如何获得“时间信号”

如何获得“时间信号”

建筑工程、汽车运输等设备的疲劳寿命以及桥梁等建筑物的抗震性能直接关系到人们的人身安全。因此，必须对这些产品进行测试和评估，以提升其性能和规格。

能够在真实环境中进行性能评估当然是最好的，但在真实环境中进行测试受外部条件（如天气）的影响很大，并且在仪器安装和操作方面成本高昂。

在室内模拟真实环境进行测试，在降低成本和提升效率方面都有帮助。在实际条件下产生的振动可以用“振动台”测试设备以相同的方式重现。因此能达到室内测试比室外测量更方便的效果。然而，它的运输、安装和测试成本仍然相当昂贵。

所以我们可以考虑进行虚拟仿真测试。无论是使用真实振动台的试验还是使用虚拟振动台的试验，最重要的是找到产生与直接测量结果相同的条件。直接测量的结果称为目标，而产生这些目标的条件称为执行器运动。通过减少误差来重复校正并确定最终执行器运动，同时将虚拟试验结果与目标进行比较。这样确定的信号通常被称为时间信号，因为它是时间历程。找到时间信号的程序叫做时间信号发生器。

让我们用一个例子来看看执行器运动的过程。在实例中，试验对象是挖掘机的油箱，它被固定在由六个轴组成的振动台上。首先，我们需要找到能够产生与驾驶测量所得结果相同的执行器运动条件。然后我们将使用最终执行器运动条件，并通过改变试验对象的同时进行各种试验。

从现在起，我们将学习如何建模。进入程序菜单中的时间信号发生器（TSG），创建6个执行器，如上图所示。这里创建的6个执行器是供以后使用的，如���所示。

创建虚拟仿真模型的过程是基本过程，此处不涉及（如果您需要相关模型，请通过文章末尾提供的官方联系方式联系我们）。打开图中标红圈的平动副的属性对话框，并将运动（Motion）条件设置为“位移”，输入先前定义的执行器作为“位移”，气缸就会根据执行器的值进行移动。

将测量结果与仿真结果进行了比较，通过Marker标记仿真模型中连接传感器的位置。

可以使用创建的Marker和Expression获取测量点的加速度，并将其定义为传感器Expression。作为用于测量的传感器包括三个位置上的三个方向的加速度，共计九个传感器。

点击Target按钮，将测量信号读入程序，使用窗口功能修改测量信号，使其平稳启动（详见本文底部），并将其保存为程序中要使用的Target。

在获得时间信号时，需要对系统进行频域计算。在这个过程中，需要利用FRF函数计算得到系统的频率特性。

FRF允许您查看输入的驱动信号，以及按时间顺序计算的频率特性和系统响应。显现的频率特性，是由频响函数产生的。

一切准备就绪后，剩下的步骤就是通过重复迭代找到时间信号，直到传感器值等于目标值。

你可以在结果中看到时间信号的精确度，以及各传感器的结果。

通过这种方式，我们研究了通过虚拟测试寻找时间信号的过程。怎么样？这不足以取代真实驾驶测试和实验室测试吗？

当然，这里还不是终点！

事实上，模型还可以变得更加简单。

到目前为止，仿真模型中包括一个振动台。这样做的原因是为了与试验装置相比，更容易被人理解。通过这个实验，我们发现，如果我们找到一个产生与测量结果相同的时间信号，我们就可以把这个时间信号放到实际使用的条件下，进行各种测试。

因此，在实际应用中不需要对振动台进行建模。这是因为通过直接约束分析对象来建模的方法更加简单。上图显示了在没有建立振动台模型的情况下进行燃油箱仿真所获得的结果与之前相同。

另一个例子是，如上图所示，将汽车下臂作为一个模型，而不使用测试装置，则可以获得与实际测量结果相同的结果。

如上所述，以这种方式找到的时间信号能够产生实际的使用条件，因此它可以用于尚未执行的各种测试。

例如，正如您在下面的视频中看到的，您可以在燃油箱中使用不同数量的燃料进行试验。在视频中可以看到在改变燃料量时，施加在测试对象上的加速度和应力。所用软件的最大优点是它可以通过计算流体燃料量和运动产生的影响来计算应力。

附注1,如果您对上述信息的窗口部分有兴趣，请参考以下内容。

附注2,计算FRF和迭代的顺序如下。