一种液压缸谐振智能监测系统及定位方法
技术领域
本发明属于检测领域，特别涉及一种液压缸谐振智能监测系统及定位方法。
背景技术
如图1所示，结构强度试验所用协调加载控制系统(简称控制系统)通过液压系统对试验结构施加载荷，但在实际加载过程中，液压系统中的液压缸通过控制系统的伺服控制实现对试验件机械系统的力控加载，由于整个闭环系统中摩擦力矩，机械迟滞，驱动饱和等干扰存在，液压缸在伺服控制中不可避免的出现机械谐振问题。
在高载阶段，液压缸机械谐振对试验件的安全提出了很大的挑战，试验人员在逐级加载阶段需要对各加载点密切关注，在谐振出现的瞬间更改控制器参数或者改变液压缸输出载荷，以确保液压谐振不会继续发散，在一定时间内收敛到稳定。但是，由于试验技术人员经验等客观因素存在，如果较短时间内不能较快做出反应，试验控制系统就会应急卸载对试验而言存在较大的安全隐患，此外，当试验加载点较多，而谐振发生在两点甚至更多加载点时，试验人员很难很快做出定位。
发明内容
本申请提供一种液压缸谐振智能监测系统及定位方法，用于大型结构强度试验的加载点液压谐振监测及定位。
第一方面，本申请提供一种液压缸谐振智能监测系统，系统包括：谐振测量传感器阵列、现场总线和上位机虚拟仪器；谐振测量传感器阵列通过现场总线与上位机虚拟仪器连接；谐振测量传感器阵列包括至少N个谐振测量传感器，每个谐振测量传感器分别对应设置在至少N个液压缸缸体上。
可选的，上位机虚拟仪器包括显示单元。
可选的，系统还包括声光报警装置，声光报警装置与上位机虚拟仪器连接。
第二方面，本申请提供液压缸谐振定位方法，方法包括：
至少N个液压缸缸体分别布置至少N个谐振测量传感器,至少N个谐振测量传感器形成传感器阵列；
传感器阵列针对至少N个液压缸缸体采集谐振声音信号；
传感器阵列将谐振声音信号通过现场总线通讯传输至上位机虚拟仪器；
上位机虚拟仪器对谐振声音进行滤波处理，获得谐振频率；
将谐振频率与预设的液压缸谐振数据库的频率进行匹配；
当谐振频率与液压缸谐振数据库中的频率一致时，判断对应加载点的液压缸发生了谐振。
可选的，布置谐振测量传感器编号与液压缸编号一致，
可选的，当液压缸发生了谐振时，方法还包括：
上位机虚拟仪器输出驱动信号以驱动相应的声光报警装置。
可选的，当液压缸发生了谐振时，方法还包括：
上位机虚拟仪器获取发生谐振的液压缸编号，并通过显示单元进行实时显示。
可选的，当液压缸发生了谐振时，方法还包括：
上位机虚拟仪器确定对应加载点的液压缸加载点的空间位置，并通过显示单元进行实时显示。
综上所述，本申请提供的液压缸谐振智能监测系统及定位方法能够快速辅助试验技术人员对谐振发生的位置进行快速定位，以及时处理谐振加载点的液压缸，进而保证结构强度试验的顺利进行，达到降低试验风险的目的。
附图说明
图1为现有技术中的液压缸作用示意图；
图2为本申请实施例提供的液压缸谐振智能监测系统的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的虚拟仪器人机交互界面的示意图。
具体实施方式
本申请涉及一种液压缸谐振智能检测及定位方法，具体涉及结构强度试验液压缸谐振检测及定位技术，特别适用于结构强度试验力控加载点液压缸谐振发生时的检测及定位。
本发明的目的是提供一种液压缸谐振智能检测及定位方法，既能达到对液压缸谐振发生的检测要求，又能实现对谐振发生的位置及发生谐振的液压缸加载点号进行判断及定位，并能在检测之后的显示界面进行实时显示，用于更精确、高效地完成结构强度试验尤其高载试验液压缸谐振发生时的检测及定位。
a)系统结构框图
该液压缸谐振检测及定位系统共包括三部分：传感器阵列、现场总线和上位机虚拟仪器显示部分。智能检测的系统结构示意如图2所示。
b)基本工作原理
智能检测及定位系统的基本工作原理如下：
1.谐振测量传感器布置方法：每个液压缸缸体单独布置了谐振测量传感器,众多加载点形成传感器阵列；
2.谐振检测原理：振动传感器对谐振生源进行声音采集。经滤波后判断谐振的频率，对分析的频率结果与液压缸谐振数据库的频率进行匹配，当谐振频率与数据库频率一致时，判断该点发生了谐振；
3.液压缸定位原理：布置谐振测量传感器编号与液压缸编号一致，当检测出谐振液压缸时，上位机调取液压缸的编号以及加载点号在虚拟仪器上实时显示；
4.谐振报警提示原理：上位机发现对应加载点的液压缸出现谐振时，上位机输出驱动信号以驱动相应的声光报警装置。
综上所述，本申请提供的液压缸谐振智能监测系统及定位方法的自动化检测能力取代了以往人工监视，自动定位功能大大提高了液压缸谐振检测效率，系统扩展功能开放，可靠性高，尤其在高载试验中能够快速定位谐振点，降低结构强度试验高载时的风险。
采用软件编写虚拟仪器显示界面，可以实现谐振数据的实时显示，同时与谐振数据库实时比对，快速判断液压缸谐振发生时的位置及点号。
实施例一
本申请实施例提供一种具体的液压缸谐振智能监测系统及方法，包括：
S101：在每个加载点液压缸布置谐振测量传感器；
S102：谐振测量传感器输出结果经现场总线通讯传输至上位机；
S103：上位机对谐振测量传感器采集的数据进行滤波，谐振频率分析，并在虚拟仪器界面实时显示；
S104：上位机经初步判断将可能发生谐振的加载点数据传输至液压缸谐振数据库进行数据匹配，进一步判断是否发生谐振；
S105：谐振发生时，对应加载点的信号指示灯亮并驱动报警装置；同时确定加载点的空间位置并在虚拟仪器界面显示；
S106：没有谐振发生，系统正常运行进入检测迭代。
综上所述，本申请提供的液压缸谐振智能监测系统及定位方法能够快速辅助试验技术人员对谐振发生的位置进行快速定位，以及时处理谐振加载点的液压缸，进而保证结构强度试验的顺利进行，达到降低试验风险的目的。
