本试验数据输入模块，给计算机
输入正弦位移激励的激振频率和振幅，采样频率和点数.然后
调用信号生成摸块产生驱动信号，该信号经模拟控制系统放大
后驱动伺服阀，使作动器按输入的频率和振幅激励被测减振
器.与此同时，调用数据采集，存贮模块采集，存贮位移激励
信号，力响应信号，最后调用编制的数据处理程序对采集存贮
的数据进行处理得出给定频率和振幅下的阻尼系数.
电脑热管散热器测试系统的力学模型如图2所示C是减振器的阻尼系
数,nl是测力传感器上部运动构件的等效质量,F(t)是力响图2测试系兢的力学攥型
≮汽车?拉拉机》】993.2
应函数,X(t)是位移激劢，则响应和澈励应满足如下微分方程;
mx+cx=F(t)
车流量统计由上式可以得出响应和激励之间的拉氏变换表迭式
F(s)=G(s)x(s)
式中F(s),x(s)一F(￡),x(t)的拉氏变换;
G(s)=cs(~s+1)
由(3)式可以得出传递函数G(s)的幅频特性和相频特性的表达式
)=c.[(.)+1]
(m)：专(等)
柴火灶又设位移激励为
流量测量装置
x(t)=XmsJn(cot)
则力的移态响应为
F(t)=A(co)Xms]nfcot十(co)3
式中xm一激励幅值
∞一激励的角频率,∞=2af.
在一个周期内激振系统对减振器所做的功为
WlF(t)dx(t)
式中T一作动器往复运动的一个周期.T=÷(作动器的激振频率).
将(6),(7)二式代,(8)式，并整理后得
w;—∞x2mA(∞)sin(~(co))T
：矗xA(∞)sin[(∞))
从(5)式又可以得到
[))=[(+]I{
将(4)式和(10)式代入(9)式，整理后得
W:XmcoC=2X.fC
"一力而，利用测得的激励和响应的一龃数据代入(8)式进行积分数值化后得w:F.(x一x)
式中n一个周期T内的采样次数}
F,,x，一一分别是第i(i=01,2…n)次采样的响应力和1I芷移激励.
比较(11)式和(12)式得阻尼系数的数学表达式，即
[蓼x)]
2X2mf
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
发泡聚苯乙烯(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(j3)
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