本說明書實(shí)施例涉及力學(xué)測試，特別涉及受力的解耦方法。

背景技術(shù)：

1、在力學(xué)測試領(lǐng)域，存在大量的動(dòng)靜載耦合狀態(tài)下的多維力測試需求，應(yīng)變式多維力傳感器靜態(tài)及中低頻測試性能優(yōu)異，極為適合動(dòng)靜載耦合狀態(tài)下的多維力測試。當(dāng)多維力傳感器在兩個(gè)或兩個(gè)以上的方向受力時(shí)，力相互之間存在著影響，這就構(gòu)成了維間“耦合”，維間耦合是影響多維力傳感器測量精度的一個(gè)主要因素。解耦就是要在最大程度上減小或消除耦合干擾。六維力傳感器的解耦是通過數(shù)學(xué)的方法用盡可能小的誤差，唯一地確認(rèn)出來傳感器的輸入和輸出的關(guān)系。

2、最小二乘法的是常見的線性解耦方法，其原理是假定六維力/力矩傳感器的輸入與輸出是線性關(guān)系，通過運(yùn)用最小二乘法來確定其相關(guān)的參數(shù)，對多維力傳感器運(yùn)用最小二乘法靜態(tài)解耦。

3、目前，多維力傳感器已經(jīng)可以通過彈性體優(yōu)化設(shè)計(jì)做到力信號(hào)之間的解耦和力矩信號(hào)之間的解耦，但力矩和產(chǎn)生該力矩的力信號(hào)之間解耦效果不好，導(dǎo)致實(shí)際使用中的現(xiàn)象就是，如果對六維力傳感器偏心加載載荷，多維力傳感器的測量精度會(huì)明顯降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本說明書實(shí)施例提供了受力的解耦方法。本說明書一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例同時(shí)涉及受力的解耦裝置，一種受力的解耦系統(tǒng)，一種計(jì)算設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的力矩和產(chǎn)生該力矩的力信號(hào)之間解耦效果不好，導(dǎo)致實(shí)際使用中的現(xiàn)象就是，如果對六維力傳感器偏心加載載荷，多維力傳感器的測量精度會(huì)明顯降低的技術(shù)缺陷。

2、根據(jù)本說明書實(shí)施例的第一方面，提供了一種受力的解耦方法，包括：

3、獲取受力數(shù)據(jù)；

4、基于所述受力數(shù)據(jù)生成基本矩陣；

5、基于獲取的載荷參數(shù)，對所述基本矩陣進(jìn)行解耦迭代處理，生成解耦矩陣。

6、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述基本矩陣包括基本矩陣行列，所述基本矩陣行列與受力方向?qū)?yīng)；所述基于獲取的載荷參數(shù)，對所述基本矩陣進(jìn)行解耦迭代處理，生成解耦矩陣，包括：

7、基于所述受力方向確定校正方向，所述校正方向?yàn)樾枰Ｕ乃鍪芰Ψ较颍?/p>

8、基于所述載荷參數(shù)與修改參數(shù)，對目標(biāo)基本矩陣行列進(jìn)行解耦迭代處理，生成解耦行列，所述目標(biāo)基本矩陣行列為所述校正方向?qū)?yīng)的所述基本矩陣行列；

9、基于所述解耦行列與所述基本矩陣生成所述解耦矩陣。

10、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述校正方向的數(shù)量大于1，所述基于所述解耦行列與所述基本矩陣生成所述解耦矩陣之后，還包括：

11、將所述解耦矩陣作為所述基本矩陣，并執(zhí)行所述基于所述受力方向確定校正方向，所述校正方向?yàn)樾枰Ｕ乃鍪芰Ψ较?；基于所述載荷參數(shù)與修改參數(shù)，對目標(biāo)基本矩陣行列進(jìn)行解耦迭代處理，生成解耦行列，所述目標(biāo)基本矩陣行列為所述校正方向?qū)?yīng)的所述基本矩陣行列；基于所述解耦行列與所述基本矩陣生成所述解耦矩陣；將所述解耦矩陣作為所述基本矩陣的步驟。

12、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述基于所述載荷參數(shù)與修改參數(shù)，對目標(biāo)基本矩陣行列進(jìn)行解耦迭代處理，生成解耦行列，包括：

13、基于所述載荷參數(shù)與所述目標(biāo)基本矩陣行列生成第一測試結(jié)果；

14、基于所述修改參數(shù)對所述目標(biāo)基本矩陣行列進(jìn)行修改，生成修改矩陣；

15、基于所述載荷參數(shù)與所述修改矩陣生成第二測試結(jié)果；

16、基于所述目標(biāo)基本矩陣行列、所述修改矩陣、所述第一測試結(jié)果、所述第二測試結(jié)果與獲取的理論結(jié)果生成所述解耦行列。

17、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述基于所述目標(biāo)基本矩陣行列、所述修改矩陣、所述第一測試結(jié)果、所述第二測試結(jié)果與獲取的理論結(jié)果生成所述解耦行列，包括：

18、通過迭代公式，基于所述目標(biāo)基本矩陣行列、所述修改矩陣、所述第一測試結(jié)果、所述第二測試結(jié)果與獲取的理論結(jié)果生成所述解耦行列。

19、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述通過迭代公式，基于所述目標(biāo)基本矩陣行列、所述修改矩陣、所述第一測試結(jié)果、所述第二測試結(jié)果與獲取的理論結(jié)果生成所述解耦行列，包括：

20、通過所述迭代公式，從所述目標(biāo)基本矩陣行列確定目標(biāo)基本矩陣數(shù)值，從所述修改矩陣確定修改矩陣數(shù)值，從所述第一測試結(jié)果中確定第一測試數(shù)值，從所述第二測試結(jié)果中確定第二測試數(shù)值，從所述理論結(jié)果確定理論數(shù)值；

21、根據(jù)所述目標(biāo)基本矩陣數(shù)值、所述修改矩陣數(shù)值、所述第一測試數(shù)值與所述第二測試數(shù)值生成矩陣測試比值結(jié)果；

22、基于所述矩陣測試比值結(jié)果、所述第一測試數(shù)值與所述理論數(shù)值生成乘積結(jié)果；

23、基于所述乘積結(jié)果與所述目標(biāo)基本矩陣數(shù)值生成解耦行列數(shù)值；

24、基于所述解耦行列數(shù)值生成解耦行列。

25、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述載荷參數(shù)的數(shù)量為多個(gè)；所述基于所述目標(biāo)基本矩陣行列、所述修改矩陣、所述第一測試結(jié)果、所述第二測試結(jié)果與獲取的理論結(jié)果生成所述解耦行列之后，還包括：

26、將所述解耦行列作為所述目標(biāo)基本矩陣行列，并執(zhí)行所述基于所述載荷參數(shù)與所述目標(biāo)基本矩陣行列生成第一測試結(jié)果；基于所述修改參數(shù)對所述目標(biāo)基本矩陣行列進(jìn)行修改，生成修改矩陣；基于所述載荷參數(shù)與所述修改矩陣生成第二測試結(jié)果；基于所述目標(biāo)基本矩陣行列、所述修改矩陣、所述第一測試結(jié)果、所述第二測試結(jié)果與獲取的理論結(jié)果生成所述解耦行列；將所述解耦行列作為所述目標(biāo)基本矩陣行列的步驟。

27、根據(jù)本說明書實(shí)施例的第二方面，提供了一種受力的解耦裝置，包括：

28、獲取模塊，被配置為獲取受力數(shù)據(jù)；

29、第一生成模塊，被配置為基于所述受力數(shù)據(jù)生成基本矩陣；

30、第二生成模塊，被配置為基于獲取的載荷參數(shù)，對所述基本矩陣進(jìn)行解耦迭代處理，生成解耦矩陣。

31、根據(jù)本說明書實(shí)施例的第三方面，提供了一種受力的解耦系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括受力模塊與計(jì)算設(shè)備；

32、所述受力模塊，用于采集受力數(shù)據(jù)并將所述受力數(shù)據(jù)發(fā)送至所述計(jì)算設(shè)備；

33、所述計(jì)算設(shè)備，用于獲取受力數(shù)據(jù)；基于所述受力數(shù)據(jù)生成基本矩陣；基于獲取的載荷參數(shù)，對所述基本矩陣進(jìn)行解耦迭代處理，生成解耦矩陣。

34、根據(jù)本說明書實(shí)施例的第四方面，提供了一種計(jì)算設(shè)備，包括：

35、存儲(chǔ)器和處理器；

36、所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，所述處理器用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述受力的解耦方法的步驟。

37、本說明書一個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了受力的解耦方法、裝置、系統(tǒng)與計(jì)算設(shè)備，獲取受力數(shù)據(jù)；基于受力數(shù)據(jù)生成基本矩陣；基于獲取的載荷參數(shù)，對基本矩陣進(jìn)行解耦迭代處理，生成解耦矩陣，從而通過迭代的方式對基本矩陣進(jìn)行處理，能夠有效的對傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行解耦，改善了受力數(shù)據(jù)的維間耦合問題，使處理后的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，顯著改善應(yīng)變式受力傳感器偏心加載誤差大的問題，安全可靠，穩(wěn)定性高，提高了對受力傳感器的測量精度。

技術(shù)特征：

1.一種受力的解耦方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基本矩陣包括基本矩陣行列，所述基本矩陣行列與受力方向?qū)?yīng)；所述基于獲取的載荷參數(shù)，對所述基本矩陣進(jìn)行解耦迭代處理，生成解耦矩陣，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述校正方向的數(shù)量大于1，所述基于所述解耦行列與所述基本矩陣生成所述解耦矩陣之后，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述載荷參數(shù)與修改參數(shù)，對目標(biāo)基本矩陣行列進(jìn)行解耦迭代處理，生成解耦行列，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述目標(biāo)基本矩陣行列、所述修改矩陣、所述第一測試結(jié)果、所述第二測試結(jié)果與獲取的理論結(jié)果生成所述解耦行列，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述通過迭代公式，基于所述目標(biāo)基本矩陣行列、所述修改矩陣、所述第一測試結(jié)果、所述第二測試結(jié)果與獲取的理論結(jié)果生成所述解耦行列，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述載荷參數(shù)的數(shù)量為多個(gè)；所述基于所述目標(biāo)基本矩陣行列、所述修改矩陣、所述第一測試結(jié)果、所述第二測試結(jié)果與獲取的理論結(jié)果生成所述解耦行列之后，還包括：

8.一種受力的解耦裝置，其特征在于，包括：

9.一種受力的解耦系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括受力模塊與計(jì)算設(shè)備；

10.一種計(jì)算設(shè)備，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本說明書實(shí)施例提供受力的解耦方法、裝置、系統(tǒng)與計(jì)算設(shè)備，其中該方法包括：獲取受力數(shù)據(jù)；基于受力數(shù)據(jù)生成基本矩陣；基于獲取的載荷參數(shù)，對基本矩陣進(jìn)行解耦迭代處理，生成解耦矩陣，從而通過迭代的方式對基本矩陣進(jìn)行處理，能夠有效的對傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行解耦，改善了受力數(shù)據(jù)的維間耦合問題，使處理后的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，顯著改善應(yīng)變式受力傳感器偏心加載誤差大的問題，安全可靠，穩(wěn)定性高，提高了對受力傳感器的測量精度。

技術(shù)研發(fā)人員：馮國松,范軍紅,王瀟鋒,馬功泊,楊光,劉闖,薛令博,魏博,孫通,王睿
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15